土工格柵與短錨桿組合加固路基拼接段施工技術(shù)

(中國路橋集團西安實業(yè)發(fā)展有限公司，陜西 西安 710075)

引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟和社會的快速發(fā)展，以往的很多道路路基因受當時的技術(shù)水平和建設(shè)理念的制約，已難以滿足當今社會發(fā)展的需要，急需重建或改擴建[1-3]。

和新建路基相比，舊有路基己基本或完全完成固結(jié)沉降，尤其是軟土路基強度提高更加明顯[4-6]。在相同的荷載作用下，新建部分路基工后沉降遠大于原有路基的沉降，導(dǎo)致路基不協(xié)調(diào)變形[7]。由于新舊路基存在材質(zhì)、施工質(zhì)量及路面結(jié)構(gòu)層的差異，如果控制不嚴，新路基在工程荷載的作用下極易產(chǎn)生較大的變形[8-10]。

本文以大(浦)豐(順)五(華)路基豐順至五華段先行工程X1標段為例，對新舊路基拼接進行技術(shù)創(chuàng)新，采用路基加固引孔體系、多層多次高壓注漿微型加固樁、環(huán)狀土工格柵外包布袋活性材料加固樁體系，形成了土工格柵與短錨桿組合加固路基拼接段施工技術(shù)。

1 工程概況

大(浦)豐(順)五(華)路基豐順至五華段先行工程X1標段路線起自豐順縣城北蘇山村附近，終點為橫陂鎮(zhèn)華閣村的琴江東岸與興華高速相接，部分路段需通過新舊路基拼接拓寬道路。匝道4條共計2.968 km，被交道1處為2.16 km。計劃工期為20個月。路基挖土石方為68.86萬m3，填土石方為67.13萬m3，新建涵洞為4座、接長涵洞為6座等。

2 技術(shù)原理

在要求施工速度快、施工質(zhì)量高、沉降小的前提下，首先對需要拼接加寬的路基基底進行淺表淤泥清除，換填為開山石渣，采用地表夯擊、壓實的方法提高地基的承載力，減少新建路基的工后沉降量；然后從路基填料、壓實度方面控制新舊路基的沉降差異，避免產(chǎn)生縱向裂縫；最后通過土工格柵與加設(shè)短錨桿組合來加強路基拼接部位的結(jié)合強度。

先鉆孔，隨后插入錨桿，錨桿設(shè)置三層可擴展翼板，并用強力彈簧連接，錨桿下放時出去收縮樁臺，待錨桿下完后緩慢打開，插入兩側(cè)土中，結(jié)構(gòu)示意如圖1和圖2所示；當錨桿定位完成后在其錨桿上部設(shè)置可調(diào)式注漿頂升限位端，即擬達到的頂升高度，分三次注漿，形成加固體，直至路面達到頂升限位端位置；對沉陷、脫空區(qū)利用加固樁進行精確錨固基底注漿，對裂縫采用全深度微孔注漿加固，先表面封錨留孔，自底部灌漿；同時部分路基采用環(huán)狀格柵外包布袋活性材料加固樁，采用鋼沉管將與預(yù)制樁尖連接的土工布袋打設(shè)至設(shè)計標高后，灌環(huán)狀格柵和活性材料，通過輕質(zhì)活性材料水化膨脹、固結(jié)效應(yīng)，防止因積水造成路面病害。

3 工藝流程與操作要點

3.1 工藝流程

土工格柵與短錨桿組合加固路基拼接段施工工藝流程如圖3所示。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

連同監(jiān)理單位對原有路基進行復(fù)測，并將復(fù)測結(jié)果報予設(shè)計單位進行縱斷面擬合，以確定拼接路基的施工方案。

3.2.2 舊路基路肩挖除

(1)緊急停車道交通封閉。

(2)拔除護欄樁。采用人工與挖掘機結(jié)合的方式，并用鋼絲繩連接到挖掘機斗齒上向上拔除護欄樁。

圖1 土工格柵與短錨桿組合加固路基拼接段施工結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 可擴展翼板結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 施工工藝流程圖

(3)采用挖掘機挖除舊路硬路肩塊，并安排運輸車輛直接運走。

3.2.3 基底處理

先清除路基范圍內(nèi)的原地表草皮及表土，再進行軟基處理，根據(jù)換填石渣厚度確定鋪筑層數(shù)。根據(jù)石渣的外觀緊密程度來檢驗，當無松散、無輪跡，進行最后一次碾壓，并進行沉降觀測，當沉降量≤3 mm時，即認為石渣碾壓結(jié)束。

3.2.4 在舊有路基邊坡上開挖臺階

施工時，在舊有路基邊坡處應(yīng)采用開挖多層臺階的方式銜接，進行錯臺填筑施工。在挖臺階時，使用挖掘機由路基底面往上開挖原路基邊坡，并確保無積水。開挖臺階與填筑路基同步進行。路基拼接填筑示意如圖4所示。

圖4 路基拼接填筑示意圖

3.2.5 新建路基填筑

控制路基拼接段部分填料，為減少新舊路基的沉降差，新填路基擬使用摻灰劑量為7%～9%的改良土作為填料。

3.2.6 提高拼接部位壓實度

(1)一般碾壓與沖擊碾壓相結(jié)合

采用一般碾壓與沖擊碾壓兩種形式施工，局部采用液壓強夯。由此消除傳統(tǒng)碾壓法存在的薄弱環(huán)節(jié)，提高了新舊路基之間連接的整體性，達到了減小新建路基工后沉降的目的。

(2)液壓強夯

對新舊路基結(jié)合部位進行液壓強夯，加速路基固結(jié)。當新建路基施工至路床頂面下150 cm和路床頂面下20 cm時，分別進行夯實作業(yè)。夯實補強區(qū)域范圍為：新舊路基結(jié)合處4.5 m寬帶狀范圍，包括舊路基1.5 m和新建路基3 m。利用高速液壓夯實機對路基拼接新建部分與原有路基結(jié)合部位進行夯實補強，減小新路基工后沉降，盡量減少或消除新舊路基不均勻沉降帶來的危害，加強新舊路基的結(jié)合，提高路基的整體強度和穩(wěn)定性。不同土壤層厚處夯實情況如圖5所示，圖中hi表示不同的落錘高度。

圖5 不同土壤層厚處的夯實情況

3.2.7 新舊路基結(jié)合部位加鋪土工格柵與短錨桿

先在新舊路基間橫向鋪設(shè)土工格柵，再進行路基鉆孔，隨后插入錨桿，錨桿設(shè)置三層可擴展翼板，并用強力彈簧連接，錨桿下放時出去收縮樁臺，待錨桿下完后緩慢打開，插入兩側(cè)土中。多錨桿定位完成后在其錨桿上部設(shè)置可調(diào)式注漿頂升限位端，即擬達到的頂升高度，分三次注漿，形成加固體，直至路面達到頂升限位端位置。

4 技術(shù)特點

土工格柵與短錨桿組合加固路基拼接段施工技術(shù)特點如下：

(1)能夠抑制新舊路基由于沉降不同步而產(chǎn)生的裂縫，增強加寬道路的整體性能。

(2)采用土工格柵鋼筋網(wǎng)加固能夠有效防止或減少新舊路不均勻沉降產(chǎn)生的路面裂縫。

(3)環(huán)狀土工格柵外包布袋活性材料加固樁沉管施工操作安全，且利用活性材料具有較高的性價比。

(4)綜合采用微型加固樁，全深度微孔注漿加固、環(huán)狀土工格柵外包布袋活性材料加固樁等施工方法，先表面封錨留孔，自底部灌漿，解決路基沉陷、脫空、裂縫等病害，具有施工快捷、組織合理、可推廣應(yīng)用于公路拼接施工中，尤其適用于交通量大，需要快速通車的路基拼接施工中。

5 結(jié)語

本文結(jié)合大(浦)豐(順)五(華)路基豐順至五華段先行工程X1標段，提出了土工格柵與短錨桿組合加固路基拼接段施工技術(shù)，有效提高了新舊路基拼接段的結(jié)合強度，解決了新舊路基因不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫的問題。