市政道路改造升級地基處理應(yīng)用

夏正豐

（東南大學(xué) 建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 南京 210096）

1 研究背景

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，上世紀(jì)晚期修建的城市道路將接近設(shè)計(jì)使用年限，面臨大范圍的改擴(kuò)建維修，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重點(diǎn)考慮如何利用老路資源。江蘇省南京市某條城市次干路改造工程，原有道路設(shè)計(jì)速度60 km/h，限速40 km/h，一般路段路基寬21 m，路面寬14 m，針對路基改造問題提出利用改造設(shè)計(jì)方案和施工注意事項(xiàng)。

2 原老路狀況及評價(jià)

2.1 路基

2.1.1 路基標(biāo)準(zhǔn)橫斷面

路基寬度21 m，行車道及慢車道寬2×7 m，人行道2×3.5 m。

2.1.2 路基填土高度

LK4+660—LK6＋008為平原地貌，一般均為填方，平均填土高度約0.5 m。

2.1.3 路基病害及路基穩(wěn)定情況

項(xiàng)目建成運(yùn)營多年，路基沉降已趨于穩(wěn)定，現(xiàn)場調(diào)查顯示，公路路基絕大部分存在病害，需進(jìn)行路基開挖處理。

2.1.4 路基綜合評價(jià)

總體來看，舊路路基情況較差，路基承載力不足；綜合考慮道路通行條件以及鎮(zhèn)區(qū)居民出行需求，本次改建工程應(yīng)采取合適的措施對老路路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。

2.2 路面

對老路路面結(jié)構(gòu)取芯、破損情況以及彎沉檢測等調(diào)查，并通過對老路路面破損程度及強(qiáng)度進(jìn)行分析和評價(jià)，擬定道路改建方案。

2.2.1 路面結(jié)構(gòu)形式及其養(yǎng)護(hù)歷史

舊路于2008年底建成通車，當(dāng)時(shí)為老路改擴(kuò)建。原路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)彎沉為30.9（0.01 mm），改造路段路面結(jié)構(gòu)為5 cm中粒式瀝青混凝土AC-16C+6 cm粗粒式瀝青混凝土AC-20C+1 cm瀝青封層+34 cm二灰碎石+18 cm石灰土。

在近幾年的養(yǎng)護(hù)維修過程中，陸續(xù)分段加鋪了4 cmAC-16瀝青面層，以及最近進(jìn)行污水管道開挖鋪設(shè)，回填材料不能滿足設(shè)計(jì)要求需要重新開挖回填。

2.2.2 路面取芯調(diào)查及評價(jià)

采用取芯觀察老路的面層厚度、完整性，基層整體性狀況、層間連續(xù)狀況，以期更好地了解老路路面基本情況。本次取芯段落為LK4+600—LK6+008，共取芯11個(gè)。本次路面取芯均選取典型路段，芯樣具有一定的代表性，分析芯樣情況，可初步得出：（1）通過對完整芯樣分析，面層層度差異較大，部分路段前期進(jìn)行過瀝青面層加鋪，加鋪厚度在4 cm左右。（2）基層為二灰碎石，取芯時(shí)個(gè)別芯樣基層松散已不具備承載能力，其他芯樣成板體，路面基層與面層結(jié)合情況一般，基層強(qiáng)度較低。

2.2.3 路面破損調(diào)查及評價(jià)

由于舊路剛進(jìn)行過污水管道開挖施工，路面部分路段質(zhì)量較差，路面破損情況見圖1。

圖1 路面破損情況

2.2.4 路面彎沉調(diào)查及評價(jià)

（1）評價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG S210—2018），路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度用路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)（PSSI）進(jìn)行評價(jià)，按式（1）、式（2）計(jì)算，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

式中：SSI—路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)，為路面設(shè)計(jì)彎沉與實(shí)測代表彎沉之比；Id—路面設(shè)計(jì)彎沉，mm；I0—實(shí)測代表彎沉，mm；a0—模型參數(shù)，取15.71；a1—模型參數(shù)，取-5.19。

表1 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)（PSSI）評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

（2）測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)及分析（表2）

表2 各路段瀝青路面強(qiáng)度評價(jià)結(jié)果

（3）主要結(jié)論

本路段代表彎沉為22.76（0.01 mm），PSSI為44.37，總體評價(jià)結(jié)果為差，路基承載力差。

2.2.5 路面總體評價(jià)

從上述路面調(diào)查結(jié)果來看，舊瀝青路面PSSI指標(biāo)評價(jià)均為差，瀝青路面綜合評價(jià)為差，本次改建在路基補(bǔ)強(qiáng)、病害處理后路面整體銑刨后整幅路段加鋪4 cmAC-13C。

3 老路路基補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方案及施工注意事項(xiàng)

該路作為鎮(zhèn)區(qū)居民出行的主要通道，老路改造時(shí)間要求緊，因此在老路路基補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)中考慮不對老路開挖處理，為提高地基承載能力設(shè)計(jì)綜合考慮采用注漿工藝。

3.1 壓力注漿特點(diǎn)

壓力注漿施工簡單、施工速度快、路基質(zhì)量提升明顯。

3.2 壓力注漿技術(shù)及施工要求

3.2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

（1）布孔。注漿孔間距約為1.5 m，呈梅花形。（2）孔深。單個(gè)孔深約1.1～1.5 m，孔徑根據(jù)施工工藝選擇，一般為5 cm左右。（3）注漿材料及配比：材料為水泥漿，水灰比為0.5～1。為保證材料具有良好的可操作性及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)。建議漿液配比為水：水泥：水玻璃=1∶（0.5～1）∶0.05。

3.3 施工注意事項(xiàng)

（1）施工前應(yīng)由技術(shù)負(fù)責(zé)人制定詳細(xì)的施工組織計(jì)劃。材料要事先過篩再運(yùn)到現(xiàn)場；各種設(shè)備的性能保證完好。（2）所有注漿口必須保證密封，空隙處必須保證砂漿充實(shí)，已保證注漿形成有效的壓力。（3）施工前應(yīng)認(rèn)真檢查路基是否存在空洞或縫隙等，在施工過程中注意觀察跑漿及漏漿現(xiàn)象，如存在以上問題必須在施工前封堵。（4）砂漿中可添加適量膨脹劑以保證材料具有一定的膨脹性。注漿壓力和膨脹劑若控制不當(dāng)，容易產(chǎn)生鼓包和冒漿，建議施工前應(yīng)進(jìn)行注漿試驗(yàn)，以確定適宜的注漿壓力。注漿壓力宜從0.2～0.3 MPa低壓開始，逐步加大至0.6～1.0 MPa為宜（僅供參考，具體根據(jù)試驗(yàn)確定）。（5）注漿。注漿時(shí)必須保證注漿管一次性放置到設(shè)計(jì)深度，通過壓漿機(jī)將砂漿從密封的固定注漿口從下而上進(jìn)行注漿壓入。單個(gè)注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)：①注漿壓力大小由小逐漸變大，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并持續(xù)注漿10 min以上；②水泥漿注入量必須滿足設(shè)計(jì)數(shù)量，且保證注漿結(jié)束時(shí)的進(jìn)漿量在20～30 L/min以下；③路面隆起時(shí)應(yīng)停止注漿。（6）冒漿處理：在施工過程中，水泥漿液易于沿土體孔隙串流滲出地面，稱為地表冒漿。地表冒漿一般是在冒漿處采用速凝水泥、麻絮或碎棉絮封堵，無法封堵時(shí)可采用降低壓力、改變材料水灰比等辦法進(jìn)行處理。

4 結(jié)語

路基處理完成后，對老路路面進(jìn)行彎沉檢測，結(jié)果顯示老路彎沉提升明顯，PSSI值普遍大于85。檢測結(jié)果表明，壓力注漿在城市道路改造過程中提升路基承載力方面有明顯的效果。