胡 燕

近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,各地對(duì)于交通運(yùn)輸容量的要求越來(lái)越高。在已經(jīng)建成使用的眾多高速或一級(jí)公路中,由于受建設(shè)時(shí)期當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、工程技術(shù)等方面的影響制約,已經(jīng)有相當(dāng)一部分表現(xiàn)出對(duì)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)和交通量發(fā)展的矛盾,部分路段還存在著大量的路基路面病害?？紤]到上述方面的一些問(wèn)題,我國(guó)公路網(wǎng)在未來(lái)的時(shí)間內(nèi)將會(huì)面臨越來(lái)越多的改擴(kuò)建問(wèn)題。21世紀(jì)初沈大高速、廣佛高速、滬寧高速公路等眾多里程碑式的公路改擴(kuò)建工程相繼建成通車(chē),這為我們提供了許多寶貴的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。公路改擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)和新建工程相比存在很多需要探索和進(jìn)一步研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,如對(duì)路基路面現(xiàn)狀的評(píng)價(jià)、新老道路拼接的確定、改擴(kuò)建技術(shù)指標(biāo)的合理選取選擇等都直接影響到改擴(kuò)建工程的規(guī)模和使用效果。本文結(jié)合作者參與的某公路改擴(kuò)建工程,對(duì)關(guān)鍵工程技術(shù)問(wèn)題的處理提出具體解決對(duì)策。

1 路基路面現(xiàn)狀

1.1 路基部分

1)路基填料。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況,原路基填料以常規(guī)填料——亞黏土、黏土為主,因原路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面,隨著路面病害的不斷發(fā)展,不可避免的出現(xiàn)滲水軟化現(xiàn)象,現(xiàn)有路基填土含水量偏大,壓實(shí)度偏低,承載力下降。2)路基排水。部分路段填方邊坡坡面堆積、散落大量路面維修時(shí)的廢棄圬工,主要為原水泥混凝土路面廢棄混凝土塊、廢棄碎石,坡面排水不暢。3)路基沉降、穩(wěn)定狀況。本路段為填方路基,部分路段臨靠河塘,且未設(shè)置護(hù)坡,沖刷使得臨空面高度增加,出現(xiàn)了邊坡滑移現(xiàn)象,邊坡穩(wěn)定性較差。另外,部分路段存在軟弱地層,不均勻沉降使得路面出現(xiàn)了明顯的沉陷、縱橫向裂縫病害,影響了行車(chē)舒適感。

1.2 路面部分

本路段原路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面,由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間較長(zhǎng),加之軟土地基的沉降變形及雨水滲入,路面不可避免的出現(xiàn)了大量病害。管養(yǎng)部門(mén)及時(shí)高效的維修養(yǎng)護(hù)才保障了正常、安全的交通運(yùn)營(yíng)。本路段部分已進(jìn)行大面積換板維修養(yǎng)護(hù),路況有所改善,但仍有少量斷板、唧泥病害;同時(shí)部分路段已進(jìn)行瀝青面層罩面對(duì)比處理,路況較好。

2 路基一般設(shè)計(jì)原則

2.1 路基橫斷面標(biāo)準(zhǔn)

本路段采用單側(cè)直接拼寬的擴(kuò)建方式,擴(kuò)建為四車(chē)道一級(jí)公路。按照相關(guān)規(guī)范要求整體式路基寬度為18.5 m,中央分隔帶寬1.5 m,具體斷面布置如下:

整體式路基寬度18.5 m(單側(cè)加寬 9.0 m),其中行車(chē)道寬4×3.50 m,中間帶寬1.5 m(含2×0.5 m路緣帶),土路肩寬2×1.5 m。

路拱坡度行車(chē)道、路緣帶及硬路肩采用1.5%,土路肩采用4%。

2.2 設(shè)計(jì)原則

1)路基填料的選用。本路段拼接段路基填料來(lái)源以當(dāng)?shù)匾话沭ね翞橹鳌ｍ?xiàng)目所處區(qū)域土料的粘粒含量較高,液限和塑性指數(shù)等土體指標(biāo)超過(guò)規(guī)范要求,因此路基填料的壓實(shí)度、脹縮性較難控制,必須經(jīng)過(guò)一定處理才能在工程中使用。同時(shí),為了減少改擴(kuò)建工程路基填土的自身壓縮變形,控制新老路基之間的差異變形,采用對(duì)拼接路基填土全部作摻灰處理,以保證工程質(zhì)量。

2)路基土的處理標(biāo)準(zhǔn)。a.當(dāng)路堤邊坡高度(以下簡(jiǎn)稱 H)不小于1.33 m時(shí),清除地表 30 cm土層,路堤填土摻灰4%,壓實(shí)度不小于94%,路床填土摻灰 6%,壓實(shí)度不小于 96%;b.當(dāng) H≤1.33 m時(shí),開(kāi)挖至路床底標(biāo)高后繼續(xù)向下翻挖20 cm,翻松土摻3%石灰拌和并碾壓,下臥層壓實(shí)度不小于90%,路床填土摻灰6%,壓實(shí)度不小于96%;c.由于原路線部分路段靠近河塘,在改擴(kuò)建過(guò)程中的水塘、河溝清淤后回填土采用3%的石灰土回填,壓實(shí)度按照最下40 cm范圍不小于87%,其上部分不小于90%至原地面齊平。需將進(jìn)行復(fù)合地基處理的路段回填一般黏性土至地表,壓實(shí)度不小于87%。

3 特殊路基處理

3.1 不良地質(zhì)情況

根據(jù)地質(zhì)勘探資料及區(qū)域資料分析,軟土地基是本項(xiàng)目主要的不良地質(zhì)問(wèn)題。軟土埋深一般為0.5 m～12 m,厚度一般為4 m～8 m,局部厚達(dá)12 m,主要為淤泥質(zhì)黏土、粉質(zhì)黏土,呈流塑～軟塑狀,潮濕～飽和,含水量高。其孔隙比較大,壓縮性高,強(qiáng)度低,易引起較大的工后沉降和新老路基差異沉降,須進(jìn)行重點(diǎn)處理。

3.2 特殊路基設(shè)計(jì)

1)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。沉降控制標(biāo)準(zhǔn)。為保證新老路基的良好銜接,本路段拼接路基施工完成后,原路路基中心與新路肩的橫坡度增大值應(yīng)小于0.5%,與原公路橫坡相比不得出現(xiàn)反坡。拼接路基施工后,原路中心附加沉降增量應(yīng)小于30 mm。加寬路基計(jì)算總沉降小于15 cm,工后沉降小于5 cm,新老路基差異沉降小于5 cm。

穩(wěn)定驗(yàn)算的安全系數(shù)。使用土工試驗(yàn)給出的快剪指標(biāo),按復(fù)合地基進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算,并以安全系數(shù)K＞1.2為復(fù)核控制指標(biāo)。

2)軟基處理方案。本路段軟基處理方案的選擇主要是從控制總沉降、差異沉降和施工工藝、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行綜合比較,根據(jù)該項(xiàng)目軟基分布特點(diǎn)擬采用水泥攪拌樁(濕噴樁)進(jìn)行處理,滿足拼接路基地基承載力強(qiáng)度要求及沉降量、差異沉降要求。指標(biāo)參數(shù)及相關(guān)要求如下:a.濕噴樁樁徑50 cm,樁位在平面上呈等邊三角形布置,中心布設(shè)間距1.3 m～1.5 m,單樁每延米噴漿水泥用量為50 kg,樁基一般處理深度7.0 m～14.0 m。b.水泥攪拌樁設(shè)計(jì)無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度為 R90=2.0 MPa,R7=0.6 MPa,R28=1.0 MPa?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)強(qiáng)度應(yīng)滿足上述要求。

3)新老路基銜接問(wèn)題。老路擴(kuò)建成敗的關(guān)鍵因素之一就是避免新老路基的不均勻沉降而產(chǎn)生的路基縱向開(kāi)裂。經(jīng)計(jì)算表明路基基底差異沉降對(duì)拼接處應(yīng)力變化最為明顯,同時(shí)最大拉應(yīng)力位于路床及路面部分,為了緩解新老路基拼接部位的應(yīng)力集中,調(diào)整新老路基拼接部位的應(yīng)力狀態(tài),保證加寬路基與舊路基的良好銜接,使其成為一個(gè)較好的整體,避免或減少橫向錯(cuò)臺(tái)和縱向裂縫的發(fā)生,確定采取以下措施:a.在填筑加寬路基前先對(duì)老路基邊坡進(jìn)行30 cm厚清坡處理。b.對(duì)老路邊坡進(jìn)行削坡處理。從現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況來(lái)看,老路基邊坡填土松散,壓實(shí)度偏低,且老路基坡腳堆積大量棄土、浮土。為了提高新老路基拼接質(zhì)量,提高拼接段路基填土壓實(shí)度,擬統(tǒng)一確定老路邊坡削坡坡率為1∶1,既能對(duì)坡面浮土加以清除,又能保證新老路基拼接質(zhì)量。c.在原路基邊坡上開(kāi)挖臺(tái)階(臺(tái)階底向內(nèi)傾斜2%),同時(shí)自下而上,開(kāi)挖一階及時(shí)填筑一級(jí),并按壓實(shí)度要求進(jìn)行碾壓,初步擬定第一級(jí)臺(tái)階開(kāi)挖尺寸為150 cm×150 cm,以上各級(jí)臺(tái)階開(kāi)挖臺(tái)階為100 cm×100 cm,最上一級(jí)臺(tái)階由老路基邊緣向里開(kāi)挖原路床80 cm厚填土至老路水泥混凝土面板,重新?lián)交液蠡靥罴庸?。d.土工材料的應(yīng)用。在新老路基的拼接中運(yùn)用土工合成材料能有效地增強(qiáng)老路基與拼接路基土體間的連接性,限制和協(xié)調(diào)路基土體的變形,均化荷載,提高拼接路基的抗剪強(qiáng)度,增強(qiáng)拼接路基的整體性。

4 路面設(shè)計(jì)原則

4.1 路面鋪筑時(shí)間的確定

路面鋪筑必須待沉降穩(wěn)定后進(jìn)行,采用雙標(biāo)準(zhǔn)控制:即要求推算的工后沉降量小于設(shè)計(jì)容許值,同時(shí)連續(xù)兩個(gè)月觀測(cè)的沉降量每月不超過(guò)3 mm～5 mm(即在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間預(yù)壓后,若連續(xù)兩個(gè)月觀測(cè)的沉降速率小于5 mm/月時(shí)稱為路基穩(wěn)定,此時(shí)方可開(kāi)始路面鋪筑;進(jìn)行路面底基層、基層和面層施工時(shí),若連續(xù)兩個(gè)月觀測(cè)的沉降速率小于3 mm/月時(shí),稱為路面層穩(wěn)定)。

4.2 路面改擴(kuò)建措施

1)因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理、經(jīng)久耐用。路面設(shè)計(jì)本著因地制宜、合理選材、技術(shù)先進(jìn)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、有利于機(jī)械化施工的原則。2)老路面盡可能利用,遵循寧填勿挖的原則。為了減少工程量,需要盡可能利用老路面。老路面改擴(kuò)建強(qiáng)度須滿足設(shè)計(jì)基本要求,并對(duì)現(xiàn)有病害進(jìn)行充分、恰當(dāng)?shù)奶幚怼?)分幅進(jìn)行路面改擴(kuò)建設(shè)計(jì)。主要考慮到因原水泥混凝土路面左右幅填挖高的差異及本項(xiàng)目交通不能中斷的因素,老路改擴(kuò)建采用分幅設(shè)計(jì)。路面改建實(shí)施期間不得中斷交通,因此老路面需采取分幅實(shí)施方法,先實(shí)施左半幅路面,完成后轉(zhuǎn)移交通至新建路面,然后實(shí)施右半幅老路面改建。

5 結(jié)語(yǔ)

為了適應(yīng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和交通需求的不斷擴(kuò)大,多數(shù)運(yùn)營(yíng)中的公路都將面臨著改擴(kuò)建的問(wèn)題,在這之中必須做到仔細(xì)研究、科學(xué)比較,合理制定工程技術(shù)措施。在公路改擴(kuò)建工程中,最關(guān)鍵與核心的問(wèn)題就是如何控制減小新老路基的銜接所帶來(lái)的差異沉降。本文針對(duì)改擴(kuò)建工程關(guān)鍵問(wèn)題提出的具體技術(shù)方案,在工程實(shí)際中取得了較好的效果,為今后解決相關(guān)工程問(wèn)題提供了一些參考。

[1] JTG B01-2003,公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] JTG D30-2004,公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JTG F10-2006,公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[4] JTJ 017-96,公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 梁興勝.高速公路改擴(kuò)建經(jīng)驗(yàn)探討[J].山西建筑,2008,34(27):309-310.