公路新老路基的搭接施工技術研究

林嬋華 陳海湘

(福建船政交通職業(yè)學院 道路工程系，福建 福州 300007)

0 引言

為適應各地經(jīng)濟的發(fā)展，一些運營力不足的高速公路需進行拓寬。而新老路基搭接處由于施工時間差異、地基承載力差異、沉降差異等，在行車荷載作用下，可能會引起搭接部位出現(xiàn)縱向裂縫而造成行車不安全。如何有效解決拼接處可能產(chǎn)生的裂縫是拓寬路基拼接需要解決的問題。

本文通過對新老路基常見的病害特點，結合福建高速公路路基拓寬時采取的措施，分析新老路基搭接處理施工工藝的影響因素，為道路拓寬中新老路基搭接設計施工提供參考。

1 拓寬路基常見病害

目前拓寬中主要采取的措施是在原路基兩側加寬。通過對一些已建拓寬道路裂縫比較嚴重的典型路段進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，拓寬路基的裂縫主要為縱向裂縫，且裂縫比較集中在高路堤拓寬路基路段、軟弱地基以及原路基兩側拓寬接縫處。

針對這些病害，在拓寬路基搭接時對以上三個薄弱處的處理必須注意。

2 福廈高速公路拓寬新老路基搭接建設情況

2.1 項目工程地質概況

福廈高速公路拓寬工程，全長235.8km，軟土路段總長約31.3km，軟土路段主要為淤泥或淤泥質粘土，部分軟土表層有一層薄硬殼，土性以粘土或亞粘土為主。軟土厚度分布不均，深度約0～20.5m。含水量大多數(shù)路段遠超過50%，孔隙比大多在1.63～1.85之間。

2.2 項目軟土地基處理方案

針對拓寬路基病害較易出現(xiàn)在軟弱地基上，該項目根據(jù)軟土地基厚度、各路段工期要求不同做了處理。首先對大段落的分離式路堤及整體新建路段，在工期要求滿足的前提下，采用排水固結法。對于軟土層埋深及填土高度采用的處理措施：(1)埋深小于3m的路段原路基采用換填法，拓寬路基仍采用換填處理；(2)埋深超過3m且小于12m路段，填土高度超過5m時采用PTC樁，填土高度小于等于5m時采用CFG樁；(3)埋深超過12m路段采用PTC樁。

同時對橋頭段、對擠土效應需嚴格控制的地段、以及由于場地面積受限施工機具難以開展的路段，采用小直徑鉆孔灌注樁處理。

本項目軟基處理過程中對各施工路段軟土地基處理施工前先進行試驗路段來確定施工參數(shù)，嚴格按監(jiān)測要求，加強施工中和施工后的檢驗使軟土地基處理整個效果達到了預期的要求。

2.3 新老路基搭接處處理工藝

本項目新老路基搭接時采取的措施是：清除老路邊坡一定深度內(nèi)的表層植被土和壓實度不足的填土，方便加寬部分路堤下軟基處理；增加新老路結合部接觸面積，增強結合部抗剪能力；設置橫向臺階面既可以解決新老路基的整體性問題，也為土工隔柵的使用提供一個錨固長度。

項目通過方案研究，對當路基填土高度<4m的路段，先表層清坡40cm，后按1∶1坡率開挖邊坡至坡腳，地基處理完畢后逐級開挖臺階，逐層填土至設計標高。具體施工措施和截面尺寸見圖1。

該處理方法的優(yōu)點是工作面大，工序簡單，樁長一致。

當路基填土高度≥4m時，本項目采用的是最先開挖最下部位臺階，在外部整平并地基處理完畢后，再開挖上一級臺階，然后在填土施工和臺階部位地基處理完畢后又開挖再上一級臺階，如此直至填土至設計標高。

該處理措施的優(yōu)點是土方量少，對老路擾動少，穩(wěn)定性易保證。具體措施和截面尺寸見圖2。

3 拓寬公路新老路基搭接施工建議

結合沿海福建高速公路拓寬路基施工技術介紹，對拓寬公路新老路基搭接施工現(xiàn)場應采取的措施提出以下建議。

3.1 地基處理

3.1.1 地表處治

(1)在施工之前先將原地表一定范圍內(nèi)的土清除，對原有土坑進行回填并夯實。

(2)拓寬部分地基的填土一般根據(jù)工程的具體情況選用，盡量就地取和原路基相同的填料，填料要求工程性質優(yōu)良料。具體要求見表1。

表1 填料工程性質要求

除傳統(tǒng)的填料外，采用輕質路堤填料進行拼接拓寬段路堤的填筑可減小對舊路基的附加壓應力。本項目部分路基采用了EPS等超輕質材料，減小地基變形及工后沉降，有效地降低裂縫產(chǎn)生的概率。

(3)施工時應根據(jù)填土的類別選擇正確的碾壓機具，并現(xiàn)場先進行路段試驗，以確定碾壓功率、碾壓厚度、碾壓遍數(shù)及最優(yōu)含水量等施工參數(shù)。

(4)檢測壓實度，保證填土路基質量。

3.1.2 軟基處理

應拓寬路段若有軟土地基，應首先進行軟土地基處理。目前高速公路上拓寬路基常用的軟土地基處理方法有：換填法、粉噴樁+砂墊層、塑料排水板、攪拌樁、預應力管樁+土工格柵、PTC樁、EPS路堤、CFG樁、PCC樁等。應根據(jù)具體的軟土地基的地層特點、公路等級、工期要求、沉降要求以及環(huán)境要求等因素進行合理選擇。

3.1.3 路基排水

水是影響路基工程質量的主要因素之一。就路基病害的規(guī)模、范圍及成因而言，水往往是決定性因素之一。當?shù)孛嫠虻叵滤绊懧坊€(wěn)定時，應采取必要的引、排、攔截等措施。

除了新路基部分，在施工時對舊路基部分的排水設施設置不合理和損壞的部分也應同時予以修補或重設置。

本次項目就對原來路段的排水設置進行了36處的加固和添加。

3.2 搭接部分處理

新老路基搭接設計主要應保證新老路堤的緊密銜接，并保證施工過程中老路安全，同時最大限度提供施工便利性。

3.2.1 新舊路基結合部位的處理

(1)清刷舊路基邊坡。因拓寬路基裂縫比較集中在高路堤拓寬路基路段，處理時先對舊路基邊坡進行刷坡。舊路基邊坡挖臺階，臺階高度為50～80cm，坡度根據(jù)具體土質選擇。臺階開挖時要隨著路基填筑高度分層進行，嚴禁一次性完成對舊路邊坡的挖臺階作業(yè)。

(2)填筑壓實。在條件許可的情況下，結合部填筑同新路基一同填筑。將舊路硬路肩挖掉至距路基頂面0.8m標高處，與新路基一同填筑。在填筑之前，對新舊路基銜接處向內(nèi)外各1.5m的范圍進行夯實。

(3)鋪設土工格柵。為給填筑土體提供一定抗拉強度，當路基填筑至距路基頂面一定距離時，新舊路基銜接處加鋪土工格柵。在鋪設土工格柵前新舊路基銜接處進行強夯后整平處理。鋪設時應注意土工格柵連接處處理。

(4)降低路堤高度。老路基對新路基的附加沉降量大小與拼接寬度、拼接高度及受力大小有關。調(diào)查的報告也顯示為高路堤拓寬路基路段出現(xiàn)裂縫，在條件許可時應采取降低路堤高度。

3.2.2 搭接處臺階尺寸

裂縫易發(fā)生的第三處是原路基兩側拓寬接縫處，為了減少此處同時提高拓寬公路在拼接處整體強度，設置搭接臺階是一種簡單有效的方法。

選擇合理的搭接臺階尺寸是首要解決的，通過大量的現(xiàn)場實踐及室內(nèi)模型分析，發(fā)現(xiàn)隨著搭接尺寸的增大，老路面所受最大拉應力有減少的趨勢，搭接臺階設置使得應力集中現(xiàn)象得到了緩解，新老路的受力更加均勻，可有效避免接縫后期受荷載引起應力集中而使用接縫處變成一個易產(chǎn)生裂縫的地方。

故搭接設計時應根據(jù)路基厚度及現(xiàn)場施工機具的條件確定一個比較合理的尺寸，臺階的高寬比應符合施工規(guī)范要求。設置的臺階尺寸過小，起不到預期的效果，機具設備也難以展開。臺階尺寸過大一般作用有限，增加了施工的工作量和舊料。

3.3 加強現(xiàn)場管理與監(jiān)測

由于軟土地基處理及新老路基的搭接現(xiàn)階段還很難對每一種方法進行嚴格的理論分析，很多時候只能建立在假定上而無法進行精確的計算與設計，往往只能通過現(xiàn)場的試驗路段及靠加強施工中檢測和施工后的質量檢驗來保證工程質量。因此現(xiàn)場的質量管理和質量監(jiān)測就顯得非常重要。

3.4 福廈高速公路拓寬新老路基搭接處理效果

福廈高速公路拓寬新老路基搭接處理，特別針對拓寬公路易產(chǎn)生裂縫的地方均采用有效處理措施。如根據(jù)路段的工程性質條件經(jīng)過方案比對后選擇了合適的軟土地基處理工藝；采取降低高路堤，采用輕型高強度填料；根據(jù)路堤高度的不同選擇施工步驟，設置臺階并輔以土工格柵以增強新老路基整體性等措施。

該拓寬工程現(xiàn)已建成通車2年多，從現(xiàn)有的使用情況看，路用的各項技術指標均良好。

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