高速公路改擴(kuò)建工程路基基底處理技術(shù)研究

趙博文

[摘 要]通過2016年暑假在中鐵十四局集團(tuán)濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目經(jīng)理部的實(shí)習(xí)，對(duì)新舊路基基底處理的施工，從路基基底地層調(diào)查、處理方案、施工工藝、效益比選等方面進(jìn)行研究，總結(jié)一套高速公路改擴(kuò)建工程施工經(jīng)驗(yàn)，特別是沿海高速，對(duì)類似工程有很大的借鑒意義。

[關(guān)鍵詞]改擴(kuò)建 基底處理 施工工藝 技術(shù)研究

中圖分類號(hào)：U41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）30-0192-02

1 引言

濟(jì)青高速公路是山東省已建成的“兩縱兩橫”四大運(yùn)輸通道之一，也是山東省建設(shè)的第一條高速公路，為山東省內(nèi)區(qū)域間和省際間的溝通聯(lián)系走廊，也是全省經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主軸和引導(dǎo)省會(huì)城市群經(jīng)濟(jì)圈、半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)一體化發(fā)展的主通道。

原路全線于1991年3月開工建設(shè)，1993年11月竣工通車。濟(jì)青高速通車以來，隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展和高速公路網(wǎng)的進(jìn)一步完善，交通量增長(zhǎng)迅速。2013年青島至濰坊段平均汽車交通量34519Pcu/d，2002年以來交通量年平均增長(zhǎng)10%，服務(wù)能力逐年減低，無法滿足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)對(duì)于提高濟(jì)青高速公路通行能力，強(qiáng)化綜合運(yùn)輸體系的銜接有重要作用；將進(jìn)一步提高服務(wù)水平，對(duì)于改善民生，保暢通、保安全，減少交通事故的發(fā)生等具有積極的作用；對(duì)促進(jìn)區(qū)域旅游業(yè)發(fā)展和旅游資源的開發(fā)具有重要意義。

2 工程概況及技術(shù)要求

由中鐵十四局集團(tuán)承建的濟(jì)青高速公路改擴(kuò)建工程第一合同段起止樁號(hào)為K36+388至K100+400，全長(zhǎng)64.012km，線路跨越青島、濰坊兩個(gè)地級(jí)市，途經(jīng)即墨、膠州、高密3個(gè)縣級(jí)市的11個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。合同總工期42個(gè)月。主要施工內(nèi)容為里程范圍內(nèi)的路基、橋涵、路面、交通安全設(shè)施，以及缺陷修復(fù)等全部?jī)?nèi)容。其中主線單側(cè)拼寬122.36公里，匝道單側(cè)拼寬16.16公里。新舊路基銜接拼寬圖見圖1。

拼寬路基沉降要求：工后沉降計(jì)算年限不小于15年，拼寬部分路基工后沉降，應(yīng)滿足橋頭不大于5cm，通道及涵洞不大于10cm，其他一般路段不大于15cm的要求。

基底處理設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)為：

⑴普通段路基基底處理采用沖擊碾壓，沖擊壓路機(jī)要求：最大瞬間沖擊力不小于250T，輪重16T，動(dòng)力不小于400馬力，壓實(shí)20遍，速度12-15km/h。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為：壓實(shí)度不小于91%，碾壓第19遍和第20遍平均沉降差小于5mm。

⑵填土高度大于3m，地基黏土層厚度大于5m的結(jié)構(gòu)物臺(tái)背，40m范圍內(nèi)基底處理采用了水泥攪拌樁加固，固化劑采用普通硅酸鹽42.5級(jí)水泥，水泥摻入量55kg/m。28天樁體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于1350Kpa，7天樁體無側(cè)限抗壓強(qiáng)度大于700Kpa，單樁承載力不小于130KN。

3 老水溝處理和路基地質(zhì)核查

即有濟(jì)青高速公路1993年建設(shè)完成，至2016年已通車23年，濟(jì)青高速公路的建設(shè)對(duì)地方水系特別是地表水系影響很大。而且填方路基兩側(cè)排水溝以土溝為主，土溝為頂寬4m左右的大邊溝。沿線的溝渠、河流較少，大多數(shù)路段的排水溝沒有條件與溝渠或河流相連，排水溝內(nèi)積水基本以蒸發(fā)、下滲或外溢方式排出；老水溝位置為建成后的第三行車道，為重車道。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)復(fù)核，即有濟(jì)青高速公路兩側(cè)土層工程性能改變很大。結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，以及沖擊碾壓施工特點(diǎn)，在路基基底處理200m一個(gè)點(diǎn)，對(duì)土層特別是沖擊碾壓影響1.5m范圍內(nèi)土層的：①種類、②地下水位、③2m范圍內(nèi)土的含水率、④密度度、⑤液塑限指標(biāo)等進(jìn)行驗(yàn)證。

4 沖擊碾壓施工

4.1 施工準(zhǔn)備

在施工前做好施工方案和技術(shù)交底工作，以及驗(yàn)收的方法：（1）布設(shè)檢測(cè)點(diǎn)：按圖3要求布設(shè)沉降和壓實(shí)度檢測(cè)點(diǎn)：設(shè)置每20m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面布置3個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，用GPS記錄好位置，分別為距加寬段路基內(nèi)、外側(cè)邊緣線（含加寬部分）2m處及加寬部分中線處。（2）驗(yàn)收指標(biāo)：壓實(shí)度不小于91%，第19和20遍平均沉降差不大于5mm。

4.2 施工過程

沖擊式壓實(shí)機(jī)YCT25進(jìn)行沖擊碾壓時(shí)，用白灰把填土路基坡腳線撒好，速度應(yīng)控制在12～15km/h左右。沖擊壓路機(jī)雙輪各寬0.9m，兩輪內(nèi)邊距1.16m，行駛兩次為一遍，其沖碾寬度3m。將路面沿行進(jìn)方向分成多個(gè)平行的窄道并依次編號(hào)，窄道寬度為1m，共劃分為15個(gè)窄道，1跑道和2跑道錯(cuò)開1m，2跑道和3跑道錯(cuò)開1m，以此類推。沖擊壓路機(jī)開始時(shí)沿1號(hào)跑道沖擊碾壓，沖擊碾壓到該路段末尾后調(diào)頭，由距1號(hào)窄道半個(gè)路寬的5號(hào)窄道反方向沖擊碾壓，沖擊碾壓至該路段起點(diǎn)后，再次轉(zhuǎn)彎調(diào)頭，對(duì)2號(hào)窄道進(jìn)行沖擊碾壓。以此類推，采用上述循環(huán)方法對(duì)各窄道進(jìn)行沖擊碾壓施工，將各窄道均沖壓到位為一遍，4號(hào)窄道結(jié)束后在7號(hào)窄道往路中心線一側(cè)偏移0.8m沖擊碾壓一次，依次碾壓20遍。

4.3 施工結(jié)果及處理方案

不同情況5次試驗(yàn)，按照要求對(duì)各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)收如表1：

從投入成本、工期、施工效果等方面分析比較，確定對(duì)需要加強(qiáng)的段落采用滾填40cm石渣+10cm素土后進(jìn)行沖擊碾壓，驗(yàn)收指標(biāo)為：壓實(shí)度不小于91%，第19和20遍平均沉降差小于5mm。取得了很好的效果。

5 結(jié)論

高速公路改擴(kuò)建工程，拼寬路基基底處理要求高，沖擊碾壓作為一種經(jīng)濟(jì)快速的減少工后沉降的措施，有其局限性，對(duì)地下水位高、黏性土處理效果差，需要加強(qiáng)。在施工前要做好地基土層的工程性能的復(fù)核，根據(jù)不同種類選擇不同施工工藝，確保施工質(zhì)量加快施工進(jìn)度。