道路拓寬改造中的基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)

朱國(guó)威

（江蘇錦匯集團(tuán)有限公司，江蘇南通 226200）

1 工程概況

某市政道路老路全長(zhǎng)6.2 km，設(shè)計(jì)速度為60 km/h，道路寬24 m，雙向四車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)。該道路改擴(kuò)建工程全面開(kāi)工，設(shè)計(jì)采用雙側(cè)加寬局部新建的施工方式。改建后采用雙向六車(chē)道標(biāo)準(zhǔn)，道路寬32 m。

2 基礎(chǔ)施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 路基拼接處理方案

道路沿線存在局部軟土，施工單位使用強(qiáng)夯法處理，重錘規(guī)格為100～200 kN，重錘落距10～20 m，夯擊壓力25～40 kPa，該處理方法可以有效提高地基承載力并消除地基變形問(wèn)題。

借助梅那公式計(jì)算強(qiáng)夯有效加固深度：

式中，h為有效加固深度，m；k為修正系數(shù)，取0.3～0.5；M為錘重，kN；H為下落距離，m；g為重力加速度，m/s2。

在使用強(qiáng)夯法處理軟土地區(qū)地基時(shí)，必須滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)要求：（1）實(shí)際夯擊的面積大于路基問(wèn)題區(qū)域的面積；（2）在正式開(kāi)始強(qiáng)夯處理前，需要在至少距離基礎(chǔ)外側(cè)3 m 位置選擇合適地點(diǎn)進(jìn)行試夯，若土性相同，可以只選擇一處試夯；若存在較大差異，則應(yīng)該結(jié)合土性的差異選擇不同地點(diǎn)試夯；（3）試夯過(guò)程中，詳細(xì)記錄每次夯實(shí)后的下沉量，最后兩次夯擊的下沉量應(yīng)＜2 cm；（4）若試夯結(jié)果不符合規(guī)范要求，應(yīng)優(yōu)化和調(diào)整夯錘質(zhì)量、落距等技術(shù)參數(shù)，并再次進(jìn)行試夯。

2.2 原路基處理

在對(duì)原道路拓寬改建之前，需要對(duì)原路基進(jìn)行處治，具體內(nèi)容包括以下方面：

1）對(duì)填方路段的原地表進(jìn)行清表處理，結(jié)合種植土厚度合理確定清表深度，應(yīng)集中堆放清理后的種植土。原地表清理完成后，嚴(yán)格按照規(guī)范要求壓實(shí)。壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求后開(kāi)始回填路基。若發(fā)現(xiàn)路基范圍內(nèi)存在水井、溝渠、墓地時(shí)，按照相關(guān)管理規(guī)定提前妥善處理。

2）拼接路堤區(qū)域的清表可細(xì)分為以下兩個(gè)部分：（1）加寬路段的路基清表作業(yè)過(guò)程中，將地表的雜草、種植土以及樹(shù)根清理干凈。填方路段在清表完成以后進(jìn)行平整壓實(shí)處理，檢測(cè)路基的壓實(shí)度，檢測(cè)合格后開(kāi)始實(shí)施土方回填作業(yè)；（2）原路堤部位的邊坡清表作業(yè)，實(shí)際清表的深度控制在30 cm 即可，若清表深度＞30 cm，應(yīng)立即向建設(shè)單位、監(jiān)理單位報(bào)備，通過(guò)三方參建單位共同協(xié)商確定處理方案。應(yīng)妥善保管、集中堆放施工過(guò)程中拆除的防護(hù)片石，可以將其作為排水溝基礎(chǔ)。

3）加寬路段的地表清理完成后，按設(shè)計(jì)要求將開(kāi)挖面設(shè)置為臺(tái)階狀，分層回填，分層的厚度結(jié)合實(shí)際情況確定。

4）實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)先對(duì)老路堤部位的排水溝、護(hù)坡進(jìn)行平整處理。若排水溝頂部標(biāo)高低于地表，則應(yīng)開(kāi)挖地表層，開(kāi)挖的寬度根據(jù)壓路機(jī)的碾壓寬度和開(kāi)挖深度確定。土方開(kāi)挖的目的是清理排水溝下層的淤泥和黏性土。土方開(kāi)挖完成后逐層回填，每回填一層土方后立即碾壓。土方開(kāi)挖過(guò)程中，及時(shí)設(shè)置好排水系統(tǒng)，將地下水排放至開(kāi)挖面以外[1]。若排水溝頂部標(biāo)高高于地表，將高出部分清理至原地面高度即可。嚴(yán)格意義上講，清除部位的土不得作為路基回填料使用。

2.3 新老路基拼接施工要求

1）對(duì)已經(jīng)完成擴(kuò)建的路段的路基質(zhì)量缺陷進(jìn)行處治；

2）完成道路拓寬拼接段的各種特殊路基處理；

3）對(duì)道路拓寬部分的路基進(jìn)行處理，如強(qiáng)夯、重夯等；

4）設(shè)置關(guān)鍵性的排水裝置與部分臨時(shí)排水裝置；

5）原路基結(jié)構(gòu)存在不穩(wěn)定問(wèn)題，需要采取加固措施。

2.4 路基拼接臺(tái)階開(kāi)挖施工

2.4.1 土質(zhì)路基臺(tái)階施工

1）土質(zhì)路基施工臺(tái)階的尺寸為120 cm×80 cm，開(kāi)挖順序由路基底部向上開(kāi)挖，回填時(shí)逐層回填并碾壓，保證土層的壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

2）路基臺(tái)階以機(jī)械施工為主，人工開(kāi)挖作為輔助。新路基與老路基拼接路段，將原路基的防護(hù)作用轉(zhuǎn)換為承載作用。實(shí)際施工過(guò)程中需要特別關(guān)注軟弱部位。

3）常規(guī)路段的路基臺(tái)階應(yīng)分段、分級(jí)開(kāi)挖。對(duì)高填方路段，要先計(jì)算老路基的穩(wěn)定性，結(jié)合計(jì)算結(jié)果安排臺(tái)階開(kāi)挖順序。

4）回填路基部位時(shí)，增加對(duì)拼接路段的碾壓次數(shù)，施工人員將新路基與老路基接合處表面的雜土清理干凈，碾壓作業(yè)必須符合規(guī)范要求。常規(guī)性路段的碾壓次數(shù)保持在3～4 遍，可以適當(dāng)增加拼接部位碾壓次數(shù)。保證壓路機(jī)碾壓不存在死角，不會(huì)出現(xiàn)未碾壓部位。對(duì)于局部無(wú)法碾壓到的角落，可以使用小型夯機(jī)夯實(shí)處理。

5）若開(kāi)挖過(guò)程中老路堤出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，則停止開(kāi)挖作業(yè)，立即采取有效措施對(duì)滲水部位進(jìn)行處理。

2.4.2 砂礫路基臺(tái)階開(kāi)挖施工

若原路基屬于砂礫路基，施工關(guān)鍵點(diǎn)是臺(tái)階結(jié)合處的搭接以及壓實(shí)密度問(wèn)題。若砂礫路基部位的臺(tái)階成型難度比較大，在回填新路基與老路基交接部位時(shí)，按照自下而上的順序分層回填，每回填一層后，使用推土機(jī)按照攤鋪厚度的2 倍寬度與老路基進(jìn)行搭接處理?？梢赃m當(dāng)增加搭接部位的碾壓次數(shù)，以提高搭接部位的壓實(shí)度。正式施工過(guò)程中，清理搭接部位回填料中的大粒徑骨料。

2.4.3 新舊路基拼接施工要點(diǎn)

1）路基臺(tái)階開(kāi)挖不得在雨季施工，開(kāi)挖過(guò)程中，應(yīng)避免將原路基大面積處于空氣環(huán)境中。嚴(yán)格遵守逐級(jí)開(kāi)挖、逐級(jí)回填原則[2]。對(duì)于已經(jīng)拆除護(hù)坡的土路堤，可直接開(kāi)挖。對(duì)尚未拆除的墊層，可以直接將其作為道路的防水層。當(dāng)路基臺(tái)階開(kāi)挖完成后，逐層拆除原墊層。對(duì)于存在濕度過(guò)大、含水量過(guò)高、松散、沉陷的土路堤邊坡，需要進(jìn)行換填處理后再開(kāi)挖臺(tái)階。

2）高填方路段施工。由于項(xiàng)目的工期較長(zhǎng)，對(duì)高填方路基段，為了保證自然降雨不會(huì)滲入拼接縫內(nèi)，施工單位需提前采取排水措施[3]。還需要設(shè)置泄水溝與攔水埂，確保雨水不會(huì)對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性造成影響。開(kāi)挖臺(tái)階前，需先檢驗(yàn)路基的穩(wěn)定性。單次開(kāi)挖面積不易過(guò)大，以確保施工人員的人身安全。

3）土石混填路段的拼接施工。石方路堤的路基結(jié)構(gòu)是通過(guò)石料相互之間的嵌擠作用形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，通常情況下，填石路基的水穩(wěn)定性比較強(qiáng)，抗雨水沖刷能力較強(qiáng)。在拼接施工過(guò)程中應(yīng)按照自上向下的順序施工。實(shí)際開(kāi)挖過(guò)程中需要清除原路基中的大粒徑石塊，可使用機(jī)械設(shè)備完成，確保不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模塌方現(xiàn)象。回填新路堤前，使用石屑填補(bǔ)臺(tái)階頂面，然后分層回填路堤部位。為了確保新路基與老路基連接牢固、密實(shí)，在臺(tái)階垂直方向30 cm 范圍內(nèi)，使用粒徑＞15 cm 的碎石進(jìn)行回填。

4）土石方路堤質(zhì)量驗(yàn)收。具體質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)可以參照表1。

表1 土石混合料路堤的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3 施工質(zhì)量問(wèn)題及控制措施

3.1 施工質(zhì)量問(wèn)題

在施工過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題：（1）路基拼接部位出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象；（2）新路基與老路基因剛度存在差異，導(dǎo)致路面在行車(chē)荷載下出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象；（3）拼接路基的塑性變形引發(fā)的質(zhì)量缺陷；（4）提前處治路面結(jié)構(gòu)層反射裂縫。

3.2 解決措施

1）基底處理。處理軟土路基出現(xiàn)不均勻沉降問(wèn)題時(shí)，處治方法包括：塑料排水板處理法，借助排水板將路基底部的水排出，加固土體，加速沉降；復(fù)合式地基處理方法，人工制造地基，通過(guò)打樁實(shí)現(xiàn)，提高路基的承載能力，保證地基沉降控制在合理范圍內(nèi)。

（1）錘擊夯實(shí)+回填砂礫。采用強(qiáng)夯法進(jìn)行施工，這種施工方法具備良好的實(shí)用性，同時(shí)具備顯著的經(jīng)濟(jì)性，促使其發(fā)展成為地基處理活動(dòng)中最常用的一種方法。工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，常用的重錘規(guī)格保持在100～200 kN，重錘落距一般保持在10～20 m，重錘底部的直徑保持在2.3～3 m，濕陷性土層被壓實(shí)的厚度為3～6 m。夯點(diǎn)布設(shè)的方式可以細(xì)分為兩種形式：一是按照正方形進(jìn)行布設(shè)；二是按照梅花形進(jìn)行布設(shè)。夯點(diǎn)的間距可以結(jié)合單點(diǎn)的側(cè)向影響范圍進(jìn)行確定。

（2）灰土擠密樁+灰土墊層。這種類(lèi)型的樁基礎(chǔ)是利用振動(dòng)沉管、下放鋼管措施完成成孔作業(yè)，成孔作業(yè)完成以后，在孔內(nèi)投放灰土，分層投放分層夯實(shí)。利用該措施處理地下水位以上的濕陷性軟土地基。在成孔過(guò)程中，將土體擠壓在樁周?chē)?，消除土體與樁體之間的濕陷性，同時(shí)提高樁體的承載能力。

（3）水泥攪拌樁+灰土墊層。施工方案中的水泥土攪拌樁的直徑設(shè)計(jì)的是50 cm，樁長(zhǎng)是根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)進(jìn)行確定，按照梅花形進(jìn)行布設(shè)，樁體的間距設(shè)置為1.3 m。使用普通硅酸鹽水泥，水灰比確定為0.5。干拌碎石樁的直徑設(shè)置為0.15 m。

（4）碎石擠密樁+砂礫墊層。碎石擠密樁是利用沖擊進(jìn)行處理的一種方法，直接在軟土地基中成孔，將碎石集料回填至樁內(nèi)，通過(guò)擠壓形成一個(gè)密實(shí)度非常大的地基。碎石集料的粒徑控制在25～50 mm，碎石集料中的含沙量應(yīng)該控制在5%以?xún)?nèi)，使用天然集配砂礫作為墊層，墊層最大粒徑控制在10 cm以?xún)?nèi)。碎石樁的直徑設(shè)計(jì)為50 cm，樁長(zhǎng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)淤泥層的厚度進(jìn)行確定，按照三角形進(jìn)行布設(shè)，樁距設(shè)置為100 cm。

（5）拋石擠淤。是指向淤泥中投放片石，通過(guò)擠壓的方式將淤泥從地基中擠壓出來(lái)，以此提升地基承載能力。

2）提高地基的壓實(shí)度，降低自然沉降量。使用重型夯實(shí)機(jī)不斷夯擊土體，縮小土體之間的縫隙?；蛘呤褂蒙暗[等粗顆粒進(jìn)行換填處理，提高路基的壓實(shí)度，縮短自然沉降的時(shí)間。

3）施工時(shí)鋪設(shè)土工格柵增強(qiáng)新舊路基之間的連接性。這種處理方法成本比較低、施工便捷，具備良好的應(yīng)用效果。

4）通過(guò)交通管制、超載預(yù)壓的方式加速固結(jié)沉降。結(jié)合實(shí)際情況分析，對(duì)路床采取超載預(yù)壓處理，持續(xù)3～6 個(gè)月，或在路基回填作業(yè)結(jié)束后進(jìn)行交通管制也可以取得良好成效。

5）路面結(jié)構(gòu)施工時(shí)，按要求設(shè)置墊層和防水層，并鋪設(shè)土工布，減少路面病害。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文分析了道路拓寬項(xiàng)目中的基礎(chǔ)施工技術(shù)，結(jié)合施工過(guò)程中出現(xiàn)的實(shí)際情況，制定對(duì)應(yīng)的處理措施。實(shí)際施工過(guò)程中，回填料的選擇至關(guān)重要。此外，增加壓實(shí)次數(shù)，采用特殊處理方法也可以提高路基的穩(wěn)定性。