高速公路路基加寬拼接及施工控制技術研究

李熠

（廣東省高速公路有限公司深汕西分公司擴建管理處，廣東 惠州 516000）

1 工程概述

某高速公路的改建工程為從原有的雙向四車道通過路基的加寬拼接改建成八車道，施工的高速公路總長度約34 km，設計速度為120 km/h。該高速公路改建工程沿路涉及路基土方、涵洞、立交橋以及天橋等多種類型的建筑體，且數(shù)量眾多。在開展舊路基的加寬施工前，需要調(diào)查記錄原有高速公路的具體路況，分析路基存在的病害情況并采取相應的解決措施。具體應開展調(diào)查的內(nèi)容有路基的運行狀況、病害情況以及原公路施工使用的填筑材料等，另外，存在的各種路基病害問題需要在正式施工前或者施工過程中予以解決。路基加寬拼接的施工可以分為3個部分，分別為邊溝的處理、路基拼接的加寬和施工技術、新舊路基結(jié)合部位的夯實強化。

2 邊溝處理

通常來說，舊路的兩邊會分布碎落臺以及排水邊溝，而在長時間的雨水侵蝕作用下，邊溝的下部會逐漸被軟化，同時在綠化作用下碎落臺的底部會形成腐質(zhì)土，因此，需要對原有的舊地基進行徹底的清除。在某高速公路的改建施工路段里，不僅包括將近6 m的路堤以及低填淺挖段的路基加寬，還包括臨近鄉(xiāng)村道路約2 m中間為漿砌片石邊溝的零填地段。該高速公路部分路段的路基邊溝情況如圖1所示。

圖1 路基邊溝情況

邊溝處理需從以下3方面做起：

1）調(diào)查邊溝情況、確定路基填充材料。在雨水侵蝕作用下，一般情況下邊溝的含水量是比較豐富的，而且邊溝的含水量會隨著季節(jié)的變化而存在差異，因此，需要根據(jù)不同路段的邊溝含水量情況有針對性地確定最合理的路基填充材料。沿線含水量調(diào)查見表1。

表1 沿線含水量調(diào)查表

2）清表開槽。在進行邊溝情況調(diào)查并確定地基填充材料后，接著要進行清表開槽。由于邊溝周邊通常會有大量野生植物生長，所以，在正式開展路基填筑之前需要對路基表面進行清理，調(diào)查清楚表面植物的生長狀況和腐殖土的分布。為方便路基碾壓工作的順利開展，開槽成型前需要先將路基表面雜質(zhì)清理干凈。

3）路基填筑。待開鑿成型工作完成后，方可進行路基填筑施工?；谠摳咚俟吩鹊倪厹咸幚斫?jīng)驗，并結(jié)合項目的施工工期要求和專業(yè)人士的分析建議，選擇使用厚度為0.5 m的砂礫來開展路基的填筑施工，從而有效縮短施工時長、提升施工效率。對于鄰近鄉(xiāng)村道路的公路路段處路基的回填材料應使用8%灰土以及液態(tài)粉煤灰[1]。為了更好地保障路基的承載能力，避免路基出現(xiàn)變形，整個路基回填的施工過程一定要嚴格按照施工組織設計方案進行。

3 路基拼接加寬及施工技術

3.1 清表

清理路基表面的雜草，拆除邊溝、老舊防護隔離柵和支墩等，路基整體清理深度應嚴格控制在0.2～0.3 m，不可過深或者過淺。

3.2 清淤泥

清理需要進行填方路段的淤泥并進行路基的回填，保證經(jīng)過處理后路基的壓實度能夠符合施工設計需求。

3.3 填方

填方作業(yè)需要在路基表面的清理工作完成后，且路段的平整壓實度足夠的情況下開展。

3.4 開挖臺階

3.4.1 削坡

在正式填筑施工之前，要對原有的路基邊坡進行削坡施工活動，直到原有的壓實路基露出為止。從理論上來說，臺階的開挖以從上到下的方向進行，即從邊坡上方挖到下路床底面，臺階的底部向內(nèi)傾斜2%，高度為0.8 m，寬度為1.2 m。但是，在實際的公路運行中邊坡坡率具有比較明顯的變化，并在植物以及雨水等外界自然因素的影響下，臺階寬度要高于路基高度，即如果臺階高度為0.8 m，而寬度要超過1.0 m，并開挖至壓實的地基處。另外，采用機械進行臺階的開挖，路基結(jié)構(gòu)的完整性是很難控制的，所以，還需要通過人工方式完成開挖[2]。

3.4.2 壓實度測定

該項工作應在開挖活動實施之后進行，在測定過程中一旦發(fā)現(xiàn)原有臺階的壓實度不符合施工要求，則應更改臺階寬度并進行加寬，或者也可以把壓實度不符合要求的土層晾曬之后摻灰，然后再將其和新路基一同進行碾壓，增加其壓實度。

3.4.3 路基填筑

路基填筑，需要借助壓實機對路基開展壓實活動，當路基的壓實度能夠符合施工需要時方可進行土工格柵的鋪設（見圖2）。在路基的拼接處，每完成4層填料的填筑需要開展壓實活動一次。對于部分難以達到壓實度要求的地方需要進行強夯。

圖2 土工格柵效果圖

填筑時需要在下路床底及中間臺階上鋪設一層高強鋼塑土工格柵，而且格柵和新路基邊坡的距離要控制在0.5 m以內(nèi)。在經(jīng)過人工拉進之后，還應借助U形鋼筋釘將其固定，為了方便后續(xù)臺階的開挖，各處存在的浮土要提前清理，保證原有結(jié)構(gòu)層能夠正常露出。

4 加強新老路基結(jié)合強度的措施

4.1 鋪設土工格柵

土工格柵與土體的連接，可顯著提升土工格柵和土體之間的摩擦力，還可有效控制土體位移的發(fā)生。加之，土工格柵穩(wěn)定性好、不宜變形以及抗拉能力強的特點，還可以和填料充分結(jié)合，起到很好的鑲嵌作用，使得改建后的路基的整體穩(wěn)定性以及承載性得到顯著加強。

如果在路基加寬的路段上鋪設土工格柵，不僅能促進新路基與原有路基實現(xiàn)良好結(jié)合，提升新舊路基拼接處的抗剪能力，而且能夠有效減少施工路基沉降不均勻現(xiàn)象的發(fā)生，避免原有路基結(jié)構(gòu)遭到破壞。

土工格柵在鋪設過程中要避免出現(xiàn)折疊和扭曲，既要能夠?qū)崿F(xiàn)一次性的超長鋪設，還要嚴格控制鋪設的搭接寬度。在鋪設過程中，需要做好以下方面的工作：（1）借助U形鋼筋釘將其邊緣固定在下承層表面，在經(jīng)過人工拉進調(diào)整之后，要繼續(xù)借鋼筋釘將其加固；（2）土工格柵需要鋪設在填料里，對于鄰近土工格柵處的填料應控制其顆粒直徑，不能超過6 cm，這樣能夠有效降低土層表面存在的部分凸出物破壞土工格柵的可能性；（3）施工時如果土工格柵存在破損一定要及時進行修整；（4）在土工格柵鋪設完成后需要盡快用土料進行覆蓋，這樣能夠有效避免土工格柵因經(jīng)受紫外線照射而產(chǎn)生的老化。因此，不論是土工格柵的鋪設還是處于存放狀態(tài)，都需要減少陽光照射時長，且覆蓋在土工格柵之上的填料厚度應控制在0.3 m以 內(nèi)[3]。

4.2 沖擊壓實

路基的壓實度能夠在很大程度上影響其土體的沉降狀況，路基經(jīng)過沖擊壓實后能夠結(jié)合得更加緊實，有效抑制路基沉降現(xiàn)象的產(chǎn)生，因此，也能夠使新舊路基結(jié)合處裂縫數(shù)量的產(chǎn)生顯著下降。所以，想要實現(xiàn)對路基的補強，可以借助工具對路基進行沖擊碾壓的施工操作（見圖3）。

圖3 碾壓施工操作圖

開展沖擊碾壓施工之后，路基最大的抗壓上限也會顯著增加，新路基能夠與原有路基呈現(xiàn)出更好的拼接效果，可以抑制路基的沉降。沖擊碾壓施工還能夠有效減少由于土層間緊實度不夠而形成的滑動層的出現(xiàn)。當在2層路基填料填充之后，壓實機應以10～15 km/h的推進速度開展碾壓施工，對于新建的路基則應該在填充4層填料之后開展碾壓施工。但是，由于沖擊碾壓施工的壓實深度范圍是0.8～1.2 m，所以，臺階高度不得超過0.6 m，否則不能開展沖擊壓實施工活動。

4.3 強夯路基新舊結(jié)合部

對于無法充分開展沖擊壓實施工活動的新舊路基的結(jié)合處，應著重開展補夯活動，對結(jié)合處進行強夯。由于舊路基幾乎不存在土體沉降，但新建路基通常來說都會發(fā)生沉降，所以，如果路基填料填充到鄰近下路床底面0.8 m處，應使用高速液壓夯實機強夯路基結(jié)合處，這樣可以更好地保障與原有路基的結(jié)合拼接，減少路基沉降現(xiàn)象發(fā)生時縱向裂縫的形成。但需要注意的是，在對新舊路基結(jié)合位置進行強夯施工之后，應注意補充填充材料以及整形的及時性。

4.4 冬季備土預壓

由于本工程的施工工期需要跨年度，在寒冷時段會存在不能進行正常施工的狀況。所以，為了控制新建路基在后期沉降現(xiàn)象的發(fā)生，應在施工路基處預先取土備用，同時開展預壓施工。因為預先備土能夠在其堆放的位置產(chǎn)生反壓荷載，從而有助于路基穩(wěn)定性的提升，而且備土能夠起到覆蓋作用，有效降低路基在冬季因長期暴露而遭受的來自雨雪侵蝕的破壞程度。

5 結(jié)語

在高速公路的路基加寬施工中，主要的施工難題在于路基的沉降。因為原有的舊路基在長期運行使用之后幾乎不會再發(fā)生沉降，但是新建的路基會因為部分影響因素的存在發(fā)生較為顯著的不均勻沉降，因此，很容易造成新加寬的高速公路表面產(chǎn)生開裂。通過采取針對性的措施可以有效縮短其后續(xù)的自然沉降時間，控制路基的變形程度，從而加強路基加寬改建處新舊路基的結(jié)合。