高速公路改擴建工程梁橋加寬樁基礎沉降的控制措施

楊陽

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

近年來，我國交通量呈快速上升趨勢，當前高速公路建設已與目前交通出行量不相匹配，交通安全及道路出行情況成為人們日益關注的問題，因此，需要對大部分高速公路進行改建與擴建[1]。在高速公路梁橋改擴建的工程中，加寬樁的基礎沉降控制措施是梁橋施工過程中的關鍵環(huán)節(jié)，由于梁橋本身的沉降量較小，其臺板材料的剛度不強，以及路基壓實的困難，使高速公路在改擴建后，容易發(fā)生新舊橋面間的質量問題，如梁體出現(xiàn)傾斜，關鍵位置產(chǎn)生裂隙等現(xiàn)象。同時，沉降問題還會影響路面的使用年限，破壞路面結構，在一定程度上增加了養(yǎng)護路面的成本，容易產(chǎn)生諸多梁體危害，從而制約高速公路的建設與發(fā)展，并嚴重威脅著人們的出行安全，因此需要控制加寬樁的沉降，提出一系列基礎沉降控制措施，對提高車輛出行舒適度及加寬樁的車輛安全行駛具有重要的意義[2]。目前我國的道路改擴建技術還在不斷發(fā)展與完善階段，本文以高速公路改擴建項目為研究對象，為高速公路改擴建的梁橋加寬樁施工建設提供現(xiàn)實依據(jù)。

一.工藝要點

（一）橋頭搭板與臺背填料選擇

橋臺與臺背等不同的路基填料與梁橋加寬樁沉降的發(fā)生密切相關，不同的填料之間的剛度會導致梁橋沉降差異，因此需要選擇合理的臺背填料。臺背回填的材料一般選擇透水性較好的粗粒土，粗粒土的優(yōu)點在于容易壓實，能夠及時排出土中水分，加速固結臺背填料過程?？紤]到本文所談工程的地勢地形，本文以液態(tài)粉煤灰作為主要臺背填料，粉煤灰密度較低，且液態(tài)粉煤灰具有良好的流動性，能夠在基坑填筑過程中達到緊密效果，適用于高速公路的改擴建工程。在粉煤灰中摻入水泥和外加劑，使粉煤灰液化，利用中小型強制式攪拌機對液態(tài)粉煤灰進行均勻充分地攪拌，通過混凝土澆筑的填筑方式填充橋臺臺背的各個縫隙，使路基與結構物連通，避免路面開裂等梁橋加寬樁的質量情況。

（二）梁橋削坡與開挖臺階

在高速公路的改擴建工程中，通常采用臺階式搭建，新舊路基搭接位置是加寬樁容易產(chǎn)生裂縫的位置，為保證新舊路基搭接位置的施工質量，需要進行臺階開挖與削坡[3]。通過過渡流暢的方式緊密銜接新舊路基，充分將新舊路基的接觸面積擴大，對梁橋新舊路基的邊坡和基地進行清理，將路堤邊坡一部分壓實程度不高的填土清除，在臺階面設置錨固區(qū)域，鋪設土工格柵，由于本文工程需要使用機械施工，因此通過自下而上的方式開挖，并控制臺階高度不高于100cm，臺階寬度控制在50cm～200cm范圍內，臺階底面向路中心橫坡豎向內傾20cm，臺階挖至原地面平齊，開挖至路床地面時，在路床上下分別設置一個臺階。根據(jù)本文梁橋加寬樁過渡段的特點，橋臺臺背一般填方較高，需要在自下而上的開挖基礎上，通過逐步開挖進行施工，在新舊路基的搭接位置銑刨兩個臺階，通過銑刨機進行鑿毛拉毛作業(yè)，保證橋面的平整度，為了保證臺階位置的棱角，劃出切縫區(qū)域線，利用切割機切割，完成新舊路基的搭接施工。

（三）控制加寬樁基與路面壓實度

在削坡及臺階開挖施工結束后，應將路基壓實，并嚴格控制路面壓實度，嚴格遵循路基施工技術規(guī)范，控制填料的壓縮變形[4]。臺背路基厚度應不大于20cm，保證其臺根等死角部位得到充分碾壓，為保證壓實強度，利用光輪壓路機夯實，對路基沖擊碾壓25次，在死角碾壓作業(yè)時，選擇重型壓路機碾壓，并在翼墻根位置不斷重復地進行不同方向地碾壓，增加碾壓遍數(shù)。新舊路基的結合部位容易發(fā)生質量問題，因此需要通過薄層填充壓實的辦法夯實，對臺后的新建范圍進行預壓，并根據(jù)加寬樁過渡段寬度設定預壓范圍。保證加寬樁基底至路基頂面壓實度在95%以上，舊路加寬部分在95%以上，保證路堤的承載力，以提高路堤承載能力。在檢測壓實度高于90%時，再利用液壓夯實新舊結合部位，經(jīng)過3次以上的夯實，路基經(jīng)過碾壓控制前后的沉降差應在0.5以內，夯實的順序從臺階最遠的地方開始。對軟土地基進行預制管樁處理，并在樁頂安裝螺帽，加鋪一層碎石墊層和土工格柵，保證路基的穩(wěn)固結構。

二、實例分析

某高速公路銜接工程拓寬橋梁及車道總長為5.238km，計劃建成兩座橋梁，中橋利用既有橋梁，通過梁橋拼寬方式進行加寬，新橋加寬與通道交叉施工，加寬橋梁所采用的基礎均為樁基礎。為驗證方法的有效性，以新舊橋路的沉降為研究對象，對樁基加寬后的樁基承載力和沉降變形情況進行分析，該橋梁的基礎形式在既有橋梁的基礎上建立的，將施工控制后的新樁基承載力情況與未施工和舊樁的承載力情況進行對比，具體結果如表1所示。

表1 樁基承載力情況分析表

由表1所示，通過以上方法控制后，樁基礎承載力逐漸增強，從增長幅度可以看出，樁基礎承載力比未施工時增長了7417kN，比舊樁增長了4277kN，樁側阻力逐步提高，樁端阻力與樁側摩阻力趨勢呈負相關。加寬樁增大尺寸前后的沉降對比如表2所示。

表2 樁基增大前后沉降對比

由表2可知，樁的沉降變形量在增大尺寸后比原始樁長的沉降變形量更低，沉降范圍減少了0.65cm，變形降低率為25.3%。本文將控制荷載選為原始樁長的容許承載力，當荷載為18000kN時，經(jīng)過控制的樁基沉降具有明顯降低，證明控制新舊橋梁沉降差可以該方法實現(xiàn)，且具有可靠性。

三、結語

本文通過橋頭搭板，選擇合理臺背填料，進行梁橋削坡與開挖臺階，控制加寬樁基與路面壓實度，實現(xiàn)對高速公路改擴建梁橋加寬樁的基礎沉降控制，取得了一定的成果。經(jīng)實例分析，與控制前比較，樁基承載力增加了7417kN，沉降變形量減少了0.65cm，變形降低率為25.3%，證明方法有效。