公路路基拓宽施工中结合部处治技术.pdf

总655期2023年第25期（9月 上）1 工程概况某公路工程于 2002年建成通车，路线全长 125.45km，按照双向四车道标准建设，路基宽27 m。随着交通量的快速增长及大型车比例不断增多，公路病害呈现上升的趋势，道路服务水平逐年下降，原本的四车道也无法满足通行需要，扩建公路势在必行。在公路路基拓宽施工中，结合部位的处治是重点环节，主要包括地基处理和界面处理。本文重点对该公路路基拓宽施工中结合部处治技术展开分析。2 公路路基拓宽施工中结合部处治技术2.1 路基拓宽结合部处治方案1）本工程需要对原路基扩宽施工，由原先的双向四车道扩宽至双向六车道，在具体施工中若不能做好新旧路基的结合，则扩宽后的公路易引发多种病害问题，威胁公路的行车安全。2）经过多方面详细调研，工程扩宽区域内存在明显的软基问题。因此，本次路基扩宽时，首先要采取措施对地基加以处治，增加地基的承载力，保证新旧路基结合后的稳定性；其次对新旧路基的结合面采取加固措施，确保连接牢固；最后在边坡位置设置支挡结构，以增加公路路基边坡的稳定性。2.2 地基处理技术2.2.1 处理方法1）地基是路基结构的基础，若地基的承载力差，势必影响路基整体的稳定性，尤其是对路基扩宽的公路工程影响更大。经勘查得知，该工程地基的稳定性差，其下方存在明显软基问题，软基土体以粉土、砂土为主，较深的区域存在淤泥质黏土，软基的深度较大，普遍在1030 m。2）软基处理的方法包括换填法、排水法、强夯法、碎石桩法、粉喷桩法等。结合工程实际情况及各方法的适用性，本次拟采用碎石桩法及粉喷桩法处理地基问题，其中碎石桩法主要用于处理深度在1020m软基区域；粉喷桩法主要用于处理深度在 2030 m的软基区域。2.2.2 碎石桩加固技术2.2.2.1 施工要求1）在碎石桩加固施工中，采用的主要加固材料由碎石和水组成，其中碎石宜采用干净的砾石或轧制碎石，材料的粒径控制在2050 mm，其含泥量应不大于10%；水采用干净的饮用水，其pH值宜保持中性。2）本次施工采用的设备包括振冲器、水泵送设施、起重机、操作控制台等。由于桩体的长度、宽度对旧路基存在明显的影响，水泵设施的压力应控制在400600 kPa，每小时的水流量控制在 2030 m；选择的起重机应具备100200 kN的起吊能力1。2.2.2.2 施工工艺1）按照施工要求准备材料、设备后，将场地清理干净并按照设计规范放样，同时对场地的水压、电压、设备仪器组织检查。若检查正常，吊起振冲器对准加固点位，之后打开水源启动振冲器设施，按照1.02.0m/min的速度使振冲器向下钻孔成桩。2）振冲器在水压及振动压力下钻进至设计深度后，持续在底层停留1 min左右，将底部的稠泥浆排至孔外，然后根据土体的实际情况，向孔内由下向上填料成桩。填料高度每1 m设置为1个阶段，每个阶段均要使用振冲器振实，每次振实电流达到设计规定后，提起振冲器开展下一阶段的填料振实，直至达到孔口位置。3）在填料过程中振冲器的提起高度不宜高出填料高度，且该过程期间需要持续进行振动和射水作业，水压控制在 200300 kPa2。填料完成后停止振冲器，收稿日期：2023-01-16作者简介：郭志胜（1988），男，工程师，从事公路施工工作。公路路基拓宽施工中结合部处治技术郭志胜（河北光太路桥工程集团有限公司，河北 邯郸 056001）摘要：论述了公路路基拓宽施工中结合部处治关键技术。研究表明，在路基拓宽施工中，对结合部处治时，需将施工重点放在路基与拓宽界面两方面，通过选择适宜的技术措施，达到预期的处治效果，从而确保路基拓宽施工的整体质量。关键词：路基拓宽；结合部处治技术；粉喷桩中图分类号：U416.1文献标识码：B46交通世界TRANSPOWORLD停止射水作业，此时，移动设备按照顺序组织对下一个桩位施工。2.2.2.3 注意事项1）填料中注意要分批加料，每次加料不宜过量，但必须保证满足试桩阶段的加料要求。加料的过程持续进行，保持振冲器达到密实电流前的持续加料振捣，以避免发生断桩或缩颈等事故。2）振冲器主要依靠密实电流控制振捣效果，因此，在碎石桩施工阶段要注意控制施工电压和电流大小。电压宜稳定在38020 V；振冲器的密实电流则需要通过试桩的方式确定。本次施工振冲器密实电流比潜水电动机空载电流大，约高出1015 A，在施工阶段应禁止超出该电流范围作业。3）整个碎石桩施工过程均要射水作业，为确保桩体的质量，需要注意对水压的控制，针对软基强度较小的区域，水压应控制在较小的范围内，避免对周围土体造成较大的冲刷，针对软基强度较大的区域，可适当增加水压，以保持孔内的水量充足3。2.2.3 粉喷桩2.2.3.1 施工要求1）与碎石桩加固不同，粉喷桩主要采用水泥和水组成。水泥宜采用普通水泥或矿渣水泥，应具备免检证明及出厂质量保证单，确保在有效期内使用；水采用与碎石桩相同的水源获取即可。2）粉喷桩施工采用的机械包括钻机、粉体发送器、空气压缩机、搅拌钻头，计量装置等。施工机械的选用要求可参考相应机械的技术参数。2.2.3.2 施工工艺1）按设计文件规定的桩位平面位置和间距放样定位；按设计的桩位和钻孔作业线路，移动钻机并准确对位。对位误差不得大于50 mm。调平钻机，钻机主轴垂直度误差应不大于1%；启动主电动机，正转预搅下沉。同时打开送气管路向钻具内喷射压缩空气。2）钻至接近设计深度时，应低速慢钻，钻机原位钻动12 min 后，再关闭送气管路，打开送料管路和给料机开关；在确认加固料已喷至孔底时，按 0.5 m/min的速度反转，边搅拌、边提升。3）当提升至设计停灰标高后，应慢速原地搅拌12 min4；为防止空气污染，在提升粉喷距地面0.5 m处应减压或停止喷粉。在施工中，孔口应设喷灰防护装置；钻具提升地面后停止钻机、空压机等设备，再重复该流程开展下一桩位施工，同时做好施工记录。2.2.3.3 注意事项1）粉喷桩施工中应注意做好各项参数的控制，包括施工压力大小、粉喷量、钻进速度、提升速度等。施工中所有的参数应与试桩参数保持一致，实际施工中的参数注意安排人员详细记录对比，避免存在较大的误差。2）做好粉体发送装置的检查，确保称重装置的精准度，以控制水泥的喷入量。若喷粉量较低，不满足设计要求，则应对整个桩体复打作业，在复打阶段的喷粉量必须在设计要求之上。若施工中遭遇意外情况需要停止作业，对该桩组织复打施工，重叠宽度不得小于1 m。3）粉喷搅拌桩施工完毕后，需养生一个月，达到设计强度后才能填筑新路基5。2.3 结合部界面处治技术2.3.1 处理方法完成上述地基处理后，组织人员对新路基开展施工，为防止在施工阶段新旧路基无法充分结合，或出现结合强度差、不协调变形大等问题，需要对新旧路基结合面采取措施加以处治。结合工程实际情况，本工程新旧路基结合面的处治从两方面入手，分别为旧路肩与边坡的处治和新旧路基结合处的加筋处理。具体的施工技术如下。2.3.2 旧路肩与边坡处治1）新路基填筑前需要先对旧路肩及边坡组织预处理，将旧路基上的路肩、路堤上的挡土墙、路缘石等结构拆除并清理干净；其次在旧路肩上按设计位置组织开挖临时排水沟，保障新路基施工阶段的排水。针对边坡处理时应清楚坡面0.3 m厚度的填土，之后换填与新路基相同的填土，做同步碾压。2）在新旧路基交界的坡面区域设置台阶，以保证新旧路基连接的稳定性。台阶的设置从旧路基坡脚向上开挖，台阶的高度依据旧路基坡度合理设置，工程旧路基坡度在1111.5，因此台阶的高度应控制在60100 cm，坡度越大台阶的高度越大。3）为实现台阶的良好衔接，其向内应设置一定的宽度及坡度，本工程台阶宽度设置为1.0 m，内向坡度控制在2%4%。实际台阶设置阶段，若发现旧路基的土体强度较差，难以满足工程需要，则应在施工前对旧路基土采取补强措施，可向旧路基土内掺加石灰，拌和后碾压密实，最后与新路基同步碾压至设计要求6。4）针对台阶的设置，并非所有路段的边坡都要台阶，若扩宽段路基的填土高度较低并在2.0 m以下，则无须设置台阶，可直接采用挖掘机放缓旧路基边坡，之后填筑新路基土做同步碾压。针对填土高度在2.0 m以上边坡，每间隔1.5 m设置1处台阶。2.3.3 结合处加筋处理1）为提高新旧路基结合处的强度及稳定性，可对结合处做加筋处理。本工程加筋处理主要采用土工格栅材料，设置时土工格栅的一端布设至旧路基台阶下，47总655期2023年第25期（9月 上）另一端则布设至新路基车道线外缘。为避免土工格栅铺设后发生蠕变的现象，宜采用延伸率在10%以内的土工格栅，不满足要求的材料禁止入场使用7。2）土工格栅铺设前要先对基地表面进行处理，清除所有的杂物、垃圾、坑穴，同时清除地基内的淤泥、积水等，之后在地基表层设置砂砾垫层，砂砾的粒径控制在3.06.0 cm，含泥量应不大于5%且具备良好的透水性。第一层土工格栅铺于垫层中，与垫层紧贴，该层土工格栅一次铺设完成，不设置接缝，之后填筑阶段对第2层、第3层土工格栅进行铺设。为避免土工格栅发生破坏、撕裂问题，在土工格栅中应禁止出现扭曲、褶皱、重叠的问题，注意避免过量拉伸。3）除底层土工格栅的铺设一次完成外，后续铺设均存在搭接情况，本次土工格栅一般采取搭接法作业，其搭接宽度宜控制在 0.30.5 m，搭接长度宜控制在0.1 m左右。针对局部区域可采用缝合的方式实现搭接，缝合的宽度应控制在10 cm以上，主要利用工业缝合机完成，经缝合后的接缝处其强度应大于土工格栅的抗拉强度。4）每层土工格栅铺设完成后，均要在48 h内利用填料进行填盖，避免土工格栅长期处于外界环境遭受日晒、雨淋，从而影响其强度。填盖阶段采用新路基的填料作业，其填料的粒径不宜过大，应控制在6.0 cm以内。每层填盖完成后要进行必要的碾压作业，充分发挥土工格栅的作用，第一层土工格栅碾压采用轻型推土机进行，整体通压12遍；后续碾压采用轻型碾压工具作业，若填料高度在60 cm以上，则采用重型碾压工具作业，将路基碾压至压实度满足设计要求为止。2.4 支挡结构设置2.4.1 挡墙基础施工1）支挡结构的主要作用是增加路基的稳定性，本工程支挡结构基础采用挖掘机开挖，其开挖的深度、范围、形状均按照设计要求进行，若开挖段存在软基问题，则不宜全段贯通开挖，可实施跳槽开挖的形式。当开挖深度达到设计深度前30cm，停止机械作业，由人工利用工具向下开挖至设计深度。2）坑槽开挖至设计深度后，组织验收工作，之后向槽体内设置钢筋、模板等结构，最后灌注水泥混凝土形成挡土墙结构。本次挡土墙施工中钢筋在加工场处理完成，运送至现场安装、焊接；模板采用钢模板结构，从底模开始安装；混凝土则在施工现场分层浇筑作业，每层混凝土浇筑后利用振捣棒振捣密实，最后组织洒水养护。2.4.2 墙背回填1）挡土墙水泥混凝土达到设计强度的 70%以上时，可以组织墙背的回填作业，针对回填的填料，为保证其性能应禁止采用膨胀土和高塑性土，可选用渗水性较好的砂砾土作为填筑材料。若场地内存在不透水的土壤，将其作为填料时，必须掺加石灰、水泥等材料进行处治，且该材料不得用于浸水挡墙背的填筑中。2）墙背回填要求均匀摊铺平整，每层填筑后必须夯实处理，且每层的回填厚度应控制在20cm以内，同时按设计要求设不小于3%的横坡。回填土夯实采用小型压实机完成，本次施工选择手扶式压路机，整体碾压24遍，保持填方基底至路床顶面的压实度在95%以上即可，如不满足要求应增加碾压遍数8。3 结束语公路路基拓宽施工中，结合部位的处治是关键环节，为达到预期的处理效果，应合理选择处治技术。实际工程中，可将结合部的地基和界面处理作为重点，根据实际情况选取适宜的技术加以处治，确保结合部位的质量达标。参考文献：1 阳东陵，孙柯佳.基于装配式挡土墙的拓宽路基变形与稳定性分析J.交通世界，2022（2）：121-123.2 韩若楠.高速公路改扩建分部填筑路基差异沉降特性及处治技术研究D.济南：山东大学，2021.3 刘文双，刘芳.对软土地基上高速公路路基拓宽施工质量控制J.黑龙江交通科技，2020（11）：40-41.4 李智.公路拓宽段新老路基变形协调综合处治措施探究J.四川水泥，2020（7）：68，70.5 朱海蓉.拓宽路基在车辆荷载不同作用位置下的力学行为研究J.交通节能与环保，2020（3）：90-93.6 李立，郑俊杰，曹文昭，等.考虑地基土流变性的桩承式加筋土挡墙拓宽路基数值模拟J.土木与环境工程学报（中英文），2019（2）：65-72.7 李彦革.高速公路路基拓宽结合位置致害机理及处治技术J.山西建筑，2019（12）：115-116.8 马永兴.高速公路路基拓宽改建施工技术方案关键思路分析J.中国标准化，2019（12）：136-137.48