公路擴(kuò)建路基差異性沉降控制

金 燕

（杭州市臨安區(qū)交通運(yùn)輸綜合行政執(zhí)法隊(duì) 311300）

西方國(guó)家在設(shè)計(jì)公路時(shí)，會(huì)選擇安插中央分隔帶，若是還要擴(kuò)建，則改建中央分隔帶便能夠符合交通發(fā)展需求。我國(guó)在初期擴(kuò)建公路較為困難，擴(kuò)建公路是以原公路作為基礎(chǔ)，向兩側(cè)或者一側(cè)延伸，導(dǎo)致使用年限、施工工藝和材料在新、舊道路上產(chǎn)生不同，進(jìn)而使新老路基產(chǎn)生不均勻沉降，因此探究公路擴(kuò)建路基差異性沉降分析有著重要的作用。

1 工程概況

本文是以某公路擴(kuò)建項(xiàng)目為例，此公路全長(zhǎng)為30km，地基土有80%為軟土，此段公路的交通量超出預(yù)測(cè)。在擴(kuò)建規(guī)劃公路時(shí)，針對(duì)各路段實(shí)施多種擴(kuò)建方式，按照交通情況實(shí)施不同車道擴(kuò)建計(jì)劃。此公路地段復(fù)雜，無(wú)論使用何種方式均會(huì)消耗高昂的造價(jià)成本，同時(shí)操作困難。因此結(jié)合本案例闡述公路擴(kuò)建存在的問(wèn)題和解決措施，為今后研究提供參照。在擴(kuò)建原有公路的基礎(chǔ)上，可像某側(cè)或某兩側(cè)擴(kuò)建，此種方法會(huì)使新道路和原道路在施工工藝、路基設(shè)計(jì)上產(chǎn)生差異，從而出現(xiàn)了不均勻情況，這也是擴(kuò)建公路常遇到的問(wèn)題。在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要控制不均勻沉降在指定的范圍內(nèi)，從而避免公路產(chǎn)生病害，使公路能夠安全的運(yùn)行。

2 闡述公路路基產(chǎn)生沉降差異的因素

結(jié)合案例闡述公路新路基和舊路基出現(xiàn)沉降的原因，從而實(shí)施有效的解決措施，使新舊路基間的沉降差異達(dá)到最小化，讓人們安全運(yùn)行。

2.1 新舊路基不協(xié)調(diào)

由于地基強(qiáng)度弱，彈性模量小，新路基和舊路基會(huì)由于增加上部荷載，出現(xiàn)沉降。舊路基的地基在形成新路基后會(huì)產(chǎn)生固結(jié)沉降，新路基地基剛進(jìn)行沉降，沉降量大。新舊路基間受填料種類、壓實(shí)情況、修路條件等因素的影響，使擴(kuò)建路基的完成效率下降。現(xiàn)有公路經(jīng)過(guò)通車運(yùn)營(yíng)，已被壓實(shí)，但新路基在完成后中，便會(huì)有沉降變形的情況出現(xiàn)。新填路基地基需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間方可完成固結(jié)沉降。填料性質(zhì)是由荷載作用所影響，因此可能會(huì)有不協(xié)調(diào)、變形的情況出現(xiàn)。公路工程施工時(shí)拼接路基方法繁瑣，有著較高的技術(shù)難度，通常在結(jié)合處容易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，主要體現(xiàn)在邊坡清度不符合要求、壓實(shí)度底低、設(shè)計(jì)要求和臺(tái)階尺寸不符合等。路基補(bǔ)強(qiáng)未設(shè)置土工格賬，同時(shí)隔柵和土地間未咬合，隔柵在路基中的長(zhǎng)度少，此些情況均無(wú)法發(fā)揮出隔柵的補(bǔ)強(qiáng)作用。結(jié)合處的填土質(zhì)量差，在填土中若是還有雜質(zhì)，在微生物作用下雜質(zhì)會(huì)腐爛，致使路基土出現(xiàn)空洞或松軟的情況，進(jìn)而導(dǎo)致路基出現(xiàn)沉陷變形。

2.2 新路基壓實(shí)度不符合施工標(biāo)準(zhǔn)

通常情況下，新路基壓實(shí)工期少，壓實(shí)指標(biāo)不符合就舊路基壓實(shí)指標(biāo)，因此無(wú)法使新路基壓實(shí)度和舊路基壓實(shí)度匹配在一起，兩者間差異較大，從而出現(xiàn)差異沉降，甚至路基兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫。實(shí)際路基路面結(jié)合處施工中，將當(dāng)前的地質(zhì)情況及原有建設(shè)結(jié)構(gòu)充分考慮，通車后也會(huì)有反射裂縫出現(xiàn)在路面中，而壓實(shí)度不足產(chǎn)生的原因可能是由于施工技術(shù)水平和條件有限，或者是施工進(jìn)度和安全的影響，要是施工在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法碾壓，則新路基壓實(shí)度度不符合標(biāo)準(zhǔn)。或者是新路基壓實(shí)度有受含水率影響，未把控到位，導(dǎo)致壓實(shí)結(jié)果不符合要求。填方施工若想安全進(jìn)行，則可能會(huì)有壓實(shí)不足的情況出現(xiàn)。因此需要實(shí)際測(cè)量確定舊道路的坐標(biāo)，對(duì)實(shí)施計(jì)劃以及重建計(jì)劃進(jìn)行對(duì)比，相關(guān)參數(shù)與原公路進(jìn)行仔細(xì)比較，結(jié)合當(dāng)前自然條件因素確定施工手段，以此將布局進(jìn)行良好的規(guī)劃，要求改擴(kuò)建后功能符合預(yù)期要求。

2.3 路基填料和剛度不連續(xù)

我國(guó)公對(duì)路基有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，要明確防控填料標(biāo)準(zhǔn)，但由于自然因素和人為因素的影響，可能會(huì)是路基不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的情況。山區(qū)公路建設(shè)和平原地區(qū)公路建設(shè)存在的著差異，山區(qū)公路的路基填料是使用隧道掘進(jìn)或路塹開挖兒。平原地區(qū)公路建設(shè)的路基填料使用的是土壤中的土，因此路基填料度性質(zhì)差異較大。在分層壓實(shí)路基時(shí)，填料的粒徑小，可能會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，無(wú)法壓實(shí)軟弱雜質(zhì)。若是荷載作用時(shí)間長(zhǎng)，則在小區(qū)域會(huì)有差異沉降變形產(chǎn)生，甚至可能會(huì)有路面沉陷的情況出現(xiàn)。路基填料性質(zhì)有著差異。填料有著膨脹性，則在滲水作用下，產(chǎn)生凹陷和隆起的情況，致使路面出現(xiàn)凹凸不平。路面結(jié)構(gòu)寬度適中，為實(shí)現(xiàn)橫向排水的目的地，應(yīng)制定詳細(xì)計(jì)劃，構(gòu)筑物和土體剛度有著較大的差異，如果是兩者受相同外力作用后，可能會(huì)產(chǎn)生不同的變形。混凝土剛度大，土體容易出現(xiàn)差異沉降，甚至是路基變形。據(jù)有關(guān)結(jié)果可知，一些路段雖然產(chǎn)生差異，沉降現(xiàn)象不明顯，但速度受力作用，則可能會(huì)讓路基和路面出現(xiàn)拉力，致使路基和路基上層被破壞，出現(xiàn)路面開裂，常見的現(xiàn)象是橋頭跳車[1]。

3 新舊路基施工內(nèi)容

新老路基處理拼接部分是解決差異沉降的有效方式，只有將當(dāng)前的地質(zhì)情況及原有建設(shè)結(jié)構(gòu)充分考慮，處理好結(jié)合部位，才能夠避免后續(xù)施工時(shí)產(chǎn)生縱向裂縫，加速公路擴(kuò)建的質(zhì)量，提高公路改擴(kuò)建的效果[2]。

第一，將距離原路基側(cè)邊坡坡面加寬的表面填土挖出，挖出厚度大約為30cm，并且在硬路肩和土路肩的交接處，挖出原路基填土，根據(jù)1:1開挖即可；第二，在開挖老路基后，若是銜接處有較多的水量，則對(duì)路基土進(jìn)行晾曬和翻起。處理路基土后再進(jìn)行填筑，施工單位應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求加寬路面，并在其一側(cè)開挖臺(tái)階，臺(tái)階的地面縱坡角度應(yīng)在3%左右。新路基要實(shí)施分層填筑，壓層數(shù)越多越好，碾壓的松鋪厚度應(yīng)低于30cm，確保碾壓的壓深度。在路基兩側(cè)擴(kuò)建時(shí)，可實(shí)施雙側(cè)開挖法，確保原路基能夠受益均勻，同步碾壓；第三，在擴(kuò)建原路基時(shí)也要抬高原路基。對(duì)原路邊坡進(jìn)行分層填筑和開挖，并且在加寬區(qū)域鋪設(shè)一定高度的材料，保證對(duì)加高區(qū)域進(jìn)行填筑和分層壓實(shí)處理；第四，在鋪筑路基時(shí)應(yīng)實(shí)施分段鋪筑，在縱向銜接區(qū)域可實(shí)施錯(cuò)縫搭接和層間咬合的方式，此做法能夠避免出現(xiàn)層間通縫。在施工時(shí)，若有工期緊或者同時(shí)鋪筑的情況，可能會(huì)導(dǎo)致進(jìn)度不統(tǒng)一，階梯法應(yīng)運(yùn)而生。階梯法可在工作完成后進(jìn)行下一層的填筑，多段的端頭不可進(jìn)行填筑，便于在連接時(shí)能夠進(jìn)行錯(cuò)縫搭接；第五，為保證銜接的完整性，在臺(tái)階處可鋪設(shè)土工隔柵，使用U形釘將土工隔柵固定新路基在完成填筑的二分一下后，可對(duì)全寬路基進(jìn)行沖擊碾壓，碾壓速度應(yīng)低于每小時(shí)12km。若是某路段無(wú)法開展沖擊碾壓，則在路基頂面的銜縫處開展強(qiáng)夯處理，從而有效連接新舊路基[3]。

4 優(yōu)化控制路基差異沉降策略

針對(duì)路基產(chǎn)生的差異沉降問(wèn)題，制定有效的解決策略。

4.1 路基拼寬策略

第一，正常路基。新路基施工的填料大多數(shù)是和原填料有著相同的性質(zhì)，同時(shí)穩(wěn)定性和強(qiáng)度可能接近或可超出原填料。新舊路基間有著拼接位置，因此需要挖出老路基臺(tái)階，臺(tái)階寬度應(yīng)大于1m。同時(shí)要進(jìn)行增強(qiáng)補(bǔ)牙處理，除結(jié)合面外兩米以上，確保銜接部位填料有著密實(shí)性，能夠正確的檢測(cè)拼接部位。路基拼接可選擇土工合成材料，從而加強(qiáng)鋪設(shè)的效果；第二，陡坡路堤和高陸地。在開展陡坡路堤和高路堤施工時(shí)，需要選擇輕質(zhì)填料，并與土工合成材料融合進(jìn)行加工操作，增加壓濕度，避免出現(xiàn)沉降性差異。在設(shè)計(jì)施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)邊坡等級(jí)增加路基的穩(wěn)定性。路基底部也要放置土工合成材料，加強(qiáng)穩(wěn)定。若是陡坡路堤和高路堤拼接，則路堤需要驗(yàn)算自身的穩(wěn)定性以及兩者間的穩(wěn)定性。驗(yàn)算方法可實(shí)施不平衡推理法，安全指數(shù)為1.3。在拼接時(shí)不可隨意的拆除目前的坡角支撐，坡腳填筑過(guò)程要選擇小型機(jī)具夯實(shí)結(jié)構(gòu)物，并且優(yōu)化處理排水設(shè)計(jì)。在拼寬時(shí)要開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，結(jié)合實(shí)際要求監(jiān)測(cè)路段和點(diǎn)位。監(jiān)測(cè)方法應(yīng)根據(jù)拼寬操作選擇；第三，軟土路基。在調(diào)查現(xiàn)有公路穩(wěn)定性和整體沉降的情況后，要開展綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)穩(wěn)定性原則，特殊設(shè)計(jì)拼寬區(qū)域的軟土路基。兩側(cè)進(jìn)行拼寬時(shí)，若是地質(zhì)發(fā)生變化，則又進(jìn)行分幅處理。軟基拼寬路基沉降控制在處理后的沉降橋頭小于5cm，通道和涵洞要小于10cm，路段低于15cm，控制差異沉降的橫坡度增加量應(yīng)低于0.5%。相鄰路段如果是有差異沉降出現(xiàn)，則縱坡變化量要小于0.4%，在施工運(yùn)營(yíng)時(shí)，路基的安全指數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；第四，加強(qiáng)處理低填路基。公路所處位置若是降雨量豐富，則應(yīng)確保路面施工含水量滿足正常標(biāo)準(zhǔn)，不可有過(guò)濕或潮濕的情況出現(xiàn)?；蛘邔?duì)填入高路段可實(shí)時(shí)換填防治措施。地下水含量豐富，在此地段的道路兩側(cè)要設(shè)置盲溝，保證道路碎石的墊層和盲溝間存在聯(lián)系。使用換填的填料應(yīng)選擇碎石土，并且確保填料粒徑小于10cm，在換填墊層的位置要加強(qiáng)工藝夯實(shí)[4]。

4.2 新路基和舊路基拼接

為使新路基和舊路基之間更加協(xié)調(diào)，避免有縱向或開裂的情況出現(xiàn)。在填筑路基前，要先將防護(hù)結(jié)構(gòu)拆除，并且處理原路基邊坡超出30m的清坡，防止因受災(zāi)、風(fēng)化等作用強(qiáng)度較低的問(wèn)題而降低施工建設(shè)質(zhì)量，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低施工成本。對(duì)基地處進(jìn)行沖擊碾壓，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)需要超出壓實(shí)度的1%，注意拓寬的參數(shù)及材料應(yīng)用，以此為建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。

4.3 地基處理策略

第一，正常地基。根據(jù)工程實(shí)際建設(shè)圖紙與竣工文件，要求施工人員明確圖紙中所有的標(biāo)注內(nèi)容，拼寬路基拆除原公路的邊溝，并且開展開挖臺(tái)階和清表工作，兩者同時(shí)進(jìn)行。然后進(jìn)行碾壓填平操作，員工路邊溝擴(kuò)建處的基底壓實(shí)度應(yīng)超出91%。為保證基底壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)施沖壓機(jī)碾壓。碾壓范圍通常是底層臺(tái)階內(nèi)側(cè)置后坡角外3m處，如果周圍有對(duì)于地震敏感的管線、房屋或者構(gòu)造物，則不可以使用沖壓機(jī)碾壓的方式，需要選擇夯實(shí)機(jī)。在夯實(shí)周圍需要挖出隔震溝，為避免新路基和舊路基之間有不均勻沉降的情況出現(xiàn)，在完成夯實(shí)和沖壓后，均需要鋪設(shè)一層土工格柵，同時(shí)放入到臺(tái)階內(nèi)緣中。

第二，特殊地基。若是在擴(kuò)建路基的工程有不良地積土產(chǎn)生，比如常見的軟弱土或濕陷性黃土，則可能會(huì)影響到現(xiàn)有路基結(jié)構(gòu)，因此需要有效處理不良地基土，處理包括土質(zhì)路段的路基處理與粉煤灰路段處理，路段開挖后及時(shí)噴灑M7.5的水泥砂漿，避免影響到新建路基段。合理把控新路路基和舊路基，可能會(huì)產(chǎn)生差異沉降，甚至?xí)孤访嬗锌v向開裂的情況出現(xiàn)。在處理軟基時(shí)，要考慮行駛安全服務(wù)水平。軟基處理對(duì)差異沉降控制以及路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在處理軟基時(shí)，要注意地形條件、地質(zhì)條件等多原因。處理軟基時(shí)，通常會(huì)使用加固法或復(fù)合地基法，復(fù)合地基法是調(diào)整樁長(zhǎng)、樁間距，從而控制路基的差異沉降，由于施工中公路是正常開放，因此施工段實(shí)施復(fù)合地基法更有效。此方法能讓施工便利，有效控制地基的變形[5]。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，以公路擴(kuò)建新路基和舊路基產(chǎn)生的不均勻沉降作為出發(fā)點(diǎn)，分析公路擴(kuò)建施工存在的問(wèn)題，并制定有效的解決措施。路基差異沉降出現(xiàn)的原因，應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程情況，對(duì)土工合成材料、填筑施工等內(nèi)容進(jìn)行分析，選擇合適的路基差異沉降控制技術(shù)，確?？刂撇町惓两档男Ч硐?，從而推動(dòng)公路建設(shè)的發(fā)展，同時(shí)為擴(kuò)建工程路基提供參照。