高速公路改扩建工程新老路结合部路床加固施工控制

杨娜 张铮 赵博

【摘 要】通过西安至宝鸡高速公路改扩建项目中路床加固，提出了高速公路改扩建工程新老路基加固及路床拼接施工过程中质量控制。

【关键词】高速公路；改扩建；路床；加固；施工控制

工程概述：西安至宝鸡高速公路改扩建工程，西安至兴平段路线全长26.558公里，新建段长25.71公里，旧路加宽段长0.848公里；兴平至虢镇东段路线全长102.4公里，全线均为改扩建路段，采用双向八车道高速公路标准，路基宽度41米。改扩建段老路基加固及路床拼接施工段落，参照设计文件和专题会议确定采用干拌水泥石灰砂砾桩进行加固补强，螺旋钻成孔，桩径30cm，桩间距为1.3m，呈梅花型布置。

1.一般原则

1.1 老路开挖部分必须加固路基后再新建路面结构，加固补强施工时各施工、监理单位认真做好施工组织设计，质量保证措施到位。

1.2 老路基加固处理参照设计文件和专题会议确定方案的基础上，现场由业主、设计、咨询、施工、监理单位共同配合，共同协商，进一步确定补强的段落范围和工程量，力求做到不留隐患。

1.3合理利用铣刨料，老路二灰碎石、水稳碎石基层的铣刨料可以用于桩身的回填。

2.路基加固

2.1砂砾路基拼接加固

将老路基挖至新路床底（如仍留有包封土，则应继续下挖至老砂砾路基顶面），直接整平碾压，压实度达到96%以上或沉降量达2mm以内，检测弯沉代表值<130（0.01mm）后填筑路床。若超过规定值根据现场情况确定处理方案。

2.2土质路基拼接加固

当含水量w≤16%时，路床底面以下处理40cm，下层20cm翻松掺灰5%拌和碾压稳定后，上层20cm换填5%灰土，压实度不小于96%；

当w>16%时，采用干拌水泥石灰砂砾桩进行处理，螺旋钻成孔，桩径30cm，桩间距为1.3m，呈梅花型布置。当填土高度H≤3m时，有效桩长为3m；当填土高度H>3m时，有效桩长为4m。有效桩长是指路床底面以下部分。桩身材料由砂砾、水泥、生石灰粉或者水泥、生石灰粉、基层铣刨料均匀拌和而成，施工工艺如下：

2.2.1施工准备

（1）设备

成孔设备：汽车钻或钻孔机。

夯实设备：重锤夯机（锤重300kg，落距不小于1m）

辅助设备：小型装载机1辆或小推车2台、发电机1台。

（2）材料

砂砾：应根据发料地选择质坚干净的粒料，不得掺有软质或其它杂质，级配范围采用0～30mm（其中0～5mm含量为35%～45%，5～19mm含量为75%～90%），含泥量应不大于5%，压碎值不大于35%，含水量不大于1%。

水泥：采用强度等级P.C 32.5R以上水泥，各项指标符合GB175-2007要求。

生石灰粉：满足Ⅱ级以上技术标准，采用磨细生石灰，含水量不超过4%，细度大于20目。

基层铣刨料：应控制粒径在0～30mm内，必要时要过筛，超粒径颗粒予以筛除；二灰碎石铣刨料中的超粒径团料也予以筛除。铣刨料在铣刨、运输和存放时要做好防雨通风，确保其含水量不大于1%。

（3）确定配合比

参考配合比组成为：

砂砾：水泥：生石灰粉=12：1：1，基层铣刨料：水泥：生石灰粉= 11.5：1：1，通过试桩情况进行适当调整。

（4）试桩

开工前在监理工程师批准的地点做5根桩。试桩时，施工单位应认真的记录灌干拌混合料量、虚填厚度、击实次数及配合比以确定桩体在密实状态下的各项指标，作为以后施工的控制指标。试桩完毕后，施工单位应对其中三根试桩进行标准灌入试验，对其它两根进行荷载试验，以检测施工设备和方法是否符合规范及设计要求。

干拌水泥石灰砂砾（基层铣刨料）每层虚填厚度不得大于25cm，击实不小于7次。

2.2.2正式施工条件

（1）桩孔位置已经放线并进行定位。

（2）已进行成孔、夯填工艺试验，确定有关施工工艺参数（分层填料厚度、夯击次数），并对试桩进行了测试，承载力符合设计要求。

2.2.3人员要求

施工机具应由专人负责使用和维护，大、中型机械特殊机具需持证上岗，操作者须经培训后，方可操作。主要作业人员已经过安全培训，并进行了施工技术交底。

2.2.4管理要求

干拌水泥石灰砂砾（基层铣刨料）桩的施工属于隐蔽工程施工，施工过程中监理人员应全过程旁站，从配合比、搅拌、成孔检查、投料、击实等加强工序控制，特别注意成孔检查，防止塌孔或径缩桩的出现。

2.2.5桩施工

（1）成孔

桩位经监理检验合格后开始进行此道工序，将钻孔对准桩位，然后按设计桩底标高钻孔。孔位偏差≤10cm，垂直度偏差≤1.5%，成孔直径≥30cm。

（2）集中拌和

干拌水泥石灰砂砾（基层铣刨料）桩混合料采用集中拌和的方式保证质量的稳定。拌和时严格按给定配合比上料，做到配料计量准确，保证搅拌时间不少于120秒。水泥和石灰要先拌和均匀后再跟砂砾或铣刨料混合。

（3）成桩

先用夯锤将孔底虚土夯实，落锤高度不小于1m，重复这一步骤，自下而上的制作桩体，直至孔口。在此过程中严格控制深度、填料量并记录。

2.2.6质量检验及标准

混合料的拌和必须采用拌和设备严格按照配合比进行，不得采用人工拌和的方式。并且必须具备计量设备，否则干拌水泥砂砾（基层铣刨料）桩不得施工。

干拌水泥石灰砂砾（基层铣刨料）桩检测项目：桩距±10cm（2%频率），桩径不小于30cm（2%频率），桩长不小于加固要求（单位m）（查施工记录），竖直度1.5%（查施工记录）。

2.2.7施工注意问题

（1）夯机就位要保持平稳、沉管垂直，夯锤对准桩的中心，确保夯锤能自由落入孔底。

（2）施工时要采取防雨措施，防止拌和料受雨水淋湿。

（3）成孔深度应符合设计规定，桩孔填料前，应先夯击孔底3～4锤。

（4）桩体应连续密实，不得有断桩、缩径、夹土等缺陷。

（5）施工时，从加固范围内的外侧向内侧连续施工，相邻桩可以“间隔跳打”， 以避免发生串桩现象。

（6）施工中应及时挖除桩管带出的泥土，使孔口泥土不会掉入孔中，以免影响成桩质量；

（7）施工中有时发现土层中夹有大于1 m厚的淤泥或砂砾石层而导致沉桩困难时，应立即停工，及时处理。

2.2.8工程的评审与认可

在完成首段干拌水泥石灰砂砾（基层铣刨料）桩施工后，施工单位应对其施工工艺和质量进行综合评价，提交总结报告，驻地办组织进行检测，验证施工工艺的可靠性、合理性，提出改进意见，形成终审报告。

首段干拌水泥石灰砂砾（基层铣刨料）桩施工经评审通过后，施工单位、驻地办应根据评审报告进一步完善施工和监理方案作为最终实施方案。

施工单位要对首件工程的原始记录和总结报告分类整理，交工验收时统一归档。

2.3路床底弯沉检测

路基加固完成后，将老路基挖至新路床底面，整平碾压。然后进行路床底的弯沉、含水量和压实度检测，判断加固是否符合要求。弯沉检测采用FWD（落锤式弯沉仪）或贝克曼梁，弯沉评价单元长度宜根据弯沉检测结果灵活选取，建议评价单元采用200～300m。弯沉代表值小于100（0.01mm）后进行路床拼接。

2.4路床拼接

路床拼接应选用级配良好、砾石含量较高的砂砾填筑，填筑后应有较好的板结效果，必要时须掺拌砾石或破口砾石，甚至机械拌和。在路床填筑40cm后，铺土工格栅，格栅尺寸幅宽6m+3m，以重叠二个网格净距为搭接长、宽度。

钢塑土工格栅的规格要求为：双向60kN×60kN。

2.5路床交验

对已拼接完成的路床进行交验，弯沉代表值<100（0.01mm），压实度≥96%，其余指标均符合要求后报请省厅质检站验收。

3.结语

（1）路床处理施工中，选择与压实功能相匹配的施工机械。以压实度作为最终检测的控制手段，避免造成新老路基结合部产生人为沉降或拉裂。

（2）路基拼接加固测量含水量确定路床处理方式，利用填土高度确定干拌水泥石灰砂砾桩的有效桩长，合理采用基层铣刨料作为掺配材料，减少成本。

（3）路床拼接选用级配良好的砂砾填筑，再铺筑土工格栅进行处理，有效地加强了新老路基间的结合力，减小不均匀沉降。