高速公路拓宽路基沉降控制技术研究

赵宗瑾

摘 要 高速公路拓宽路基施工中，为有效处理新老路基之间差异沉降，根据工程案例实际情况，选取强夯法，并增设土工格栅或土工格室，局部软弱土层选取换填砂砾石强夯施工。以此提升路基稳定性，降低不均匀沉降。

关键词 高速公路；拓宽路基；沉降控制

中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）16-0100-01

1 工程概况

某公路工程总长度为57.2km，起止桩号为K52+000～K57+556.8.全线选取高速公路标准，24.5km为路基宽度。本路段泥岩为紫红色泥质结构。部分路段存有人工填土，主要构成成分为块石、小块石与粘性土，整体呈强—弱风化状态。土体具有良好渗透性。根据风化程度划分，主要包含强风化泥岩、弱风化泥岩两层。因本工程沿线主要不良地质不发育，在软硬相间的中薄层岩体内，极易产生小型坍塌。为此，必须做好拓宽路基沉降控制。本工程地基处理选用强夯法，并增设土工格栅或土工格室，局部软弱土层选取换填砂砾石强夯施工。

2 强夯法控制技术分析

强夯法主要通过将重锤起吊到一定高度之后，利用降落过程中产生的冲击能量，将路基结构中土体充分固结密实，挤碎部分碎石以填充土体间孔隙，并将地基土与周边土体结合在一起。通过强夯施工能够使原有土体的物理学指标得到改善，土体间孔隙率降低，进而有效提高路基承载能力。在具体应用过程中，强夯施工操作相对简单，大幅提升了路基固结速度。但强夯加固效果受到多方面因素影响，应充分了解公路工程地质水文情况，结合相关标准计算最佳夯击次数及有效加固深度，确保满足车辆通行需求。

2.1 施工要点

本工程强夯施工段总长度为42m，起止桩号K53+212～K53+254，11m～12m为其宽度。强夯施工前已做好填土碾压施工，风化泥页岩混合料为所需填料，颗粒各异，4m为碾压厚度，94%为压实度。要求分4遍进行强夯施工。选用间隔跳打法用于前3遍夯实作业，为1 600kN.m；第4遍为满夯，为8 00kN.m。夯实后要求路基土压实度控制在96%，30Mpa为回弹模量。

2.2 测试布设方案

路基土工程性质可选取原位测试法检测，该方法的应用可防止运输时改变土的状态，避免对原状土试验数据结果造成严重影响。作为一种测试效果良好的方式，目前已经得到了广泛应用。原位测试可将施工段该处原状物理性能准确反应出来，利用原位测试与土样室内试验相结合，对该土工程性质进行精确判断。原位测试技术试验方法较多，如载荷试验、标准贯入试验、钻孔旁压试验等。本文A、B两点较深处有软弱下卧层，按照规定选取强夯进行本路段施工，强夯选用的复缆能力在15t以上，15m为提升高度，并设置自动脱钩装置，10t为夯锤重量，2m为其直径，将4个贯通孔（30cm直径）设置到夯锤上，为满足施工要求，排气通畅，需适当减小起锤过程中的坑底吸力。完成上述作业后，需做好夯击作业，一般可进行3遍点夯+1遍满夯。待符合夯实要求后，即可将埋设观测工具，对比分析新旧路基沉降现象。针对原路基边坡，需选取台阶法进行刷坡施工，要求严格按照由下至上的顺序填土。每层需4遍强夯，完成填土找平碾压作业后，需开槽进行仪器埋设，在路基范围内引出导管导线，压实填土进行土工织物铺设。在土工织物下部30cm设置沉降杯埋设点，以便于织物铺设后对土体沉降量进行测量。同时各组沉降杯为5个，需在老路基埋设第1个，在行车道位置布设第2、3、4个，最后一个布设到路肩部位。

加宽路基后，因新旧路基存有差异沉降，将严重破坏路面结构，对正常使用道路造成影响。为达到路基变形、强度需求，可选取“震动碾压+强夯补强”措施处理加宽路基，以此实现有效控制新旧路基强度差异，沉降均匀。

3 土工格室及格栅的应用

土具有较低抗拉强度、抗剪强度，将格栅、格室放置于土体内，可形成土加筋体，外力作用下，极易出现体变现象，导致筋材和附近土体出现位移现象，但因摩阻力存于两种材料间，将对两者位移产生极大限制，也就是说可施加一个侧向阻力，达到土体强度、地基承载力提升的作用。

3.1 土工格室的應用

土工格室试验段长度为100m，起止桩号为K53+700～K53+800，路基强夯处理后即可进行塑料土工格室铺设，土工格室尺寸如表1所示，试验段土工格室为150mm高度，300mm焊接间距。

填料施工中，需对填料粒径进行合理控制，不宜过大。禁止选取机器倾倒，防止格室被砸坏，可选取挖掘机一点一点填筑。相比格室，填土应多一些，一般为10cm。完成以上作业后，即可上机将土料卸载，严禁格室内卸载，待填土作业结束后，可在土体上完成卸载，随即进行填筑、碾压及整平施工。

表1 土工格室的尺寸型号

3.2 土工格栅的应用

本工程其他施工段应在强夯处理后选取钢塑土工格栅施工。完成第一层格栅铺设作业后，即可固定、填土，固定工具为U型钉，填土厚度为30cm，碾压施工后需反折多出路基部分的格栅，并向该层层面固定，在弯折端培土1m保护格栅，随后进行第二层格栅铺设，以此类推，保证形成一个裹体，2m弯折段长度。

4 试验监测成果及分析

完成强夯处理地基作业后，可选取灌砂法进行现场压实度的确定，为2.11g/cm?。

1）路基内部竖向位移监测。不均匀沉降极易产生于新旧路基搭接位置。新填土路基因未彻底完成固结沉降，通车使用时，常常出现竖向、水平位移，为此，必须做好位移监测工作。在本工程竖向位移监测中以沉降杯为主，按照连通器原理，确保杯内气压等同于大气压，此时测量杯内液面即可等同于地基下沉量。监测结果显示，路中心线具有较小沉降量，路中心位于原路基上，原路基沉降作业基本完成。新填车行道路基因长期荷载作用，则沉降严重。路肩属于行车道外侧，对其产生影响的因素较多，如土体、行车荷载等，因此存在一定沉降量。但整体沉降在合理控制范围内，即30cm以内，则表明地基强夯处理后，具有良好稳定性、较高强度，降低不均匀沉降。

2）路基侧向位移监测。作为一项长期观测内容，侧向位移观测极为重要。高填方路基位置并为完成固结沉降，极易出现竖向位移，通车后，荷载作用下将会加快固结速度，且会出现侧向位移，为此，必须监测侧向位移。本工程选取智能型系列测斜仪进行工程侧向位移监测。土工格室路堤上埋设1号，土工格栅路堤上埋设2号。监测结果如下：

第一，1、2号管软基换填位置，侧向位移量不大，则说明软土路基经砂砾换填、强夯处理后稳定性良好，与设计要求相符。软基处理后，上部填土路基具有较大位移量，1、2号管分别为17cm、21cm，其主要原因在于测管在路肩部位一侧临孔，因填土施工堆积土、碾压堆挤作用另一侧管位侧向位移较大。

第二，1、2号软基处理位置左右位移均在1cm以下，上部填土左右位移分别为7cm、4.2cm，最终偏移方向为右下偏移，具有较小偏移量，表明土工织物水平约束可达到工程需求，土体能够充分稳定，降低移动，提高路堤整体性、稳定性。

5 结论

综上所述，随着国民经济发展程度不断加深，对于公路工程质量提出了更高要求。拓宽路基沉降控制中必须合理选择施工方法，并严格规范操作行为，减少在施工中存在的安全隐患。同时加强施工质量控制工作，定期复核各项施工参数，一旦出现误差过大的现象，应及时采取处理措施，确保路基承载能力以及稳定性，提高公路工程建设质量，以满足车辆通行需求。

参考文献

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