路基拼宽沉降控制技术分析

朱慰怀

（贵州路桥集团有限公司 ,贵州 贵阳 550001）

0 引言

当前高速公路改扩建工程规模和数量逐年增加，但相关施工技术尚处于研究阶段，有待改进。例如，部分高速公路建成通车后，加宽的路基路面出现裂缝，修复这些裂缝成本高昂，同时会影响工程建设单位的行业声誉[1-3]。因此，在高速公路改扩建工程施工过程中应注意路基拼宽质量，调整新旧路基连接位置的变形情况及沉降差异，有效控制路基沉降，确保拓宽质量。

1 工程概况

某双向四车道高速公路改扩建工程项目，沿路地势开阔，为平原地势，土体表面为34～75 cm 厚耕植土层，下层由壤质黏土及一层薄薄的粉砂组成，其中部分区域为湿陷性黄土。该工程所在区域年降雨量507.7～719.8 mm，主要集中在9—10 月，道路原宽度为28 m，道路两侧加宽后，总宽度达到42 m，车道增加为双向八车道。

2 施工重点、难点分析

（1）经长期自然沉降和车辆载荷作用，该高速公路原路基结构总体稳定，沉降量较小。但项目建设工期短，新路基自然沉降时间不长，在车辆载荷作用下会出现明显沉降[4-5]。

（2）如新旧路基搭接部位的不均匀沉降超过路面基层的承载极限，将导致路面基层结构失稳，产生裂缝。因此，如何管理特定区域的新旧路基不均匀沉降是该高速公路改扩建工程建设的关键。

3 施工方案研究及探讨

3.1 特殊路基处理

在高速公路改扩建时，地质条件较差的路段容易出现沉降不均匀现象，因此，必须加以解决。

（1）路基填土高度小于3 m，填方路基基底为Ⅰ、Ⅱ级非自重湿陷性黄土场地路段，基底清表后超挖60 cm，回填6%水泥土至超出地表30 cm，压实度要求不小于96%，处理范围至边沟外1 m。

（2）路基填土高度小于3 m，填方路基基底为Ⅱ级自重湿陷性黄土场地路段，基底清表后超挖80 cm，回填6%水泥土至超出地表30 cm，压实度要求不小于96%，处理范围至边沟外1 m。

（3）路基填土高度大于等于3 m，填方路基基底为Ⅰ、Ⅱ级非自重湿陷性黄土和Ⅱ级自重湿陷性黄土，以及填方基底为Ⅲ级、Ⅳ级自重湿陷性黄土场地路段，地基采用灰土挤密桩处理，平面按正三角形布设，桩直径40 cm，桩间距1 m，桩长根据路基填土高度和湿陷性黄土分布厚度确定，桩长不应小于6 m，其上铺设40 cm 6%水泥土垫层，灰土桩中石灰剂量为10%，桩体压实度不小于93%，灰土垫层压实度不小于95%。图1 为3 m 及以上湿陷性黄土地基灰土挤密桩处理示意图，路基填筑前对灰土挤密桩进行复合地基承载力检测，检验灰土挤密桩处理效果，具体数据如表1 所示。

表1 灰土挤密桩处理后检测结果

图1 填筑厚度3 m 及以上湿陷性黄土地基灰土挤密桩处理示意图

3.2 低填浅挖段路基

该高速公路改扩建工程中低路堤浅层区域自然含水率较高，受当地气候影响较大，易受冻融影响，应做特殊设计[6-7]。

（1）工程所在区域夏季最高气温达40.2 ℃，冬季最低气温为-20.6 ℃。因此，在规划路基施工时应尽量避开这两个时间段。

（2）路基填土高度H＜1.72 m 时，超挖至路床底部，采用水泥土、石渣、旧路铣刨料分层回填至路床顶部，压实度要求不小于96%，采用水泥土填筑时，路床上部40 cm 采用6%水泥土，下部80 cm 采用4%水泥土。局部路床底部湿软路段，旧路范围路床底部超挖60 cm 填筑石渣、旧路基层铣刨料，压实度要求不小于94%。

（3）挖方路段路床120 cm 范围填筑40 cm 6%水泥土+80 cm 4%水泥土，压实度要求不小于96%，路床底部湿软时，旧路超挖范围路床底部超挖60 cm，填筑石渣（旧路铣刨基层废料），压实度要求不小于94%。

3.3 一般填方段路基

填方段路基属于相对传统的施工部分，技术相对完善，但依然存在有待改进之处。该高速公路改扩建工程采取了一系列有效措施将新旧路基不均匀沉降控制在安全范围内。

（1）为减少施工过程中的降雨影响，同步开展路基施工与排水沟设施施工。如现场不具备开挖排水沟的条件，应开挖临时排水沟，对于特殊路段宜采取沟内铺设防水土工布或塑料布等进行防渗处理，并将排水沟接入当地的排水管网或蒸发池。

（2）路基拓宽后，新旧路基搭接容易产生纵向裂缝。为提高新旧路基连接部分的施工质量，需要进行渐进式台阶开挖。台阶开挖尺寸为第一级开挖宽度1.5 m、高度1.0 m，第二级宽度1.2 m、高度0.8 m，由底至上开挖，开挖一级填筑一级。

（3）在进行路基填筑时，应加强与原老路台阶结合处的碾压，人工清理台阶结合处的虚土，然后碾压到边。对与老路基的结合部位应作为重点碾压部位进行施工，同时应较普通路段多碾压3～4 遍。应达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。碾压后的结合部位不得有松散、软弹、翻浆及表面不平整现象。如不合格，必须重新处理。重型压路机碾压不到的边角部位，需采用高速液压夯补强夯压密实。

（4）对路床底部及拼接台阶处采用高速液压夯夯实加强新旧路基拼接部位处理，现场试夯，保证液压夯压实后夯击顶面标高为路床底面。拼接台阶部分液压夯按单排布置，液压夯点采用等边三角形布置，夯点中心间距1.5 m。台阶部位压实沉降差按0.1 m 预估。

（5）除做好上述施工措施外，还应铺设钢塑土工格栅，增强新旧路基的相互作用，减小沉降差。除开挖段和低回填段外，其余回填段需在与路床搭接处设置塑料和钢土工格栅。在路床底座的底部以上40 cm 处，宽度为9 m，铺设一层钢塑土工格栅，钢塑土工格栅用U 型钉固定，宽4个/m。

（6）由于单辊压路机的性能限制，不能在台阶位置10 cm 以内碾压，路基搭接位置压实不到位容易出现薄弱环节。为此，在右侧K23+300～K23+800 断面96%区域进行压实度测试，压实度合格值为设计值的97.5%。经测试新旧路基搭接位置的六个压实测试点均未达到设计值的97.5%[8-9]。

（7）为保证新旧路基搭接位置的压实度，有效降低新旧路基的不均匀沉降，采用两台18 t 三钢轮压路机对32 t 单辊压路机压实处理后的路段进行收边。引入三钢轮压路机收边后，距台阶10 cm 处路基搭接部分的压实程度显著提高。该区域以压实度设计值的97%为合格值重新测试，6个测点中有5个测点的强度达到97%，说明三钢轮压路机可有效提高新旧路基搭接位置的薄弱环节压实度，表2 为三钢轮压路机收边前后的压实度代表值，表3 为三钢轮压路机收边前后压实度统计结果。

表2 三钢轮压路机收边前后压实度代表值

表3 三钢轮压路机收边前后压实度统计结果

续表3 三钢轮压路机收边前后压实度统计结果

4 方案执行效果

为了检验上述施工措施的实际应用效果，可采用沉降观测方法对数据进行收集、整理和分析。选择K12+570 左侧作为检测对象，同时检测拓宽路基以及原有路基。回填路基时应对每层回填土进行沉降监测。在达到路堤填土标高设计要求后的首月，每天监测沉降一次[10]。如因故中断施工或荷载预压间隔期间，需每隔3天监测一次路基沉降。如荷载预压间隔期超过30 天，则每月进行一次计算测量，半年内的路基沉降如图2 所示。

图2 左幅 K12+570 路基沉降

从沉降测量数据可以看出，原有路基每阶段沉降2.9～3.9 mm，新路基每阶段沉降5.9～7.9 mm，沉降差异3～4 mm。

选择左侧K12+570 路段作为监测目标，待高速公路改扩建完成投入使用后进行监测，3个月内左幅K12+570通车后道路沉降如图3 所示。

图3 左幅K12+570 通车后道路沉降

从沉降监测数据可以看出，原有路基拓宽部分的沉降总体约1 mm，新路基的沉降约2 mm，沉降值差异在1～2 mm，该高速公路已完成改扩建并投入使用，使用情况良好，新旧道路搭接处的路面无纵向裂缝。

由此可见，现有的新旧路基拼宽差异沉降控制技术是切实有效的，但还需进一步验证。

5 结论

综上所述，随着社会经济的发展，高速公路改扩建项目数量和规模不断增多。但是，目前我国高速公路改扩建工程缺乏一套行之有效的施工标准。新旧路基搭接部分容易产生沉降差异，导致路面结构破损等一系列问题，如部分高速公路建成通车后，加宽的路基路面出现裂缝，影响车辆的驾驶体验和行车安全。该文研究地基差异沉降控制技术，旨在为类似地区高速公路改扩建项目的地基施工提供一定的技术参考。