新旧公路路基差异沉降机理与衔接控制技术应用研究

林龙强

（长沙市公路桥梁建设有限责任公司，福建 福州 350013）

1 新旧公路路基差异沉降机理分析

（1）要对新旧公路路基沉降机理进行研究，确定引起其沉降的因素。根据相关调查研究结果可知，公路路基沉降主要是由路基变形所造成的。例如，在新旧公路之间存在一定的沉降差异，在旧路路基中的沉降主要是由于路基填筑材料质量差、新旧路基之间存在差异、旧路路基不均匀沉降等多种因素造成的，如果公路路面结构设计不合理，就会产生不同程度的变形，当公路路基变形问题解决后，就会对路面结构产生一定程度的影响。在这种情况下，如果没有采取有效措施对其进行处理和控制，就会对新旧公路之间的衔接造成严重影响，从而影响行车安全。

（2）要对引起新旧公路路基沉降的原因进行分析和研究。在新旧公路衔接工程中，由于旧路路基沉降而造成新路路面开裂等问题是比较常见的情况，从而导致公路产生断裂问题。在旧路改造工程中，如果出现新路路基变形或路基不均匀沉降导致路面产生裂缝问题也是比较常见的情况。例如，在新旧公路工程衔接施工中，如果不采取有效措施就会造成路面出现开裂等问题。因此，要对引起新旧公路路基沉降问题进行研究分析，确保能够对其进行有效处理和控制。

2 新旧公路路基衔接控制技术

2.1 三轴搅拌桩技术

三轴搅拌桩法是采用3 种不同性能的水泥材料在一定的设备作用下利用水泥浆对地基进行加固。由于在施工过程中需要对地基进行搅拌处理，因此，采用这种方法提高地基的强度和稳定性。此外，采用三轴搅拌桩法可减少新旧公路之间的差异沉降问题，提高衔接施工质量、有效改善地基的强度。三轴搅拌桩法可以利用水泥浆进行搅拌，对地基强度具有一定的增强效果。

2.2 强夯法

强夯法主要是指通过强夯对地基进行处理，使地基能够达到一定的强度和承载能力。强夯在实际施工中可以分为两种：强夯置换法和强夯挤密桩法。强夯挤密桩法的主要施工流程：首先组装强夯设备，然后对设备进行定位，再根据设计要求确定设备的夯锤位置，将强夯设备放置在相应的位置上并设置强夯的参数，其中主要包括夯锤的质量、落距、夯点间距等。通过对夯锤进行反复提升和落下操作，使地基得到有效加固。强夯置换法的施工流程：首先对地基进行处理，然后在地基上设置夯点，再确定夯点位置，最后将强夯设备放置在相应的位置上并设置强夯参数。在具体施工过程中，要保证夯锤与地面的垂直度，确保夯实质量，要确定强夯设备的重量、锤径、落距等参数以及强夯设备与夯锤之间的距离。在实际施工过程中，还要完善强夯施工工艺和质量检测方法，以保证满足施工要求。要想获得路基沉降预测模型，可以参考以下公式：

式中：S——路基沉降曲线；

e——土地变形量；

n——现场实测沉降数据；

m——n/3；

2.3 换填技术

在公路路基施工中可以采用换填法有效应对新旧公路路基差异沉降问题。在实际应用过程中，需要将施工区域的软土通过挖掘处理，回填强度较高、压缩性较低的碎石、土矿渣等材料，提高公路路基施工区域的稳定性。在公路路基施工过程中，通常使用天然砂粒作为回填材料，且在对原有路基施工区域的软土进行挖掘过程中，要确保挖掘区域控制在2m 以内。施工人员可以采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法进行换填。通过这种方式可有效提高原有公路路基的承载力、抗变形水平和稳定性。在实际换填过程中，施工人员需要对砂粒的粒径、含量和级配进行全面检测，保证后期压实度，有效规避沉降问题。

2.4 排水预压技术

在新旧公路路基施工过程中，通过应用排水预压技术可有效解决公路路基沉降问题。排水预压技术在实际应用过程中需要施工区域进行排水和预压，使施工区域的土体产生一定程度的固结和压缩。在公路路基施工工作正式开展之前，需要先使土体产生沉降，通过这种方式可有效提高路基施工区域土体强度，确保在公路路基施工后能够有效降低沉降系数，保证路基的稳定性和安全性。在排水预压技术实际应用过程中，需要使路基施工区域的土体发生固解，在这一过程中需要设置特定的排水通道。只有提前预设排水通道，才能使土体中的孔隙水通过排水通道有效排除，实现超孔隙水应力消散、提高土体强度的目的。

2.5 复合地基技术

复合地基施工技术在实际施工过程中使用了不同的施工材料和施工技术，可以有效提高路基稳定性，防止路基出现变形、沉降等问题，在公路路基施工过程中具有极高的应用价值。在公路路基施工过程中，如果施工区域属于废弃土矿、垃圾填埋或危险化学品储存区域，复合地基施工技术具有较高的应用价值。在公路路基施工过程中，施工人员可以结合实际情况，应用混凝土加筋技术、混凝土悬臂桩加强技术等不同类型的复合地基施工技术。

2.6 加强土工材料处理

在旧路改造工程中，由于路基填料的材料性质不同，新旧路基之间会存在一定的差异性，在这种情况下，需要在新旧路基之间加入一定的土工材料进行处理。土工材料处理技术主要是通过将土工材料应用于路基填筑中，消除新旧公路之间的差异沉降。这种技术能够有效提高新旧公路之间的稳定性，使其具有良好的使用性能。

在对新旧公路进行处理时，可使用土工布和土工膜来对其进行加固，以提高新旧公路之间的稳定性。具体来讲，首先要选择好施工路段，然后全面了解路基路面的施工情况，根据工程实际情况选择合理的处理方式。一般来讲，可通过两种方式对新旧公路之间进行处理：一是用土工布对其进行加固。这种技术主要是在新旧路基之间加入一定的土工布和土工膜，对路基路面施工过程中产生的不均匀沉降进行有效控制。这种方式可有效减少由于路基路面施工不当而导致的沉降问题，使路基路面达到良好的平整度和稳定性。二是将土工材料与沥青混合料混合使用，可有效提高路基路面施工质量和施工效率。具体来讲，就是在旧路改造工程中，将水泥稳定碎石基层材料与沥青混合料混合使用，通过这种方式可解决新旧公路之间的差异沉降问题。

3 新旧公路路基衔接部位施工技术

3.1 土工格栅施工技术

土工格栅是一种应用非常广泛的土工材料，这种材料具有较强的抗拉强度和较好的韧性，因此，在施工过程中可应用于各类工程。在新旧公路衔接部位使用土工格栅，可增强路基的强度和稳定性，降低路基之间的差异沉降。首先，在施工过程中要对路基进行清理，保证路基表面平整、洁净，没有杂物。其次，要在铺设土工格栅前对旧路面进行处理，确保旧路面没有坑洼、破损等情况。如果旧路面出现破损、坑洼等情况，需要使用专业的修复设备进行修复处理。最后，在铺设土工格栅时要确保土工格栅之间的搭接长度大于20m，且每一片土工格栅都能与其下面的路基完全接触。例如，在应用土工格栅施工技术中，可根据施工现场的实际情况，将双向钢塑土工格栅极限抗拉强度设置为大于50kN/m，2%伸长率时的抗拉强度设置为20kN/m，极限伸长率要小于3%，连接点的极限分离力小于300N。

3.2 土工织物施工技术

土工织物是一种新型的建筑材料，具有良好的抗拉强度和抗穿刺强度，并且具有较强的耐久性，施工中可使用土工织物对新旧公路之间的搭接缝进行处理。在施工过程中，要对土工织物进行一定的切割和整理，确保搭接长度在20cm 以上，并且要确保土工织物在切割和整理中不会出现断裂、磨损等问题，保证新旧公路之间的填土高度在20cm 以上。需要注意的是，在对土工织物进行切割和整理时，要先对其进行裁剪处理，然后将其铺设到新旧公路之间的填土中。

3.3 搭接缝施工技术

为了避免新旧公路之间产生严重的差异沉降，需要在新旧公路之间使用高强度、高稳定性的材料进行填筑处理。具体来说，可使用砂砾材料或碎石材料进行填筑，这样可有效提高路基的强度和稳定性，降低新旧公路之间的差异沉降问题。如果在新旧公路之间存在一定的高度差，需要使用搭接部位对路基进行处理，可采用土工格栅和土工织物等材料进行搭接处理。在对搭接缝进行施工时，要确保搭接长度在20m 以上，并在施工过程中加强对搭接部位的管理和控制，避免出现过大的沉降差问题。

4 案例分析

连江县晓澳至道澳公路（二期）赤湾至道澳段工程为一级公路，地处福建省东部沿海滩涂地带，河网交织，该地区每年平均降雨量为134mm。该公路有75%的路段位于15～41m 厚的软土地基上。在该工程施工过程中发现，新老路基沉降差异过大，究其原因是与接缝处渗水严重、碾压变数不当有直接关系。所以，在对该工程进行施工过程中，主要需要对接缝处渗水问题进行处理。此外，要严格控制碾压次数。首先，在对接缝处渗水问题进行处理过程中，要将老路基边坡上的草皮、杂物清理干净，并在老路街边挖掘高100cm、宽80cm 的台阶。此外，要在原有地表上50cm 范围内填筑天然砂粒，使其顶面形成3%的流水横坡。在老路基拼接缝1.5m 宽内使用优质黏土和普通硅酸盐水泥进行处理，提高新老路基整体的受力能力。最后，要在新老路面路径边缘处设置宽15cm、高20cm 的水泥砂浆挡水堰。在对碾压次数不当问题进行处理的过程中，要对现场施工人员进行技术交底，提出严格的技术要求，在碾压中也要做好记录。可使用自重12～18t 的三轮压路机和18～35t 的振动压路机进行碾压施工。在具体施工过程中，要按照静压、弱振、强振和强振、弱振、静压的方式循环施工，这样才能对碾压过程中的“弹簧”问题进行有效控制。

5 结语

总之，在分析新旧公路路基沉降机理时，要对沉降因素、引起沉降的原因进行分析。三轴搅拌桩技术、强夯法、换填技术、排水预压技术、复合地基技术和土工材料处理都是衔接控制技术最主要的内容。在对新旧路基衔接部位进行施工中，可采用土工格栅施工技术、土工织物施工技术和搭接缝施工技术，以提高新旧公路路基的稳定性，保证交通安全。