旧路改造中的路基加宽研究

2022-09-11

近年来, 随着国民经济的迅速发展, 高等级公路的建设正以前所未有的发展速度向前推进。现在有相当一部分已不能适应交通量增长和社会发展的要求, 迫切需要扩大道路通行能力。由于新建高等级公路, 投资规模大, 占用土地多, 且容易造成路网分布不均, 例如107国道大岭山至长安段由4车道加宽至8车道, 塘厦镇塘厦大道由4车道加宽至6车道的等一级公路的建设。路基加宽改造难度大, 施工质量不容易控制, 需引起足够的重视, 否则会出现质量隐患, 降低公路的使用品质。现就路基加宽存在的问题、处理的技术措施及质量控制谈点看法。

1 路基加宽改造存在的问题

路基是路面的基础, 承受由路面传来的荷载, 应有足够的强度、稳定性和耐久性。如果路基出现问题, 将导致本身的沉降、开裂和路面高低不, 平与破坏。路基加宽主要存在以下几方面的问题: (1) 新老路基地基压缩固结时间不同, 老路基基底经多年荷载作用已被压实, 沉降变形已经终结, 而新路基基底还需经过这一过程才能压实, 并且发生沉降; (2) 填筑材料经自重、路面和车辆等荷载的作用, 老路基已经完全被压实, 而新路基的填料虽经严格压实, 仍存在后期变形; (3) 基底和填料具有不均匀性, 虽经严格的施工控制, 新老路基必然会出现不均匀变形; (4) 加宽路基填筑材料与老路基填筑材料不可能相同, 对路基整体变形的影响无法预测; (5) 老路基边坡清表的扰动、松散填料的挖台阶的可能性等对新老路基结合面土体的结合程度的影响程度还不清楚。

2 路基加宽改造的技术措施

2.1 基底处理

加宽部分路基应与旧路很好地衔接起来, 而旧路两侧一般为边沟或边坡, 不同程度的淤泥与腐质土较多, 需认真做好清表工作, 挖出全部草根、树根和腐质土后, 开始填前压实, 其压实度必须达到标准规定。清表后, 原地面必须碾压至压实度不小于90%;无论旱田、水田等一般地段, 清表碾压合格后, 填筑第一层石渣完成一般碾压后, 再用25KJ冲击碾压20遍, 以后每填高1.2m碾压10遍;分层填筑, 分层碾压, 提高压实标准, 各深度层次的压实度比标准提高一个百分点;新老路基结合处, 除认真清表挖台阶外, 在表层铺设两层塑料土工格栅, 增加连接能力;中分带设隔水层封闭, 防止雨水和人工浇。

2.2 软土地基主要技术

(1) 粉喷桩法。粉喷桩是“粉体喷射搅拌桩”的简称, 是深层搅拌加固技术的一种。其主要原理是:利用专用的喷粉搅拌钻机将水泥等粉体固化剂喷入软土地基中, 并将软土与固化剂强制搅拌, 利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理化学反应, 使软土结成具有一定强度的水泥桩体而形成复合地基。由于它吸收土体中水分, 能够形成整体性、水稳性良好和具有一定强度的柱状加固体, 从而提高地基的承载力, 有效减少沉降。

(2) 塑料排水板法。塑料排水板法加固软基是排水固结法的一种。塑料排水板是由芯体和包围芯体的合成材料透水膜构成的复合体, 其芯板采用聚乙烯或丙烯新材料制成, 滤膜采用勃合型涤纶无纺土工布。塑料排水板一般适宜于软土层较厚, 地下和地表水发育, 土质湿软的地带。塑料排水板法主要施工工艺为:前期准备、清表、平整及碾压、摊铺下层砂砾垫层、打设塑料排水板、摊铺上层砂砾垫层、铺设土工复合材料、加载及预压。

原合宁高速公路软基处理大部分采用固结排水的方法, 且部分河塘距原合宁线净距偏小, 为避免地下水位降低引起老路基较大沉降量及排水清淤造成老路基失稳, 须进行相应的处理, 为此考虑全线施工便道贯通, 利用施工便道兼作施工围堰, 须提前施工原路基坡脚至河塘边缘范围内的复合地基桩基础, 待该部分桩基及围堰施工完成后, 直接进行排水清淤回填处理, 再施工河塘范围内的复合地基桩基, 最后进行拼宽部分的垫层、格栅的铺设及路基土的填筑。该方案在进行河塘排水清淤处理时较为方便, 对老路基的沉降、稳定影响较小, 可取消浸水路堤浆砌片石满铺防护的施工, 施工进度快。但是施工机械多次进出场及桩位多次放样, 不便于施工的整体组织。

2.3 土工合成材料在路基加宽过程中的应用

土工合成材料的功能是多方面的, 综合起来, 可以归纳为以下六种基本作。 (1) 过滤作用。 (2) 排水作用。土工合成材料可以在土体中形成排水通道, 把土中的水分汇集起来, 沿着材料的平面排出体外。 (3) 隔离作用。将土工合成材料放在两种不同的材料之间或不同粒径的同一材料之间以及土体表面与上部建筑结构之间, 使其隔离开来。 (4) 防渗作用。土工膜和复合土工合成材料, 可以防止液体的渗漏, 气体的挥发, 保护环境或建筑物的安全。 (5) 防护作用。土工合成材料可以将比较集中的应力扩散开, 也可将应力由一种物体传递到另一物体, 使应力分解, 防止土体受外力作用破坏, 起到防护作用。

2.4 严格路基填料的选择与控制

路基改扩建加宽工程一般是在维持交通的基础上进行实施的, 老路部分还需承担正常的交通, 虽经部分分流, 但交通量仍然比较大, 且重载车辆多, 工期要求比较紧。为确保工程质量, 可通过大吨位振动压路机、冲击式压路机来碾压土体以及增加碾压遍数来减少土体本身孔隙率, 增加路基压实度, 减小路基本身沉降, 同时也可填筑无机结合料改良土或CBR值较大的材料, 如碎石土、砂砾等。对路堤较高、原地基承载力低的路段也可考虑采用轻质路基填料 (如粉煤灰) 以减轻路堤自重, 减少土基荷载。为降低加宽路基的沉降量, 尽可能做到路基、路面跨年度施工, 冬季开放交通, 在路上采取一些措施, 使车辆尽可能的在加宽处行驶, 加大行车荷载作用, 把沉降量降到最小程度。

2.5 加强管理

我国质量保证体系为三级, 结合广东的实际情况, 为使业主充分参与和加大工程质量管理的力度, 引入业主质量稽查体制, 质量保证体系增加一级, 大大加强了质量保证体系的作用。 (1) 必须有效发挥施工单位质量自检体系的作用, 施工单位必须以工程质量为核心, 设置独立的、专职的质量管理部门和其领导下的工地试验室, 建立完善的以自检为手段控制质量的质量保证体系, 制定质量目标、质量责任制, 以试验数据为依据, 进行质量控制; (2) 突出社会监理在控制工程质量中的主体作用, 监理单位必须制定详细的监理工作计划, 明确岗位责任制, 坚持旁站, 严格转序签认制度。按照合同要求, 严把施工队伍进场关, 监督自检体系的建立, 检查机械设备的质量和数量、材料、施工组织设计、施工工艺、工作程序等, 充分保证施工在受控、有序下进行。