旧路加宽工程的地基处理方法探讨

　　l.概述

　　河北省某道路技术标准：该工程按平原微丘二级公路标准修建，路基宽18米，路面宽15米，路肩2×1.5米。桥涵设计荷载汽-20，挂-100。设计时速80公里/小时。路面结构(由上而下)：路面加宽、新建部分：采用(3+4)厘米沥青砼+透层油+18厘米厚6%水泥稳定级配碎石基层+(2×17)厘米厚5%水泥、12%石灰综合稳定土底基层;老路补强部分：采用(3+4)厘米沥青砼+透层油+(18~20)厘米厚6%水泥稳定级配碎石基层。

　　该道路原为二级公路，路基宽12m，水泥混凝土路面宽9m。随着区域国民经济的快速发展，该路段交通量迅速增加，使公路处于超负荷运行状态。路基加宽主要的技术难题是如何减小新老路基之间的差异沉降，并保证新老路基的有效衔接，避免道路通车后路面出现纵、横向裂缝等病害。

　　2.路基综合处治设计的目的与要求

　　2.1旧路加宽常见病害及其产生原因

　　在道路拓宽过程中，因新老路基之问不均匀沉降而导致道路通车后路面出现纵、横向裂缝等病害是较为普遍的现象。特别是软弱地基地段，新拓宽路基后沉降较大，由于老路基的固结沉降已基本完成，新老路基结合部位沉降量不一致，在新老路基之间产生相对过大的差异沉降，成为道路产生裂缝的主要原因。

　　2.2路基综合处治设计的目的

　　进行路基综合处治设计之前，必须做原有旧路的调查和详细的地勘探工作，收集有关旧路基设计、施工和现状的资料。然后，再分析旧路基固结沉降的情况，以及拓宽新路基施工过程对旧路基影响的基础上，找出引起新旧路基差异沉降的各种因素，采取相应的路基处治措施。

　　3.地基沉降与路基稳定性分析方法

　　在旧路加宽设计中，地基沉降和路基稳定性分析无疑是非常重要的。沉降计算和稳定性分析的结果，是决定地基是否需要处理和选择处理方法的重要依据，也是控制路基填土施工的依据。该工程地基沉降和路基稳定性分析按《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ01796)(以下简称《软基规范》)第4节的规定进行计算。

　　4.地基综合处治措施

　　路线所经地带地形较为平缓，地貌单元较为简单，属平原地区。淤泥质土层埋深0.50～5.90m，其特征为：灰黑色，饱和，流塑～软塑状，层厚1.80～10.20m，平均含水量W=55.9%，平均孔隙比e=1.289，平均压缩模量Es=2.64MPa。另外.局部地段旧路两侧有人工堆填的杂填土，一般承载力不高，压缩性较大，且不均匀。

　　4.1基本处治措施

　　(1)清除耕地表面的种植土、浮土等不适宜土层，并对地基进行压实，路基下地表面以下30cm以内要求达到85%以上的压实度(重型)，如果路基填土高度小于80cm，基底的压实度应达到96%(重型)。原有路肩质量较差、达不到设计要求，须将路肩翻晒后再碾压，以满足质量要求。

　　(2)人工填筑的杂填土，主要由粘性土、砂砾、碎石、碎混凝土块等组成，不少是属于建筑垃圾，结构松散，含水量大，必须将其挖除，换填符合要求的路基填料，并严格压实。

　　(3)拆迁建筑物如房屋、电力铁塔、废弃的桥涵等遗留下来的基础，最好将其完全挖除，无法完全挖除的，其顶面必须低于路槽底1.5m以上。这一点在软弱地基路段尤须注意。

　　4.2软弱地基处治

　　4.2.1浅层处理措施

　　低洼湿地及沟渠、池塘底的沉积淤泥，厚度在3.0m以下，采用清淤换填或抛石挤淤的方法处理。

　　4.2.1.1基底清淤与换填

　　埋置较浅(<1.0m)且厚度较薄(<1.0m)的软土层，主要是地表淤泥或淤泥质土，采用清淤结合换填的方法处理。彻底清除软弱土层以提高路基基底承载力，减小由于软弱土层压缩沉降而造成的新旧路基间的不均匀沉降。清淤后换填天然砂砾，砂砾层顶面需高出常水位50cm以上，并在其上设置3%的横向排水坡以利排水。

　　4.2.1.2填石挤淤

　　对于沟渠、池塘底沉积形成的厚度大于2m的淤泥层，因淤泥数量大，彻底清除不仅难度大，也难以处置挖出来的淤泥，故采用抛石挤淤的方法处理。施工时，先将水抽干，然后由靠旧路一侧开始抛填片石或块石，边填边振压，将淤泥往外排挤;当填石完成后，用推土机、压路机进行碾压，直到地基无“弹簧”现象后，填30cm厚砂砾，最后填土预压。

　　4.2.2深层处理措施

　　4.2.2.1低路堤软土地基处理

　　软土地基上的低路堤，很少存在象高路堤那样的不稳定和侧向位移，以及施工中大的沉降问题。其原因有：(1)由于软土层上的路堤较低，路槽不能得到充分压实，很难达到要求的承载力;(2)由于地下水位相对较高，地下水上升至路槽附近，容易降低路基的承载力;(3)交通荷载不能在路堤中充分扩散再传递到软土地基上，因而加剧地基的变形沉降;(4)交通荷载引起的震动容易直接传递到软土地基上，并且原地表分担荷载的面积小;(5)地基上层的不均匀性影响到路堤上。

　　低路堤地基在路基填土和路面荷载引起的沉降的基础上，增加了由交通荷载引起的新沉降。根据该工程施工中观测的结果，低路堤新老路基工后不均匀沉降是明显的，而且实测沉降小于理论计算沉降，地基沉降固结很慢，主要原因为地表硬壳层使路基荷载应力扩散，即路基下土层实际附加应力小于理论计算。

　　为了提高地基的整体承载力，减轻新老路基不均匀沉降差所造成的破坏，原设计采用堆载预压法处理软弱地基，不设竖向排水，超载预压填土高度1～1.5m，预压时间6～9个月。从排水和降低地下水位的需要出发，路基下设砂垫层，新路基坡脚外设深度为1m的水沟。同时在路基中铺设土工格栅，以加强路基的整体强度及板体作用。

　　设砂桩后，超压填土高度为1m，预压时问为3个月。由于砂桩有挤密、置换、排水等作用，配合堆填预压的措施处理地基，效果较为明显。实践证明，实施超压是有必要的。

　　4.2.2.2高路堤软土地基处理

　　高路堤，软土层厚10m左右，因该路段比其它路段早开工半年，施工工期较充裕，因而按原设计采用堆载预压排水固结法处理地基。固结时间按9个月考虑，以袋装砂井作竖向排水通道，袋装砂井井径7cm，井距1.2m，按梅花形布置，超载预压填土高度为1.5m。砂垫层厚度为80cm，顶面设一层土工布，路基内设两层土工格栅，土工布、土工格栅伸入老路基内不小于1m，每层相隔50cm。

　　从观测结果来看，地基处理后，其沉降量无论是实际沉降值还是理论计算值均明显降低，新拓宽的高路堤采用堆载预压处理软基的效果是明显的。由于软土沉降固结较慢，施工时在后期将预压填土高度增加至2m，连续两个月观测其月平均沉降量不大于0.8cm后方卸载，施工路面。

　　在高路堤软基处理过程中，因新拓宽路堤下地基沉降引起老路堤的变形，使老路堤产生裂缝的问题是不应忽视的。特别是采用堆载预压、排水固结等措施时，因地基固结慢，强度增长慢，往往在施工过程中就引起老路堤的变形开裂。

　　5.新老路基结合部位的处理

　　为了使新老路基之间紧密衔接形成整体，在结合部位主要采取了以下措施：

　　(1)清除原路基边坡上草皮、树根及腐植土等杂物，并开挖台阶，台阶宽度不小于1m，台阶挖好后与新路基一同进行分层回填碾压施工。

　　(2)原有路肩质量较差，将土路肩翻晒重新碾压，使达到质量要求。

　　(3)在新路基底面以上采用了两层土工格栅和一层土工布，土工布位于砂垫层之上起反滤作用并能使应力均匀，土工格栅则位于土工布之上，间距20～50cm，并伸入老路基边坡不小于lm。采用土工布、高强度土工格栅处理，以加强新老路基结合部位强度，增强路基路面的整体抗变形能力，防止新老路基结合部位路面出现纵、横向裂缝。

　　(4)须考虑排水防渗措施，防止雨水渗入新老路基结合面，在新老路基结合部顶面铺设一层不透水土工布。

　　结论

　　相对于新建公路的设计，旧路加宽对路基稳定和工后沉降有更高的要求，路基综合处治设计以解决新老路基的不均匀沉降和整体衔接为主要考虑因素。

　　参考文献：

　　[1]JTGF10-2006公路路基施工技术规范;人民交通出版社.

　　[2]肖志标.高速公路扩建工程软基处理方案比选[J].山西建筑,2006,32(21)

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