懸臂式擋土墻段道路路基拓寬方案設計

吳曉峰，陳 銳，馮臻臻

(1.上海市政交通設計研究院有限公司，上海市 200030;2.上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司武漢分公司，湖北武漢 430077)

懸臂式擋土墻段道路路基拓寬方案設計

吳曉峰1，2，陳 銳1，2，馮臻臻1，2

(1.上海市政交通設計研究院有限公司，上海市 200030;2.上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司武漢分公司，湖北武漢 430077)

結合武漢嚴西湖大橋東側橋頭道路引線拓寬改造工程，對既有懸臂式擋土墻段道路路基拓寬方案進行優化設計，提出了針對墻身高度H≤2 m和H>2 m的兩種不同路基拓寬處理方案。改建工程已通車兩年多，道路運行狀況良好。

懸臂式擋土墻;路基拓寬

0 引言

該拓寬工程位于武漢花城大道嚴西湖大橋東側橋頭道路引線段，現狀道路總寬17.5 m，如圖1，車行道寬度16.5 m，兩側護欄各寬0.5 m，引線從橋臺至接地點范圍內道路主線兩側均設置有擋墻，其中從橋頭位置起 80 m范圍內(樁號K5+549.58～K5+629.58)為扶壁式擋土墻，墻身高度5.25～7.15m，后一段至接地點148 m范圍內(樁號K5+629.58～K5+777.58)為懸臂式擋土墻，墻身高度1.36～5.00 m。為解決嚴西湖橋下環湖路同嚴西湖橋主線道路的交通聯系，設計新增匝道連接主線道路和環湖路，因此需要對原主線道路進行拓寬設計。由于扶壁式擋土墻高度均在5 m以上，擋墻基礎埋置較深，道路拓寬難度較大，對平面線形進行優化設計后只對設置有懸臂式擋土墻的路段進行拓寬設計，該段擋墻墻身高度1.36～5.00 m。拓寬后主線道路總寬25.5 m，車行道寬度24.5 m，兩側護欄各寬0.5 m，見圖2。

圖1 拓寬前道路橫斷面(單位:cm)

圖2 拓寬后道路橫斷面(單位:cm)

1 -般路基拓寬關鍵技術

1.1 路基拓寬工程難點

路基拓寬工程難點在于新老路基之間的不均勻沉降、新老路基之間結合強度不足、路基路面的整體抗變形能力差、路基的穩定性不足以及不利的水文地質條件等造成路基損壞，其損壞機理歸結為兩類:拓寬路基穩定性不足導致的損壞和新老路基不協調變形引起的損壞[1]。

拓寬路基穩定性不足主要表現在三個方面[2]:

(1)拓寬部位地基過陡，拓寬路基可能沿原陡坡路基潛在的破裂面產生滑移，從而導致拓寬路基整體失穩破壞;

(2)拓寬部位地基含軟弱下臥層，在新填筑路基自身和行車荷載的作用下，會導致新老路基結合部的結合強度不足;

(3)新老路基結合部處治不當，結合部強度不足，在結合部的路面產生縱向裂縫。

新老路基不協調變形主要表現在兩個方面:

(1)新老路基地基固結量不同，新老路基地基壓縮固結的時間不同，老路基地基經過長時間的自重荷載和行車荷載作用，固結變形趨于穩定，而新路基的地基沒有充分的時間固結，后期將產生較大的沉降;

(2)拓寬路基自身的變形過大，其主要原因是路基填料選擇不當和新填筑路基未達到規定的壓實度。

1.2 路基拓寬常見技術措施

路基拓寬工程實施之前通常可采用軟弱地基處理、基底清淤換填、舊路路堤臺階開挖、土工合成材料加筋墊層和加筋土路堤、土工織物防滲和排水、改良土高強路堤和輕質路堤、鋪設土工合成材料防裂層或增大加鋪層厚度等，常見工程技術措施如下[3]:

(1)新建路基原地面處理，處理方法主要有三種:塑料排水板法，通過排水板將地下水引出，使土體固結加速地基的沉降;通過鋪筑墊層或復合式地基處理方式提高地基承載力，減少地基沉降;

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(2)新建路基自身沉降處理，通過填筑粗顆粒材料如碎石土、砂礫等，采用大噸位振動壓路機、沖擊式壓路機來碾壓土體以及增加碾壓次數來增加路基壓實度，減少路基自身沉降，對新建路基采用超載預壓3～6個月時間加速新建路基的沉降;

(3)新老路基的土體銜接采用臺階式碾壓方式，并鋪設土工格柵、加錨桿等措施提高新老路基結合部強度;

2 懸臂式擋土墻段路基拓寬主要問題分析

懸臂式擋土墻段路基拓寬不同于一般路基拓寬，一般情況下需對原擋墻進行拆除，在拓寬后路基邊線位置修筑新擋墻，然后填筑路基進行路基拓寬改造。當擋土墻墻身高度小于2 m時，基礎埋置較淺，擋墻尺寸較小，原擋墻清除工程難度也較小，對現狀道路破壞程度較低。但是當擋土墻墻身高度大于2 m時，甚至高達4～5 m時，此時擋墻基礎埋置較深，尺寸較大，原擋墻清除工程量較大，嚴重破壞現狀道路，另外路基加寬時，從基底至路床需挖設臺階，原道路實際破損范圍更大，造成道路交通中斷，社會影響較差。因此本次拓寬工程設計時，綜合考慮各方面因素，尋求充分利用既有擋土墻工程，達到拓寬路基寬度和節約工程投資的目的，提出了適合該工程的路基拓寬方案設計。本改建工程根據下述設計方案進行實施，已通車兩年，道路運行狀況良好。

3 懸臂式擋墻段路基拓寬方案設計

3.1 擋墻高度≤2 m段路基拓寬設計

根據設計圖紙，當墻身高度≤2 m時，懸臂式擋土墻前趾板寬度40～50 cm，后踵板寬度100～125 cm，底板厚度30 cm，可對現狀懸臂式擋土墻進行清除，然后在拓寬后路基邊線位置修筑新擋墻，新老路基結合部挖臺階并鋪設土工格柵。為了減少由于挖設臺階造成原路面的破壞，該次設計新老路基結合部處臺階寬度100 cm，臺階高度125 cm，坡率1:0.8，新建路基部分填筑砂礫，以防止新填筑路基沉降。設計圖紙見圖3。

圖3 擋墻高度≤2 m段路基拓寬設計圖(單位:cm)

3.2 擋墻高度>2 m段路基拓寬設計

當墻身高度>2 m時，最高處為5 m，懸臂式擋土墻前趾板寬度65～160 cm，后踵板寬度145～225 cm，底板厚度35～55 cm，對現狀懸臂式擋土墻不進行清除，只鑿除老擋墻上部(即路面以下)47 cm墻體，滿足30 cm鋼筋混凝土蓋板和17 cm瀝青面層厚度。當新擋墻踵板不接觸老擋墻趾板時，新老擋墻互不干擾，在老擋墻外側直接修筑新擋墻，新老擋墻之間設置30 cm厚鋼筋混凝土蓋板搭接，蓋板以下采用級配碎石回填，以防止新填筑路基沉降。設計圖紙見圖4。

圖4 擋墻高度>2 m段路基拓寬設計圖(單位:mm)

路基加寬漸變段存在當新擋墻踵板與老擋墻趾板相接觸情況，新擋墻踵板位置侵入老擋墻趾板，此時對新老擋墻進行搭接設計。

圖5 新老擋墻搭接設計圖-(單位:mm)

(2)在圖6搭接情況下，鑿除老擋墻上部47 cm墻體，滿足30 cm鋼筋混凝土蓋板和17 cm瀝青面層厚度，新擋墻踵板與老擋墻趾板之間進行搭接設計，鑿除老擋墻趾板長度不小于10 d(鋼筋直徑)，露出橫向鋼筋與新擋墻橫向鋼筋進行焊接，焊接段長度不小于鋼筋直徑的10倍，老擋墻趾板鑿除部位重新澆筑C30混凝土。

圖6 新老擋墻搭接設計圖二(單位:mm)

4.3 新老路面結構拼接設計

擋墻路段加寬路面結構設計為4 cm SMA-13 (SBS改性瀝青)+ 6 cm AC-20C + 7 cm AC-25C + 0.6 cm稀漿封層 + 30 cm C30鋼筋混凝土板，為減少不均勻沉降產生的路面裂縫，在新老路面結構搭接處，即鋼筋混凝土蓋板與老路路面結構基層頂面鋪設2 m玻纖格柵，玻纖格珊抗拉強度不小于80 kN/m，老路面層挖臺階與新路面層搭接處理。設計圖紙見圖7。

圖7 新老路面結構拼接設計圖(單位:cm)

4 結語

既有懸臂式擋土墻路段的路基加寬在市政道路改建工程中比較常見，如何處理既有擋土墻是改建工程的重要環節，本文結合實際工程，綜合考慮工程難度、節約投資、交通通行、社會影響各方面因素，創新的提出了針對墻身高度H≤2 m和H>2 m的兩種不同路基拓寬處理方案以供設計者參考。

[1] 凌建明，錢勁松，黃琴龍.路基拓寬工程的損壞模式和設計指標.道路工程學術交流會論文集[C].2004:82-88

[2] 高捷婷.高速公路路基拓寬方案的技術經濟比選分析[D].哈爾濱:東北林業大學，2009.

[3] 杜艷軍.高等級公路路堤加寬理論分析[D].哈爾濱:東北林業大學，2005.

U416.1

B

1009-7716(2015)11-0034-03

2015-07-02

吳曉峰(1983-)，男，湖北恩施人，碩士，工程師，主要從事市政道路工程設計工作。