高速公路拓寬路基差異沉降分析

王現方

摘 要：當前，我國高速公路交通量日益增長，為保證通行順暢，減少交通壓力，可在原有公路上拓寬路基進行工程改擴建施工。拓寬路基雖緩解了交通壓力，但極易出現路基差異沉降問題，甚至會影響行車安全，為此，如何控制高速公路拓寬路基差異沉降成為了關鍵。本文在充分了解拓寬路基差異沉降機理的基礎上，結合工程實例，對高速公路拓寬路基試驗段施工要點及沉降觀測進行了分析與探究。

關鍵詞：高速公路;拓寬路基;差異沉降

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）09-0114-02

0 引言

伴隨社會經濟的迅速發展，我國公路建設規模越來越大，面對日益增長的交通量，早期修建的高速公路工程已不堪重負，為有效緩解道路交通壓力，解決擁堵問題，如何更好地提升高速公路通行能力成為了人們關注的熱點話題。高速公路改擴建施工，可選用單側加寬、雙側加寬等施工方案，加寬路基的構成部分包括原有路基、新填筑路基，老路基通車運營多年，在自身重力與行車荷載長期影響下，已處于土體完全固結沉降狀態。相反，新建路基經碾壓施工后，其密實度雖已達到設計要求，當與老路基還未有效銜接。這種情況下，極易產生新老路基差異沉降，隨著行車荷載的反復作用，很可能出現路面早期病害，如縱向裂縫等，從而嚴重影響道路的行車速度、行車舒適性及安全。相比新建工程，高速公路拓寬工程施工更難，工藝更復雜，且具有較高質量要求。為此，必須做好高速公路拓寬路基施工技術研究，這對解決新老路基差異沉降具有重要的現實意義。

1 工程概況

某高速公路工程全長54.623km，起訖樁號為K56+920 ～K102+570，屬于雙向四車道。為滿足日益增長的交通量需求，現決定對本路段進行改擴建施工，通過雙側加寬方式將原有雙向四車道改造為雙向八車道。其中部分路段采用單側分離加寬，或新建。本路段所處山區，地質地形復雜，多山、丘陵地貌，地勢起伏變化大。若施工不當，極易出現滑坡、崩塌等危害。

2 高速公路拓寬路基試驗段施工要點分析

2.1 路基試驗段施工

為保證施工質量，可從標段內選擇具有代表性的路段作為試驗段。本文選擇2路段進行填筑對比分析，其一，普通土填筑路基試驗段（左幅）起訖樁號為K96+600～K96+ 800;其二，3%灰土填筑路基試驗段（右幅）起訖樁號為K96+ 800～K97+000，均為200m長。確定8m填筑路基高度，60cm清表厚度，并針對路基填料具體情況，合理選擇壓實試驗，從而確定松鋪厚度等參數。

2.2 換填3%石灰土填筑

基于經濟性原則，就近選擇石灰土材料，根據施工設計要求，可選用液限較低的黏土或粉質黏土。按照施工技術規范標準合理控制石灰材料的各項技術指標，保證在規范要求范圍內。按照以往經驗。在填筑、壓實填料前期，可先確定松鋪系數，即1.20、1.25，經計算可設定24cm、25cm為單層填料松鋪厚度。按照50m等距離間距在試驗段控制松鋪厚度。

經檢測，當填料含水率過高或過低，都需選取措施進行處理，若高了，可選擇翻曬法;若低了，可選擇灑水法。此外，在拌和過程中，同樣要做好混合料含水率檢測，確保在最佳含水率允許范圍內合理控制混合料含水率。則檢測結果如表1所示。

按照控制值進行壓實度檢測，經檢測可知，碾壓遍數為3遍時，91.2%為壓實度平均值;遍數為4遍時，93.30%為平均值;此時壓實度可提升2.08%。碾壓遍數為5遍時，94.94%為平均值，此時壓實度較4遍時提升了1.84%，可滿足設計要求。碾壓遍數為6遍時，95.52%為平均值，僅提升了0.58%。由此得出，伴隨碾壓遍數的不斷增多，石灰土壓實度越高，但增加幅度卻在不斷縮小，表明填料壓實度要求越高，所需碾壓的遍數越多，則壓實難度更大。

2.3 路基素土填筑

根據設計要求，可在29～31cm間控制素土路基單層填料松鋪厚度，且在最佳含水率-1%～+1%之間確定填料含水量。按照上述步驟2內含水率控制法對本填料含水率進行控制。檢測結果如表2所示。

按照控制值進行壓實度檢測，經檢測可知，碾壓遍數為3遍時，91.00%為壓實度平均值;遍數為4遍時，93.12%為平均值;此時壓實度可提升2.12%。碾壓遍數為5遍時，94.58%為平均值，此時壓實度較4遍時提升了1.46%。碾壓遍數為6遍時，95.50%為平均值，僅提升了0.92%，碾壓6遍后可滿足設計要求。由此得出，伴隨碾壓遍數的不斷增多，素土壓實度越高，但增加幅度卻在不斷縮小，這與石灰土壓實情況一致。

3 高速公路拓寬路基沉降觀測分析

3.1 路基試驗段位移觀測

根據施工具體情況，基于路堤位移觀測便捷性，決定以4個斷面填筑路堤作為試驗對象進行觀測，其中2個斷面為石灰土填筑，即K96+670、K96+708，另2個斷面為素土填筑，即K96+673、K96+705。根據現場情況，可在新、舊路基結合部附近設置舊路基沉降觀測點。測試段的橫斷面監測點如圖1所示。

在觀測新路基沉降過程中，設置沉降板時，嚴禁臺階開挖到拼接處，可在新路基中心部位設置監測點。一般可選用自制沉降板、測管等進行檢測。同時，可選擇沉降板觀測新地基沉降或新老地基交界面位置的沉降。此次監測選擇矩形鋼板類沉降板，尺寸為50cm×1cm。

為確保沉降板平穩，在放置沉降板之后，可在地基表面挖設基坑，并將砂墊層鋪設到基底位置，為10cm厚。保證墊層鋪設密實，隨后在砂墊層上放置沉降板，將第一節PVC管套好，隨后回填基坑土，并夯實，要保證沉降管不會碰撞機械，避免機械設備損壞。

3.2 路基沉降觀測及分析

根據現場情況，在老路基坡頂向內20cm位置設置老路基檢測點，根據觀測結果可知，伴隨時間的不斷增加，新路基填筑高度也將隨之增高，這種情況下，老路基頂面沉降值也會隨之增加。當路基拓寬時間為4個月情況下，兩類填筑土的沉降平均值也存在一定差異性，分別為0.380cm（石灰土）、0.416cm（素土），兩者相差0.036cm。

施工過程中，伴隨填土高度、時間的不斷變化，沉降板所測沉降量各有所不同，即0.378cm為老路基沉降量平均值;1.027cm為新路基沉降量平均值;0.665cm為新舊路基交界位置沉降值。由此可見，老路基沉降遠遠小于新路基沉降。

4 高速公路拓寬路基差異沉降控制分析

根據上述分析，為有效控制新舊路基差異沉降，必須根據現場實際情況，合理選擇控制措施。

4.1 一般地基處理

為控制差異沉降，需做好地基處理工作，根據地基情況合理選擇處理方法。因本工程為拓寬工程，需將原路邊溝圬工防護拆掉，并做好清理工作。根據設計要求，必須在91%以上控制拓寬部位基底壓實度。為保證壓實質量，可選擇沖擊式壓路機施工。針對碾壓死角，可結合人工進行處理。為有效控制新老路基不均勻沉降，可在碾壓施工后，將一層高強土工格室鋪設其上，并向臺階內緣深入。

4.2 新舊路基拼接處理

為保證新舊路基形成一個整體，避免縱向裂縫等產生，可在填筑路基加寬處理前，先做清坡處理，隨后沖擊碾壓基底，并根據現行規范，合理確定壓實度。因本工程選擇開挖臺階的方法進行拼接部施工，待臺階開挖之后，應立即填筑拼接部位，路基拓寬后是否穩定，由新舊路基結合部的強度決定，為避免對路基拓寬的沉降情況造成嚴重影響，一般可選擇路基加筋技術進行處理，可通過土工材料和新舊路基填料的摩擦阻力作用，減小位移，增強穩定性。本工程選用了土工格柵材料，可在拓寬路基高度范圍內進行三層加筋材料鋪筑。

5 結語

綜上所述，伴隨社會經濟的快速發展，我國交通運輸網基本完善。面對日益增加的交通量需求，為緩解通行壓力，高速公路拓寬工程得到了廣泛應用與推廣。新舊路基差異沉降是高速公路拓寬路基常見病害，老路基經多年擠壓固結，已無壓縮變形，而新建路基還未進行沉降固結，從而產生不均勻沉降，如何避免或減小沉降成為了關鍵。為此，必須根據工程建設實際情況，合理選擇施工方案，做好監測工作，只有這樣才能保證采取的控制措施科學有效，才能更好地提升工程質量。

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