明村至董家口高速公路路基設計

宋曉莉，王秀秀

（1.山東省交通規劃設計院集團有限公司，山東 濟南 250031；2.山東同舟工程咨詢有限公司，山東 煙臺 264001）

1 工程概況

項目起自榮濰高速與新濰高速交叉明村西樞紐處，順接新濰高速。向南上跨G308，沿三合山景區西側，向南經飲馬鎮東，下穿濟青高鐵，向南設大牟家樞紐立交接青銀高速，在大牟家鎮南上跨膠濟鐵路。在醴泉街道西跨G309，向南經闞家鎮東，在井溝鎮北設樞紐立交接濰坊至青島高速（在建），在柴溝鎮西跨省道S325，后經馬旺水庫西，在百尺河東上跨S220 和膠新鐵路，在辛興互通西設樞紐立交接青蘭高速。經共青團水庫東，在林家村鎮西跨G341，經桃園經濟發展區東，經吉利河水庫東，向南跨白馬河，設樞紐立交接沈海高速，下穿青連鐵路后設主線收費站，終點接董家口港疏港二路（規劃）。高速公路標準建設，設計速度120 km/h，雙向六車道，路基寬度34.5 m［1］。

2 橋涵臺背過渡段路基設計方案

2.1 橋涵臺后路基處理范圍

對于大、中橋臺背、填土高度＞7 m 的薄壁臺臺背及兩個距離較近的結構物（距離＜30 m）的臺背，為了控制橋頭沉降及方便施工采用泡沫輕質土填筑。臺背填土順路線方向長度，按倒梯形設計，底部距基礎內邊緣3 m，坡率為12，與一般路基填土間設置臺階，臺階寬度2 m，臺階高1 m。

為了減少路基在涵洞兩側的不均勻沉降，減輕跳車現象，提高高速公路車輛行駛的舒適性，根據地材情況對涵洞兩側路基填筑采用了4%水泥土或4%水泥穩定風化砂填筑，壓實度≥96%，有水位置常水位部分采用石渣或未篩分碎石填筑。

2.2 泡沫輕質土填料設計

泡沫輕質土用復合土工膜包裹（土工膜厚0.3 mm），外側設混凝土預制板保護壁。泡沫輕質土應分層澆注，標準澆筑層厚100 cm。縱橫向每隔10～20 m 須設置沉降縫，變形縫宜采用1～2 cm厚EPS 泡沫塑料板［2］。EPS 泡沫塑料板的表觀密度不宜低于15 kg/m3。

施工時，變形縫兩側的泡沫輕質土應錯開澆注，泡沫塑料板可采用長鐵釘或鐵絲錨固在先行澆筑完的泡沫輕質土澆注體上。為減少因濕度和溫度變化產生的收縮裂縫，并防止裂縫反射到路面上，在泡沫輕質土頂面及頂面以下50 cm 處設置兩層鋼塑土工格柵，其型號宜為GSGS60-60 型，縱、橫向極限抗拉強度≥60 kN/m，縱、橫向極限抗拉強度下的伸長率≤3%，連接點極限分離力≥300 N。鋼塑格柵鋪設時應采用U 型釘錨固，錨固點按2 m×2 m 間距設置。

施工采用的泡沫輕質土主要原材料進場必須出具出廠合格證，同時應按表1 要求進行檢驗［2-3］。

表1 主要原材料檢驗

澆筑完成后，現澆泡沫輕質土路基工程實測項目中的關鍵項目為濕密度、抗壓強度和路床頂面彎沉。檢測項目及要求見表2［2-3］。

表2 檢查項目及要求

3 深挖路塹設計方案

3.1 深挖邊坡概況

本項目全線僅有一處超過30 m 的巖質挖方，位于K109+458—K110+068 路段左側路塹，總長約610 m，最大坡高約為33.3 m。該邊坡為巖質邊坡，地層覆蓋層薄，表層為全風化花崗片麻巖。該區勘察期間未見地下水穩定水位，但夏季多暴雨，降雨集中強度較大，集中大強度的降雨將不利于路塹邊坡的整體穩定。本場區勘察深度范圍內，地基土自上而下：全風化花崗片麻巖層厚度平均1.08 m，強風化花崗片麻巖層厚度平均16.7 m，該層以下皆為中風化花崗片麻巖。

線路以深挖方的形式通過，形成路塹高邊坡。由于開挖方量較大，坡體開挖后地應力調整大，易形成較大的松弛區，從而導致邊坡的穩定性降低。巖體風化程度高，且裂隙面發育較多，巖體破碎，故整體穩定性較差。夏季多暴雨，降雨集中強度較大，集中大強度的降雨將不利于路塹邊坡的整體穩定。

3.2 深挖邊坡穩定性分析

該邊坡采用赤平投影法進行穩定性分析，現場邊坡結構情況見表3。

表3 現場邊坡結構情況統計

3.3 赤平投影圖

圖1 路線坡面與結構面赤平投影

3.4 深挖邊坡設計方案

該路段邊坡為巖質結構邊坡，巖體風化程度高，在保證每級邊坡開挖施工自身穩定的前提下，盡量采用較緩坡率。本著“固腳強腰”的理念，采用適當的加固防護措施，合理布置，既確保邊坡穩定，同時又注重美觀。采用有效的排水措施，疏排邊坡地下水及地表水，增加邊坡的穩定性［4］。

3.4.1 邊坡設計坡率及防護方案

3.4.2 邊坡排水設計

每級邊坡平臺上均設置平臺排水溝，塹頂部開口線5 m 外設置塹頂截水溝，用于塹頂擋水及排除平臺截水溝匯水，采用M7.5 漿砌片石砌筑。各級邊坡平臺設置引流槽連通平臺截水溝與塹頂截水溝，排除坡面匯水，引流槽形式與塹頂截水溝一致。同時，分別在第一、二級邊坡坡腳段設置一排疏干孔，孔徑130 mm，間距10 m，孔深15 m。每100 m 左右設置一道檢查踏步。

4 結語

（1）介紹了明村至董家口高速公路工程采用新型輕質材料泡沫輕質土處理路橋過渡段的范圍及泡沫輕質土的材料指標。（2）采用赤平投影法分析了深挖路塹的穩定性，根據分析結果確定了路塹邊坡的支護方案。