新老路基轻质土拼接拓宽施工的关键技术

崔登云，李金星，赵秀娟，李红卫，朱 蕊，管鹤楼，刘 林

（1.中交三公局第一工程有限公司，北京 100000；2.中交第三公路工程局有限公司，北京 100000；3.江苏省镇江市路桥工程总公司，江苏 镇江 212000）

0 引 言

为加强新旧路面的结合，有效控制新旧路基的不均匀沉降量，目前已研究出多种处理方法可供选择，包括在新老路堤结合处开挖台阶、铺设土工合成材料加筋层、用轻质填料填筑路堤等［1－7］。其中，在新老路堤结合处开挖台阶的方法是在旧路路堤填料范围内开挖台阶，施工简单，可在一定程度上增强新老路堤结合处的连接强度［8－14］；设置土工合成材料加筋垫层、加筋土路堤是在新路堤填料范围内铺设土工格栅、钢筋网片等材料［15－16］，以增强填料的整体性和强度；轻质路堤填筑是采用轻质填料作为路堤填料［17］，该方法可在很大程度上减轻新填筑路堤的重量，减小新填路堤对原路堤基础的附加应力。但是，针对软土地区高路堤路基拓宽施工，上述措施仍显不足。

因此，本文对新老路基轻质土拼接拓宽施工进行技术创新，研发一种基于装配式模板新老路基轻质土拼接拓宽结构，在新老路基与路面结合部位挖台阶，安装T形抗剪件，同时在下部打设路堤桩［18－20］，并用预制边坡板快速成型，从而加强新老路基结合部位的强度。

1 工程背景

迎宾大道改建工程是S238省道改造施工的一部分，分为出新段和改建段，出新段为江洲广场至长江路段，改建路段起自长江路至仓储区二号线（港隆路），施工桩号为K45＋500～K49＋700，全长4.2km。改造后公路等级为一级，设计速度为60km·h－1，路面结构层为18cm沥青面层、36cm水稳基层、20cm 10%灰土底基层。项目总投资估算1.9亿元。改建路段由原来的双向四车道拓宽至双向六车道，道路总宽度由30m拓宽至45m。改建方案为道路中心线向西移3.25m，向西拓宽10.75m，向东拓宽4.25m。为协调园博园区周边地理环境，对三跃桥实施平桥改造，桥梁两端接线公路也将进行降坡处理，桥面中心标高降低3m左右。

2 关键施工技术

2.1 工艺原理

基于装配式模板的新老路基轻质土拼接拓宽施工工艺，预先将新老路基衔接处开挖成台阶状，台阶处设置预制T形抗剪件，辅以土钉固定，并利用贯穿斜筋将所有T形抗剪件连成整体，以增强新老路基的抗剪性，保证拓宽部分路基与老路基的协调变形；之后，在新路堤下方打设路堤桩，并在路堤桩顶部浇筑框格梁基础，框格梁基础内等间距设置横向条状排水垫层，以降低工后路堤沉降，提高新路堤的稳定性；同时新路堤边坡采用预制装配式坡面板，外侧搭接形成植草框格，顶端设置有永久性拉杆，使坡面成型快、稳定性好；坡面板及老路堤间回填加筋轻质土，减小路基荷载，进一步降低工后沉降；新路堤路边护栏直接通过下端翼板与预制底座内的螺杆锚固，再回填混凝土。

基于装配式模板的新老路基轻质土拼接拓宽结构如图1所示。

2.2 施工工艺及操作要点

施工工艺如图2所示。

图1 新老路基轻质土拼接拓宽结构

图2 施工工艺流程

主要操作要点有以下几点。

（1）施工准备。坡面开阶先采用挖掘机进行整型，按照宽深比不小于3∶1进行开阶，宽度应不小于3m，内倾3%。开阶前，沿堤轴线每30m设一控制断面，开阶完成后采用18t压路机进行碾压，要求压实度达到堤身回填设计压实度的92%，碾压完成后报请监理组进行验收。

（2）打设路堤桩。路堤桩选用粉喷桩。正式打桩前宜按设计要求打试桩，桩径、桩长根据地质条件确定，桩径一般控制在600～800mm，桩长控制在12～18m。钻机预搅下沉，尽量不用冲水下钻，当遇较硬土层导致速度太慢时，方可适量冲水。

（3）现浇框格梁基础施工。路堤桩完工后，重新平整场地，框架格梁为现浇C25混凝土，框架梁模型采用3015和1015的普通钢模，厚300mm，宽400mm。横梁每8～12m设1道伸缩缝，采用浸沥青木板填充；在竖横梁终点及伸缩缝处，主筋弯起10cm，坡脚端末端框格梁上预留T形空心槽，尺寸为300mm×50mm×200mm；且每隔10m设置一条宽300mm的横向排水带，如图3所示，排水带主要由砂砾组成，其余框格梁内回填地基土。其中钢筋现场制作安装，混凝土采用现场拌制。

图3 桩顶框格梁结构

（4）安装T形抗剪件及顶托。安装T形抗剪件及顶托前，先清理原路堤台阶面，二次整平，确保T形抗剪件与台阶面完全贴合。T形抗剪件及L形顶托均采用钢筋混凝土预制，质检合格后安排进场施工。在原路堤台阶状开挖面逐层安装T形抗剪件，T形抗剪件壁厚一般设置为50mm左右，T形抗剪件采用土钉与原路堤锚固，顶层安装L形顶托，底板宽1 000mm，高600mm，壁厚30mm，顶托与下一层T形抗剪件采用螺杆锚固，且顶托侧壁预埋内径16mm的长丝套管，最后设置贯穿斜筋，将所有T形抗剪件连成整体。

（5）吊装预制边梁及预制边坡板。边梁及边坡板均采用工厂预制，进场时需进行质量检验：边坡板背面加强肋及钢筋网片搁置板需位置准确，无缺角、破损等问题；构件混凝土表面不得出现规则的裂缝；边梁尺寸及杯口的设置应符合相关设计要求。预制边坡板堆存时，宜采用多支垫均匀铺设。现浇框格梁基础拆模后，将预制边梁吊装就位，起吊时吊装强度应大于设计强度的70%，吊点位置偏差不宜超过200mm。梁板安装就位后及时检查梁位置、梁间缝及梁板接触情况，若有问题及时进行调整。

预制边梁的T形连接段嵌入框格梁的预留槽内，并复核边梁轴线，误差控制在合理范围内。其中预制边梁规格为600mm×600mm，内部设有40°斜向杯口，杯口宽150mm，斜向杯口上部为扩大型杯口，扩大型杯口尺寸为400mnm×120mm，扩大型杯口底部预埋直径8mm的连接螺杆，预制边梁内预留直径100mm的排水通道，如图4所示。预制边坡板吊装就位后，及时在顶部安装永久性拉杆和临时性撑杆，以确保轻质土回填前预制边坡板的稳定，如图5所示。

图4 预制边坡板底部与边梁连接

图5 预制边坡板安装

（6）铺设钢筋网片。钢筋网片进场时，接货人员应验证进场网片的型号，以免因网片型号错误而影响工程进度。网片搭接时，在搭接区不超过600 mm距离处应绑扎一道钢丝。钢筋网片由下而上逐层铺装，一端与T形抗剪件固定，另一端搁置在预制坡面板上。

（7）回填轻质土。将泡沫混凝土回填至设计标高后，对泡沫混凝土表面进行找平和压光处理，并做好泡沫混凝土的养护工作，养护期不少于7d。

（8）新路堤面层施工。轻质土回填完工后浇筑新路面层，基层内每隔3 000mm预埋一座规格为150mm×150mm×120mm的混凝土护栏底座，待养护施工完成后安装护栏，通过护栏杆底部翼环的预留孔与底座预埋螺杆锚固，再回灌C20混凝土封槽，如图6所示。

混凝土路面加宽部分增设遇水膨胀的止水胶条，在胶条之上铺填缝料，以减少运营过程中路面水下渗而导致的路基失稳。

图6 护栏安装施工

（9）边坡绿化作业。在回填耕植土的表面铺设土工植草网垫。为避免网垫移动及脱落等，需要将网垫的四周沿框格梁接触面埋入根植土中，埋入深度约20cm，最后喷压含有草籽的营养土。喷压完成后及时覆盖塑料薄膜或土工布养护，并适时补浇充足的水分，直至草籽发芽成活为止。草皮种植完毕后，对框格梁表面进行清理，恢复原状。

2.3 质量控制措施及手段

2.3.1 现浇框格梁质量的保证措施

（1）框格梁模板采用木板或钢模板按设计尺寸进行拼装。

（2）浇筑前应检查框架的截面尺寸，要严格检查钢筋数量及布置情况。

（3）钢筋宜制成整体长骨架，其制作、搭接、安装要符合设计及技术规范要求。

（4）浇筑框架混凝土要连续作业，一边浇筑一边振捣。

2.3.2 预制边坡板吊装质量的保证措施

（1）预制边坡板运输到安装现场后认真检查板体是否有裂纹，板体棱角是否损坏，若板体质量完好，可以安装就位，否则停止安装并检查原因。

（2）吊机起吊边坡板和前进移动时要有专人指挥，听从统一的信号，做到紧密配合，动作协调一致。

（3）在吊机工作的有效半径和有效高度范围内不得有障碍物，否则必须进行清除或采取其他有效的保护措施。

（4）当边坡板起吊离地20～30cm时，必须检查吊机机身是否稳定，吊点是否牢固，在情况良好的条件下方可继续进行起吊。

（5）边坡板安装就位后，及时检查位置是否正确、间缝是否符合设计要求、与边梁接触是否严密；若有问题，及时调整。

2.3.3 泡沫混凝土质量的保证措施

（1）泡沫质量需符合以下要求：1h后泡沫的沉陷不大于10mm；1h的泌水量不大于80mL；泡沫的发泡倍数不小于20倍。

（2）在操作发泡混凝土机械前，将水泥、粉煤灰、发泡剂等材料报经监理，得到认可后再进行搅拌。

（3）实行专人操作机械、专人配备材料比例，严格掌握，不得弄虚作假、偷工减料。

（4）严格控制机械操作程序，使搅拌均匀，待发泡混凝土达到技术要求时再提泵运输。

2.4 效益分析

2.4.1 经济效益

在原路堤边坡台阶处设置预制T形抗剪件，辅以土钉固定，并利用贯穿斜筋将所有T形抗剪件连成整体，增强了新老路基的抗剪性，保证拓宽部分路基与老路基的协调变形；同时在新路堤下方打设路堤桩，有效降低了工后路堤沉降；新路堤边坡采用预制装配式坡面板，成型快，施工效率高，工期短，且稳定性好；并且在坡面板及老路堤间回填轻质土，降低路基荷载。相比于传统路堤拓宽施工方法，该方法经济效益明显。

2.4.2 社会效益

边梁及边坡板均采用预制场预制，现场只需吊装施工，大幅减少对场地的占用，避免道路交通的拥堵；同时路面护栏采用装配式结构，大幅缩短道路投入使用的时间。

3 结 语

本技术已应用于迎宾大道（长江路—港隆路）改造工程等多个项目，经工后持续监测，路堤沉降完全满足施工要求，且新老路基衔接处无明显沉降裂缝，获得社会各方的高度好评。工程实践表明，本技术成功解决软土地区高路堤路基拓宽施工中出现的新老路基不均匀沉降问题，可有效提高新老路基的抗剪性能，保证拓宽部分路基与老路基的协调变形，成功解决传统路堤拓宽技术的不足之处，具有较好的推广应用价值和广阔的市场应用前景。