关于高速公路软土路基加宽工程施工技术研究

文/李春晖、贾中举

1 前言

科技水平的不断提升，使得各行各业迎来快速发展契机，发展建设目标的实现离不开所处地区高速公路安全稳定状态的支持。然而在实际运营过程中，因建设年代久远、设计建设标准较低以及地质条件复杂等因素影响，使得高速公路路基结构出现了不同程度的沉降问题，无法满足当前交通量运输使用需求。为此工程建设者应结合实际情况，对新旧路基加宽施工处理难点进行确定，以使路床施工处理技术、新旧路基拼接施工技术、冲击碾压施工技术以及特殊路基处置技术的应用控制效果达到预期。这是推动交通运输行业快速稳定发展，以及满足各地区经济发展需求的重要课题，应充分利用现有科学技术进行控制。

2 工程概况

某高速公路横穿17 个市县地区，成功将涉及的主要城市紧密连接起来。然而，通车运行多年，交通量逐年增加，特别是大型以上车辆占到3/10 左右，加重了道路拥挤问题。不仅使高速公路行驶车辆的速度下降，还降低了交通运输能力。在大幅降低车辆行驶速度的同时，还导致道路运输能力下滑。根据相关调查结果，一些高速公路路段存在车流量超负荷问题。究其原因，与工程建设阶段设计标准要求较低有关，无法满足当前地区发展对道路服务水平的需求，在一定程度上阻碍了所处区域经济发展。为解决此问题，工程建设者对现有双向四车道进行加宽扩建。预计将目标路段加宽为双向八车道，整体式路基宽度增加到42m。

3 高速公路软土路基加宽工程的施工要求

本高速公路工程原为双向四车道，为缓解交通压力大、解决交通量增加带来的一系列问题，现扩建为双向八车道。其中，整体式标准路基宽度为42m，两侧分离式路基宽度为13.5m。具体软土路基加宽方案，如表1 所示。

表1 路基加宽方案要求

4 高速公路软土路基加宽工程施工技术的实践策略

4.1 路床施工处理技术

4.1.1 路床处理。根据工程所处交通量情况确定工程路床厚度为120cm，调整路床与路面各层间组合形式，路床部位的土质填料需要掺入适量石灰与水泥。具体工程量为：30cm 上路床掺灰6%，90cm 下路床的上部50cm 掺灰4%，其余40cm 无处理。此外，为解决新旧路基不均匀沉降问题，30cm 低路段上路床掺灰6%，90cm 下路床掺灰4%。上述处理措施运用，能够对路基的稳定性进行整体提升[1]。

4.1.2 路基压实度控制技术。由于压实度会对新旧路基结合部位的稳定性造成极大影响，为控制差异沉降问题出现，进而强化路基结构的稳固效果，应按照如表2 所示要求，进行拼接段路床的压实度控制。

表2 路床土最小强度与压实度控制目标

4.2 新旧路基拼接施工技术

高速公路的改扩建施工过程，需将结合部位的开裂问题作为重点控制对象，即严格按照施工建设要求，采用台阶开挖与削坡方式来完成路基加宽作业。此过程，为强化新旧路基拼接质量，避免纵横向裂缝与错台病害出现。路基填筑施工操作前期，应对旧路路基进行削坡施工处理，而后再进行开挖台阶作业，这里的削坡厚度为30cm。台阶开挖施工，应遵循自下而上原则，充分利用旧路堤，因土方工程量较少，所以，应控制好台阶与加宽部位路基压实度的一致性。按照高速公路改扩建施工作业要求，保留旧路基。此外，台阶开挖的底面，应沿着偏道路中心部位进行，以提高夯实作业质量效果。在严控施工厚度的情况下，对各项参数进行检测，以最大限度地保证新旧路基的拼接质量[2]。

因旧路路基工程采用的填料为粉质黏土与砂土，为解决填料黏聚力不够问题，应对改扩建加宽台阶的尺寸进行调整，即高度为66.7cm 高、宽度为100cm。当加宽施工作业完成，就可开展新旧路基的拼接填筑作业。当开挖施工到路床底面位置，加宽台阶尺寸要根据路基填筑高度的实际情况来确定，但要保证与路床厚度相比，超出100cm。如果台阶面与路床顶面之间的距离比施工参数要求小，施工技术人员应以一个单独台阶的方式进行开挖与回填路床处理。而其他部位，只需进行整体开挖。如超出此参数要求，则可开挖两个台阶。路基填土的高度控制工作，应按照以下三种路基拼接施工情况进行处理。

低填路段施工：30cm 削坡、开挖台阶、回填石灰土4%、铺设土工格栅。

4m 以下路基填土施工高度的一般路段施工：30cm 削坡、台阶开挖、填筑、最后一级台阶铺设高强土工格室、上路床底部铺设HDPE 土工格栅。

4m 以上路堤填土施工高度的一般路段施工：30cm 削坡、台阶开挖、填筑、最后一级台阶铺设高强土工格室、分别对上下路床底部铺设HDPE 土工格栅。

4.3 冲击碾压施工技术

为提升高速公路软土路基加宽工程施工质量，应将控制纵横向裂缝与错台现象发生作为重点工作内容。在进行路基基底冲击碾压施工作业过程，应按照设计要求，将行驶速度控制在每小时12～15km 范围内。压实遍数为20 遍，且结合周边设施环境做好防护处理。对于在4m 以内的填土高度，只需对高速公路软土路基的基底进行冲击碾压处理。当填土高度超过4m，间隔应设置为2m。在施工设备方面，应采用重型冲击式压路机对冲击碾压作业目标进行补压处理，具体碾压遍数为20 遍。填筑作业至下路床底标高位置后，也要开展20 遍补压施工处理。此过程，应做好冲击碾压水平安全距离的控制。

4.4 特殊路基处治技术

对于高速公路原有路基沉降与路段加宽施工方案不符情况，应按照实际勘查结果进行科学合理处置。经勘查，目标加宽路段的地质条件为：粉砂、黏土、粉土等，使得施工作业面临承载力不够和天然含水量在液限以下约为23.7% 的问题。上部土层地基的承载能力也不高，仅为100kPa。这些问题均大幅降低路基结构作用于高速公路运营的稳定性。为此，需着重特殊路基路段的沉降控制。处置技术人员应按照高速公路建设情况确定沉降控制目标。处置后路基沉降控制年限大于15年；经加宽路基沉降，除了要对桥头部位进行控制，还要保障通道与涵洞部位沉陷在10cm 以内；其余路段则要控制在15cm 以内。

此外，为进一步保证加宽路基结构的稳定性，且消除差异沉降影响，应采用先计算沉降的方法。对无法满足上述沉降控制要求的情况，应先进行浅层路基的换填。黏性土填料应选用4%的石灰土材料；如路段为砂性土，则应选用3%的水泥土作为填料。当浅层换填仍无法满足沉降控制要求，则可通过桩处理来强化施工处置效果。值得注意的是，当施工处置部位特殊，如通道与涵洞等，为对其形变进行有效控制，可通过CFG 桩施工方法，以使其成本低廉、施工方便以及适用性强等特点充分发挥出来，可在工程建设中进行广泛运用。

4.5 CFG 桩施工技术

首先，放线。基于此，把桩放置于周边地区交汇部位，打入地下后根据桩位布置图对桩位进行铺设确定。此过程，要对桩位中心点位置进行设置，即在找准定位的情况下，运用钎子插入地下，并在周边撒上灰线进行标记。对于桩位的偏差应控制在2cm 以下。

其次，成孔。放线施工完毕后，通常使用长螺旋钻机对CFG 桩进行成孔处理。钻进作业速度要保持均匀。设备工具为螺旋钻，以避免螺旋孔出现。此外，施工应对孔深进行标注，并将深度误差控制在0.1m 以下,垂直度偏差控制在1%以下[3]。

再次，混凝土灌注。采用连续灌注混凝土作业方式，当灌注至桩顶应根据既定规范要求进行浇筑处理。值得注意的是，压灌混凝土时，要把提钻高度严格控制在25cm 以下。

最后，清土与剔桩。对多余的混凝土完全铲除。剔桩作业在成桩5 天后进行，且采用小型机械设备，以避免对地基土造成扰动。

5 结语

综上所述，应结合原有高速公路的路基结构作用情况开展加宽施工处理工作。如此，不仅能够提升加宽施工处理技术应用的有效性，还能保证工后的沉降控制效果达到预期。工程建设者应从长远角度出发，做好高速公路所处地质条件、病害问题的勘查工作，以为后续加宽施工处置措施的运用提供便捷的技术支撑。