鄭 崇，李西勇

(中交一公局公路勘察設(shè)計院有限公司)

1 引言

隨著公路建設(shè)的快速發(fā)展，在不同環(huán)境和地質(zhì)條件下修建的高等級公路越來越多，因此在公路施工中，經(jīng)常會遇到各種特殊路段，而作為公路組成部分的路基，是影響公路質(zhì)量及使用安全性的重要因素之一，路基的強(qiáng)度及穩(wěn)定性直接影響著公路的穩(wěn)定性，因此在施工中需采用合理的措施對特殊路段的路基進(jìn)行處理，改善路基條件，保證公路施工的質(zhì)量。目前常見的特殊路段的路基有地質(zhì)條件差的軟土地基，填挖或半填半挖交界段路基，深挖路塹段路基等。以實際工程為背景介紹幾種常見特殊路段路基的處理技術(shù)。

2 工程概況

2.1 概況

灤海公路工程位于灤南境內(nèi)，路線起自灤南縣東北部長凝鎮(zhèn)張魯莊，止于柳贊鎮(zhèn)入口，采用雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計速度為80km/h，為一級公路。路基寬度為26m，行車道寬2×(2×3.75)m，中間帶寬4m，硬路肩寬2.75m，土路肩寬0.75m。公路由主線和連接線組成，主線起點(diǎn)樁號為K0+000，終點(diǎn)樁號為K51+351.769，全長51.346679km，連接線起點(diǎn)樁號為ZK11+47.182，終點(diǎn)樁號為ZK13+182，全長2.14818km。

路基橫斷面如圖1所示。

圖1 路基橫斷面

2.2 工程地質(zhì)

工程經(jīng)過區(qū)域地貌屬于平原地貌。有洪積沖積平原，沖積平原，緩崗、沙丘、自然堤，海積平原，整個地形起伏不大。根據(jù)地貌單元和工程地質(zhì)特征，路線段可劃分為2個工程地質(zhì)區(qū)。

(1)一般沖洪積平原工程地質(zhì)區(qū):位于K0+000～K39+500，長度約39.5km。屬較好工程地質(zhì)路段。主要工程地質(zhì)問題為砂土液化，需采取抗液化措施進(jìn)行處理。

(2)沖海積軟弱地基工程地質(zhì)區(qū):位于K39+500～K51+485(終點(diǎn))。長11.985km。屬軟弱地基路段，應(yīng)采取地基固結(jié)加固處理措施，提高地基承載力。

3 特殊路段路基處理及施工技術(shù)

3.1 軟土地基處理

灤海公路沿線不良地質(zhì)主要以軟土、淤泥、膨脹土為主。部分路段因長期受水浸泡，形成土質(zhì)為含淤泥質(zhì)粘土、淤泥，高液限可塑狀粘土的軟土路段，主要分布于河谷邊緣、溪溝底部，以及山間洼地、水田、果園地等地段。水田段厚度一般為0.4～0.5m，局部坑塘地段厚度1～2m。該土層力學(xué)強(qiáng)度差，含水量大，為高壓縮性土，不能作為路基填料。因該路段軟土厚度較薄，均需采用透水性良好的天然碎石、石渣(硬質(zhì)巖)及碎石土等置換。

(1)潮濕(過濕)段處理

路線部分經(jīng)過水田、芭蕉地等路段，其地表30～50cm為腐殖土，含水量較高，壓縮性大，土質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)差，難以達(dá)到路基壓實度要求。

處理措施:清除表層腐殖土，換填30～50cm中粗砂、碎石、石渣、碎石土等水穩(wěn)定性好的材料。

(2)水(漁)塘路段處理

沿線水(漁)塘底部有0.4～2.0m左右的淤泥，其腐殖質(zhì)含量較高，壓縮性大，土質(zhì)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)差，難以達(dá)到路基壓實度要求。

處理措施:在路基填筑前應(yīng)視具體采取圍堰、排水、清淤、換填透水性材料(如碎石土、山皮土、碎石、天然砂礫等)進(jìn)行處理。

3.2 填挖交界段路基處理

為了保證填挖過渡段路基、路面的整體穩(wěn)定和強(qiáng)度，減少不均勻沉降，當(dāng)?shù)孛鏅M坡或縱坡陡于1∶5時，路基底部自底面線應(yīng)開挖寬度不小于2.0m的臺階，并以4%的橫坡向內(nèi)側(cè)傾斜。臺階處壓實度提高2%。對于橫向填挖交界處，當(dāng)填方部分不足一個行車道時，應(yīng)超挖至少一個行車道寬度。圖2與圖3分別為填挖交界處理的平面圖與斷面圖。

圖2 填挖交界處理平面圖

圖3 填挖交界處理縱斷面圖

(1)縱向填挖交接處。挖方段10m范圍路槽底部超挖80cm，當(dāng)?shù)孛婵v坡陡于1∶2.5時，在超挖路床底面及頂面各鋪設(shè)一層與路基同寬度，長20m的土工格柵(填方、挖方段各為10m)，格柵均采用Φ8U型鋼筋釘固定，縱橫間距為2.0m，同時填挖交界處設(shè)置長度不小于6m的過渡段。

(2)橫向填挖交界處。地面橫坡陡于1∶2.5時，挖方路槽底部超挖80cm并在超挖底面、路床頂面各鋪設(shè)一側(cè)寬度不小于6.0m的土工格柵(填方、挖方段各3m)，格柵均采用Φ8U型鋼筋釘固定，縱橫間距為2.0m，同時填挖交界處設(shè)置長度不小于6m的過渡段。

(3)填挖交界路基挖方段應(yīng)全幅進(jìn)行路床處理，為減少路基縱向不均勻沉降，處理長度向填方延伸5m，并向挖方側(cè)挖不小于10m長后再回填，厚度從路床頂面下150cm漸變至路床頂面下80cm，并按路基施工規(guī)范要求分層碾壓，壓密度不小于96%。在填挖交界處應(yīng)鋪土工格柵，第一層鋪設(shè)于路床頂面，第二層鋪設(shè)于路床頂面下1.5m處，格柵采用雙向型，抗拉強(qiáng)度≥40kN/m，雙向延伸率應(yīng)≤3%。

3.3 高、陡邊坡路堤與深挖路塹段處理

工程位于微丘區(qū)，局部路段由于地形復(fù)雜，填挖高度大，坡度陡。根據(jù)地基土的土質(zhì)類別、層位、厚度、分布特征和物理力學(xué)性質(zhì)以及地下水埋深、地基土承載力等進(jìn)行綜合分析計算，各段穩(wěn)定性均符合要求，不需做特殊處理，可按普通填挖方進(jìn)行防護(hù)設(shè)計。

(1)高、陡路基處理

①改善基底條件。通過分析計算，對于填土高度較高，地基強(qiáng)度不足以承載路基的路段對基底進(jìn)行換填開山石渣等粗粒料。

②路堤加筋措施。對高邊坡路堤，在原地面邊坡陡于1∶2.5部位順臺階各鋪設(shè)一層土工格柵，目的是為了增加路堤本身的整體穩(wěn)定性，同時可以起到擴(kuò)散應(yīng)力的作用，使地基受力、沉降更為均勻。

③設(shè)置支擋構(gòu)造物。對于地面橫坡陡于1∶2.5的陡坡路堤，除對原地面開挖臺階并設(shè)置土工格柵外，根據(jù)地形、地質(zhì)條件以及路基穩(wěn)定性計算結(jié)果，在路基坡腳設(shè)置路肩墻等支擋構(gòu)造物。

④加強(qiáng)排水設(shè)施及邊坡防護(hù)設(shè)計。

⑤施工中應(yīng)注意觀測路堤填筑過程中或以后的地基變形動態(tài)，對路堤施工實行動態(tài)監(jiān)控，以確保路基安全。

(2)深挖路基處理

挖方高邊坡設(shè)計將采用施工監(jiān)測、信息化動態(tài)設(shè)計方法進(jìn)行。設(shè)計時需根據(jù)巖土體類型、成因、性狀、風(fēng)化程度、主要結(jié)構(gòu)面、氣象、水文地質(zhì)條件以及必要的巖土體物理力學(xué)指標(biāo)，通過采用工程地質(zhì)類比法、極限平衡法以及數(shù)值分析法等進(jìn)行綜合分析與計算。其中對于巖質(zhì)邊坡，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)面以及節(jié)理裂隙調(diào)查，通過邊坡總體穩(wěn)定性評價、剛體極限平衡及有限元法綜合評價，對不同的邊坡采用有針對性的方案。

①土質(zhì)邊坡的局部滑塌。沿線的土質(zhì)邊坡主要為膨脹土和弱膨脹土，降雨入滲后，土體吸水軟化自重增加，導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度降低，極易引起邊坡土體產(chǎn)生滑塌。處理措施:對一般路段考慮通過放緩邊坡，對高邊坡采用骨型骨架防護(hù)。

②巖質(zhì)邊坡的崩塌、碎落。沿線部分路段巖石節(jié)理裂隙比較發(fā)育，巖體較為破碎，在路基開挖后巖體風(fēng)化速度加快，而且容易造成巖體地表水的下滲和節(jié)理面含泥夾層遇水軟化、抗剪強(qiáng)度降低，受幾組不利節(jié)理面的共同影響，巖體容易產(chǎn)生楔形體破壞而產(chǎn)生崩塌、碎落等病害。處理措施:提前清理坡面危石，放緩邊坡、必要時設(shè)置坡腳擋墻等措施進(jìn)行防護(hù)。

3.4 新舊路基銜接處理

舊路作為新路的路基部分，當(dāng)舊路路面標(biāo)高位于新設(shè)計的路床頂面以下時，舊路直接作為路基使用;當(dāng)舊路路面標(biāo)高位于新設(shè)計的路床頂面以上時，舊路表面超挖至設(shè)計路床頂面以下30cm，用挖除舊路面的材料填筑，另外新修部分壓實度要提高2%。

舊路基加寬時，在原有路基開挖寬度不小于1.0m的臺階，并以4%的橫坡向內(nèi)側(cè)傾斜，注意分層壓實，臺階處壓實度提高2%。當(dāng)舊路基加寬拼接寬度小于0.75m時，應(yīng)超挖原有路基或超寬填筑。

舊路基加寬部分基底處于水田、水(漁)塘等不良地質(zhì)段，還需先采取清淤換填處理，并做好邊坡防護(hù)。

灤海公路新舊路基銜接橫斷面如圖4所示，施工時應(yīng)注意以下兩點(diǎn)。

圖4 新舊路基銜接橫斷面圖

(1)施工前沿舊路邊坡法向清表30cm厚，然后沿清表后的邊坡由下往上開挖臺階，臺階寬度為120cm，向內(nèi)傾坡度為4%。

(2)路基底鋪設(shè)土工格室，如圖5，路基填土高度大于3m時在(H-1.4)/2處加鋪一層土工格室，土工格室伸入新路基的長度為2.8m。土工格室采用高強(qiáng)土工格室:延伸率≤15%，抗拉強(qiáng)度≥120N/cm，網(wǎng)格尺寸為25cm×25cm，格室高度為5cm，在鋪設(shè)土工格室時，均勻張拉，用U型鋼固定。

圖5 土工格式平面布置圖

4 結(jié)語

特殊路段的路基處理是保證山區(qū)公路路基路面使用壽命和穩(wěn)定性的重要前提，采用何種處理技術(shù)是設(shè)計需考慮的內(nèi)容之一。合理的處理措施需要根據(jù)地形地貌、土質(zhì)材料等綜合考慮，合理布局，因地制宜地選擇合理、經(jīng)濟(jì)的工程措施，確保公路的穩(wěn)定、安全和高效運(yùn)營，同時使公路建設(shè)與環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)，保持生態(tài)環(huán)境的相對平衡。灤海公路特殊路段的路基處理技術(shù)可為相似公路工程特殊路基處理提供經(jīng)驗借鑒。

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