羅肇劍

摘 要：陽茂高速改擴建工程的軟基路段，軟土賦存狀況主要為淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)細砂等，軟土埋深最大為11.5 m，對于埋深超過4 m的深層軟基，舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)法，擴建時此部分段落比較難控制的是擴建填土引起老路的附加荷載，從而導(dǎo)致老路發(fā)生新的沉降。因此，合理確定舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)法的拼寬路段拼寬軟基處理進入舊路邊坡的范圍，避免老路發(fā)生新沉降導(dǎo)致老路路面開裂，成為本項目改擴建工程成敗的關(guān)鍵點之一。通過研究，深層軟基路段拼寬軟基處理采用管樁，新舊路基結(jié)合部分采用剩余未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制在4 m進行處理，避免了舊路的新沉降過大導(dǎo)致的舊路面開裂，有效的保持了舊路的穩(wěn)定性，提高了拼寬軟土地基處治的工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：改擴建工程;舊路軟基排水固結(jié)處理;拼寬軟基處理;舊路新沉降控制

中圖分類號：U416.1 文獻標(biāo)識碼：A

1 緒論

隨著廣東省和廣西北部灣經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，粵西與珠三角、廣西北部灣的聯(lián)系愈加密切，車流量越來越大，陽茂高速服務(wù)水平普遍在四級以下。為有效緩解粵西的交通出行壓力，提升通行能力和服務(wù)水平，進一步打通粵西連接珠三角的交通大動脈，陽茂高速“四改八”改擴建工程于2018年正式啟動。由于陽茂高速地處沿海，其軟土賦存狀況及性質(zhì)復(fù)雜、孔隙率大、含水量高、有機質(zhì)含量高，由于路基填土較矮，一般不超過8 m，以不大于6 m填土為主，舊路深層軟基處理主要采用袋裝砂井排水固結(jié)法進行處治。新路拼寬段軟基處理一般主要采用就地固化、高壓旋噴樁、預(yù)應(yīng)力管樁、碎石換填、水泥攪拌樁等方法。其中3 m以內(nèi)通常采用換填法，因其施工工藝簡單、質(zhì)量較易控制，超過3 m的，為確保老路在通車條件下的穩(wěn)定性，一般采用復(fù)合地基法。為減少改擴建期間對舊路通行水平的影響，一般改擴建工期均控制得較為嚴(yán)格，另外廣東尤其是粵西地

區(qū)雨期長、雨量大，因此路基施工窗口期一般都較為短暫，且根據(jù)現(xiàn)場清表、水泥攪拌樁、素砼樁試樁發(fā)現(xiàn)深層軟基路段老路水溝外存在舊路的施工便道，便道內(nèi)片石含量高，水泥攪拌樁、素砼樁施工機械難以鉆進，最終確定深層軟基路段拼寬軟基處理采用預(yù)應(yīng)力管樁，以保證施工工期和施工質(zhì)量。

深層軟基路段為減少拼寬引起的老路附加荷載，若全部挖掉舊路邊坡將管樁處理覆蓋全部拼寬范圍，需要采用鋼板樁支護，造價太高，且由于老路在通車，存在安全隱患，因此拼寬部分填土仍有部分未能被管樁覆蓋，此部分填土?xí)鹄下返母郊雍奢d，導(dǎo)致老路發(fā)生新沉降，新沉降過大時會引起老路開裂。如何解決這個問題，成為本項目擴建的關(guān)鍵技術(shù)之一。

2 工程概況和軟基特點

2.1 工程概況

陽茂高速公路起自陽東縣白沙鎮(zhèn)陽江林場，接在建的開平至陽江高速公路，止于電白縣觀珠鎮(zhèn)，接在建的茂名至湛江高速公路觀珠至坡心段，路線全長79.7 km，全線采用兩側(cè)加寬為主的雙向八車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度采用120 km/h，老路整體式路基寬28 m，擴建拼寬后整體式路基寬度42 m。

項目沿線位于低山丘陵與沿海平原之間的臺地和低丘陵區(qū)，以臺地地形為主，間夾沖積平原或谷地，地形起伏不大，海拔高程一般小于100 m。本路段地層較為簡單，主要為第四系地層、寒武系地層及燕山期花崗巖。沿線特殊性巖土主要為軟土。

2.2 軟基特點

根據(jù)擴建地質(zhì)鉆探檢測及相關(guān)室內(nèi)試驗得出，舊路基下的軟土層天然含水量、孔隙比、剪切強度等液限指數(shù)、壓縮系數(shù)等物理力學(xué)指標(biāo)整體上相對于擴建側(cè)自然地面下的軟土工程性質(zhì)略有提高。在老路路基附加應(yīng)力的作用下，老路基下軟土層較路基外側(cè)軟土層固結(jié)度更高。全線老路原地基根據(jù)軟土厚度、面積、地形等情況分別采用了清淤換填、袋裝砂井排水固結(jié)法等處理方式，經(jīng)過多年的自然沉降、車輛荷載壓實和精心養(yǎng)護，目前舊路路基整體穩(wěn)定;由于采用DCG工法對橋頭跳車部位進行注漿頂升處理，頂升后路面平整度小于1 cm，處理效果良好，目前全線無橋頭跳車現(xiàn)象。

3 處治方案

3.1 拼寬軟基處理方案控制要點

陽茂高速擴建拼寬路段軟基主要采取了換填、超載預(yù)壓、管樁等處治方式，根據(jù)地質(zhì)鉆探結(jié)果和舊路周期性的路基監(jiān)測結(jié)果看，舊路基軟基沉降路段已基本穩(wěn)定。但擴建拼寬時容易擾動舊路基，且拼寬部分填土?xí)鹄下返母郊雍奢d，導(dǎo)致老路發(fā)生新沉降或新舊路沉降不一致，嚴(yán)重時會導(dǎo)致路面開裂，直接影響著改擴建的施工質(zhì)量和道路行車安全，影響擴建工程的施工工期。因此必須科學(xué)選擇拼寬路基軟基處理方式，尤其是舊路采用袋裝砂井排水固結(jié)處理路段，要注重控制拼寬引起的老路附加荷載，避免老路新沉降過大導(dǎo)致路面開裂。

3.2 深層軟基路段拼寬處理設(shè)計

本項目舊路深層軟基路段舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)，袋裝砂井直徑7 cm，間距1.2 m，梅花狀布置，此部分段落目前舊路路基工后沉降趨于穩(wěn)定，未見明顯的差異沉降。類似的已擴建完成參考項目佛開高速擴建，舊路軟基處理采用袋裝砂井排水固結(jié)路段，拼寬未被復(fù)合地基樁體覆蓋的填土水平寬度為3.6 m，本項目軟基較佛開擴建淺，填土高度與佛開高速擴建基本一致，為減少二次施工平臺，深層軟基路段本項目拼寬未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制為4 m。

3.2.1 深層軟基路段典型拼寬斷面沉降計算

拼寬未被管樁覆蓋部分的4 m水平填土引起的老路附加荷載按照三角形分布條形荷載，采用弗拉曼公式計算，附加荷載引起的老路新沉降采用《公路軟土地基路堤設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》JTG/T D31—02—2013推薦的分層總和法計算，新沉降計算暫不考慮老路軟基固結(jié)情況，典型斷面概況及老路二次附加沉降計算結(jié)果見表2、表3。

根據(jù)上述計算結(jié)果，本項目拼寬未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制為4 m時，引起的老路附加沉降橫坡差值最大為0.16%，滿足《高速公路改擴建設(shè)計細則》JTG/T L11—2014 中擴建引起的老路橫坡差值不大于0.5%要求，所采用的技術(shù)指標(biāo)是恰當(dāng)?shù)?，能夠避免拼寬引起的舊路開裂。

3.2.2 典型拼寬斷面施工監(jiān)測情況

為驗證深層軟基路段拼寬軟基處理效果，本項目通過埋設(shè)舊路土路肩沉降釘對其沉降進行了監(jiān)測，老路由于處于保通狀態(tài)，未設(shè)沉降觀測點。典型斷面的老路土路肩監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：

監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，老路填土完成后100天左右，老路土路肩的沉降趨于穩(wěn)定;老路土路肩的監(jiān)測沉降數(shù)據(jù)均小于理論計算值;現(xiàn)場觀測老路路面未出現(xiàn)裂縫。

4 結(jié)論

（1）本項目舊路深層軟基路段采用袋裝砂井排水固結(jié)處理，擴建拼寬時未被管樁覆蓋部分的水平填土寬度控制為4 m，經(jīng)過約2年的加載期，目前老路典型斷面的實測土路肩沉降最大值為12.4 mm，施工過程老路路面未出現(xiàn)開裂情況，處理效果良好，既滿足規(guī)范要求，節(jié)約了造價，又保證了路基拼接質(zhì)量，值得類似的擴建工程拼寬軟基處理借鑒。

（2）目前典型斷面的實測老路土路肩沉降已趨于穩(wěn)定，最大沉降斷面K3301+165實測沉降為12.4 mm，該斷面不考慮老路軟基固結(jié)情況的計算理論老路土路肩沉降為19.4 mm，按照目前的實測數(shù)據(jù)反算老路軟基固結(jié)度為36%，與擴建前老路整體穩(wěn)定，路面裂縫極少，未見橋涵位置跳車情況矛盾，對于老路軟基采用排水固結(jié)處理時，老路軟基的固結(jié)程度，擴建對老路的軟基處理影響程度，仍值得進一步研究。

（3）對于舊路深層軟基路段采用排水固結(jié)處理的路段，擴建時，拼寬部分軟基處理應(yīng)優(yōu)先考慮采用復(fù)合地基，減少擴建對老路的附加荷載;擴建拼寬時未被復(fù)合地基覆蓋部分的水平填土寬度控制為拼寬軟基處理的關(guān)鍵，應(yīng)先進行理論計算，在滿足規(guī)范沉降要求的前提下，選擇經(jīng)濟的控制寬度。

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