摘要：在老路加宽施工中，特别是软弱地基路段，新路基和老路基之间存在不均匀沉降的问题，如果控制不当，会导致路基发生纵向或者横向裂缝，从而影响路基施工质量和使用寿命。基于此，本文结合工程实例，探究软弱地基上老路加宽的路基设计方法，希望对今后同类工程施工有一定的借鉴和参考。
关键词：软弱地基；老路加宽；地基沉降；路基稳定性
引言
在“十三五”规划中提出，公路老路加宽加铺改造的相关规范和标准，老路加宽的提升公路等级和改善路网结构有重要意义，同时也是区域经济发展的必然需求。在软弱地基上老路加宽施工时，容易发生新旧路基不均匀你沉降问题，影响公路运营质量，甚至会提升交通事故发生的概率。因此，如何提升加宽路基的强度、新旧路基整体稳定性、加固补强旧路路基等是软弱地基上老路加宽设计和施工中面临的主要问题。
1.工程概述
包头市110国道道路加宽工程，全长168.42km，原设计时速为100km/h，路基宽度为24.5m，属于标准的双向四车道。改建后的设计时速同样为100km/h，但要加宽到双向八车道。其中软弱地基段总长度为64.73km，建设条件复杂，并且控制因素众多，需要从地基沉降及稳定性分析、老路加宽路基设计的方案比选、加宽路基处理的措施、路基衔接设计、回填材料的控制等方面同时入手，才能提升老路加宽后路基的稳定性。
2.地基沉降及稳定性分析
本次老路加宽的特点为：1）道路等级比较高，车流量比较大，为双向八车道；2）老路运营超过15量，路基基本趋于稳定；3）属于软弱地基，附加荷载导致改建后路基的沉降量比较大；4）交通量比较大，需要边通车边施工，进一步增加了施工的难度。
根据本次旧路加宽工程特性而言，在路基设计前，需要对地基沉降和路基稳定性进行全面综合分析，从而为地基处理提供参考依据和理论指导。在地基沉降和路基稳定性分析中主要参考依据为《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》【1】。
就案例工程而言，在稳定性分析时应用了圆弧条分析法，施工中验算时则采用了总应力法进行合理性，加宽后的稳定性采用有效固结应力法进行分析。合成材料中的拉筋作用则按照圆弧稳定分析法中增加一个拉力的办法进行考虑，具体做法为：以加筋力水平力来滑动土体，然后计算出路基的稳定性和实际加筋层数。
在不均匀沉降分析过程中，由于老路基的沉降已经趋于稳定，则通过分层总和法就能计算出新加路基的地基沉降量，沉降标准为：老路加宽后沉降量小于10cm。
3.旧路加宽路基设计方案比选
在软弱地基上老路加宽的路基处理中，可用方案比较多，不同处理方案的优缺点和适用条件各不相同，需要根据工程特点、路基稳定性、沉降量等实际参数来选择与之相适的设计方案。常用的软弱地基处理桩型有三种，具体情况应用情况如表1所示：
表1 软弱地基处理桩型应用效果表
从表1中可以，三种桩型对比，预应力管桩处理更加适合本次工程施工。
4.旧路加宽路基处理的措施
4.1桥梁台后路路基处理
在软弱地基上老路加宽中，针对高架桥、匝道桥、地面桥台的后段施工，主要采用预应力管桩进行路基处理，为满足施工需求，预应力管桩的管径为40cm，管壁为65mm。为进一步提升处理效果，提升路基的承载力和抗变形能力，需要在管桩上设置120X120X30cm的桩帽，并在桩帽上铺设40cm厚的砂砾垫层，分层压实，每层控制在10cm左右。压实到20cm后再加铺一层钢塑格栅，将路堤荷载转移到管桩饭，进而增加预应力管桩的布设间距。根据填土高度合理调整管桩间距，控制在2.0~2.5m之间为最佳，桩的长度要深入粘土层1m以上。
4.2高填方路段路基处理
所谓高填方路段指的是回填后在1.5m以上的填筑路段，为提升路基处理效果，在软弱地基和老路的地面快车道上，采用比较经济的搅拌桩进行处理，桩径为50cm，长度为13.3m，在搅拌桩施工中每延米水泥重量为55kg，为普通硅酸盐水泥，桩基尽量布置成梅花桩形式，并顶部铺设一层厚度为40cm砂砾土，做法和桥梁台后路路基处理相同【2】。
4.3低填方路段路基处理
低填方路段指的是回填高度小于1.5m的路段，就案例工程而言，低填方路段上的辅道、匝道等都位于老路面之外。因此，在高架桥施工时要尽量改道行驶，并开发交通，促使车辆对路基进行预压处理，提升路基不均匀沉降效率。
5.路基衔接设计
在软弱地基上老路加宽的路基设计中，为在确保路基施工质量的基础上，降低施工成本，需要过了老路加宽施工现场实际情况，在不同路基和路段选择与之相适的处理方法。但不同地基处理处理方法的工艺、性能、使用材料等不尽相同，需要切实做好路基之间的衔接过渡施工质量，才能提升施工质量。具体而言，可以从以下两个方面入手：
第一，严格控制后台管桩和水泥搅拌桩过渡处理质量。为最大限度上降低桥台和路基的沉降差，在软弱地基处理时，管桩要深入粘土层1m以上。此外，水泥搅拌桩的标准桩长要控制在14m左右。为降低沉降差异对老路加宽质量的影响，在管桩布置时，从前后到后桩长逐渐减少，减少量控制在1~1.5m之间【3】。此外，在路基交界处顶面8~10m范围中，每加铺30cm设置一层土工格栅，然后采用堆载预压法降低不均匀沉降对施工质量的影响，具体施工示意图如图1所示：
图1 台管桩和水泥搅拌桩过渡处理结构示意图
第二，提升搅拌站和低填方路段过渡处理质量。为有效降低桥台和路基之间的沉降差，在搅拌站排列时，从前到后，逐步减少桩长，减少量控制在0.4m~0.6m之间。在路基交界位置顶面18~20m的范围中，每隔30cm铺设一层土工格栅，并用堆载预压法逐步降低沉降量。
6.回填材料的控制
6.1台后路基回填材料控制
台后路基回填是老路加宽路基设计和施工的主要内容，为提升路基施工质量，在回填时要尽量采用谁稳性比较高的材料，再结合路基施工实际情况，选择继配碎石进行回填，碎石粒径最大不能超过4cm。台阶开挖是台后路基回填的主要工作，台阶开挖宽度控制在1m左右，高度为1m。为避免积水，台阶顶部要做成2%~4%的内倾斜坡【4】。
6.2承台四周回填材料控制
本工程在承台下方设置了双排6根D1200钻孔灌注桩，钻孔深度进入基岩1.2m以上，产生的沉降量比较小，甚至可以忽略不计，但承台四周路基必然会发生沉降。为降低二者之间的沉降差，在基坑开挖时要尽量避免发生超挖现象，松动部分要及时清除，避免破坏基层土结构。承台附近1m范围中要采用继配碎石进行回填，然后采用小型打夯机分层夯实，夯实密度不能低于设计标准。
结束语
综上所述，本文结合工程实例，探究了软弱地基上老路加宽的路基设计，探究结果表明，在老路加宽路基处理中，可用的方案比较多，不同路基处理方案有其独特的优缺点和适用条件。在选择治理方案时，要综合考虑工程地质条件、道路使用要求、周围环境的影响等，在路基设计时需要从地基沉降及稳定性分析、老路加宽路基设计的方案比选、加宽路基处理的措施、路基衔接设计、回填材料的控制等方面同时入手，才能提升旧路加宽路基设计效果。
参考文献：
[1]尹小萍.谈老路加宽工程中差异沉降的防治[J].安徽建筑，2018，24（01）：162+221.
[2]岳军委.洛三高速渑池服务区至义马互通段改扩建工程加宽方案研究[J].西南公路，2017（04）：2-5.
[3]李晋禹.天然地基上老路抬高加宽公路工程变形分析[J].工程与建设，2017，31（06）：719-722.
[4]董耀群.老路改建中路基加宽处不均匀沉降有限元研究[J].城市道桥与防洪，2015（05）：35-38+9.
论文作者:王子路
论文发表刊物:《基层建设》2018年第36期
论文发表时间:2019/1/21
标签：路基论文; 老路论文; 地基论文; 软弱论文; 稳定性论文; 路段论文; 工程论文; 《基层建设》2018年第36期论文;