摘要：交通量的不断提升，使很多已建成的高速公路需要进一步地扩建。若高速公路位于软土地基之上，则需要对路基相应的稳定性以及沉降等问题进行重点考虑，这便提升了扩建工程的难度。
关键词：软土地基；高速公路；扩建加宽；关键问题
引言：
近年来，高速公路得到很好地建设，其通车里程提升较快。但受到诸如建设思想以及技术能力等的制约，部分已修建的公路无法满足通车量的各项需求，还有的发生了道路病害等，严重影响了公路业的进一步发展。
一、高速公路软土路基扩建加宽存在的问题
基于目前实际情况来看，高速公路路基扩建加宽工作在我国尚处于初期阶段，不具备完善成熟的操作经验可以参考，其中涉及到的法律规范内容也较少，并且软土路基高速公路的路基扩建加宽与普通公路建设又具有明显区别，容易受到各种条件因素的制约，那么再利用普通公路的设计理念和方法来解决路基扩建加宽过程中存在的问题是非常困难的。由此可知，针对高速公路软土路基的扩建加宽工作展开有效研究分析是有一定必要性的。同时，由于我国地大物博，土地广阔，因而基于不同地域范围的地质情况又具有较大区别。其中，在我国东部沿海区域，软土路基所占面积较广，因而为顺利解决其面临的软土路基高速公路扩建加宽问题，相关工作人员必须要首先考虑到扩建期间的新老公路融合问题及二者之间的互相影响。具体包括以下两方面：第一，建成的高速公路在经过长期运行已逐渐形成了基础性沉降，这时如果在其两侧位置进行扩建填筑，新填筑的土方结构和通车后的汽车荷载势必引起老路基产生新的沉降，并在新老路基间产生差异沉降，如果新老高速公路之间的沉降差距较大，就会导致目前高速公路软土路基运行又出现新的病害现象，不利于高速公路的健康运营。第二，新老高速公路路基之间的有效衔接也是路基扩建加宽需要重点考虑的一项问题。因而需要对新老高速公路的差异沉降进行准确计算，并尽可能采用合理的软土路基处理方法和先进的新老路基衔接技术，有效解决软土路基高速公路扩建加宽工程面临的技术难题。
二、高速公路路基扩建面临的困难以及扩建的必要性
我国向来以地大物博闻名于世，但地域过于辽阔所带来的负面影响就是各地的地质差别巨大，尤其是在东部，软土地基的范围十分广泛，面对软土地基密布这种情况，我们在高速公路路基扩建的过程中就一定要重视新旧路的衔接。原有的高速公路经过了比较久的使用，其地基本身就会有一定程度的下沉，在软土地基上会表现的更为明显，这时候新路的地基更旧路的地基就会有一个下沉高度的差别，若是不经过妥善处理，就会使得衔接部分开裂甚至错位，这就会造成极大的安全隐患。我国之前修建的高速公路大部分都是采用双向四车道式，但随着我国社会经济的发展，我国主要的交通干道大概需要十车道左右的通行力，因此其中一部分的高速公路的承载力已经不能满足交通实际的运输需求，但是继续修建新的高速公路一来成本过高，二来规划困难，因此，通过加宽高速公路路基的方式增加更多车道的数量是非常有必要的。
三、对软土地基上路基进行加宽的有效方式
3.1软土地基相关处理方式的比较
一般而言对高速公路进行扩建所需时间较少，还会受到施工场地等的限制，施工时需要确保正常运输。因此，相应处理方式的选取需要进行综合比对与论证，要从旧路基情况以及地质勘查结果等方面出发，制定多个处理方案。而后有针对选取可靠性较强却快速而经济的扩建方案。
3.2设计思路与施工方式
目前对高速公路进行扩建要求提升对软土基的施工质量，而受扩建工程诸如周期、场地等的限制，扩建、加宽施工时需要重视如下问题：
首先，由于对新路基进行填土施工位于旧路基边坡，所以处理时需要进行削坡。削坡时必须进行相应的防护，可以采取快速加固的措施，在提升施工速度的同时，满足各方面的通车需求。其次，若处理地基时采取粉喷桩施工，可以通过内疏外密的形式来对桩体进行布置，从而有效降低工程量。此外，施工时必须进行排水设施的有效设置，避免开挖时路基出现坍塌情况。在施工结束之后，应对试验段进行检查，并观测其稳定动态、沉降变化等状况，实现对填筑速度的恰当控制。
四、软土路基处理方法及比较
4.1排水固结法
该方法不能有效减小地基的总沉降量，在高速公路的拼接工程中，由于老路下的地基固结已基本完成，采用排水固结法进行新拼接地基的地基处理方案易出现以下情况：（1）在拼接荷载的作用下，新老路基间产生差异沉降，在施工时导致路基开裂；（2）排水固结法施工期间两侧的堆土会对老路排水系统造成一定的影响。该方法可有效降低地下水，但工序复杂、施工周期长，不适用于工期要求紧的扩建加宽工程。
4.2复合地基法
复合地基法常用的主要有水泥搅拌桩、CFG桩、预制管桩等，处理后路基的总沉降较小，对既有道路运营影响小，尤其适合扩建加宽软土路基处理，并可通过优化桩长和桩距，有效减少工程造价。
4.3轻质材料法
轻质材料作为今年发展的新技术，通过采用轻质材料（主要有泡沫塑料和气泡轻质土）替换沙土材料，可大大降低路基荷载，从而大幅减小软土地基沉降和差异沉降，实现软基不处理或稍作处理即可满足强度要求的目的。该方法具有较好的稳定性和耐久性，施工简单，并可大大节约工程用地。
4.4强夯法处理
强夯法是利用重锤自由落下的巨大冲力能所产生地冲击波反复夯击地基土，将夯面以下一定深度地土层夯实，以提高地基的承载力和土体的稳定性，降低压缩性。由于夯击能力大，加固深度也大。对于一般的软土地基加固有着良好的效果。
五、高速公路加宽处理产生的问题分析
5.1新老路基沉降的差异
新老路基地基压缩固结时间不同，老路地基经多年荷载作用，沉降变形已经基本稳定，而新路地基在施工过程中以及竣工通车后都将有较大的沉降变形发生，因此，新老路基下的地基间将产生不均匀变形。同时，道路拓宽工程工期较短，控制工后差异沉降的难度较大。
5.2新老路基强度和刚度的差异
新旧路修筑年代不同，取土地点也不相同，因此加宽路基填筑土料与老路基填筑土料不可能完全相同。填筑材料经自身重量、路面和车辆等荷载的作用，老路基已经完全被压实，而新路基的填料虽经严格压实，仍有塑性累积变形的存在，同时，新老路基采用的施工方法和工艺不同，公路等级和标准也有很大的差异。
5.3新老路基结合部处治措施不当
新老路基结合部是拓宽工程的最薄弱部位，最容易发生路基病害。如果结合部表面土体强度不足、台阶开挖不合理以及加筋处治不当等，将会导致拓宽路基沿结合面产生滑移或蠕滑，在结合部路面产生纵向裂缝，如果工后路面排水措施不完善，路表水沿裂缝大量下渗，会加速路基的变形和失稳。
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六、对新老路基进行有效衔接的处理措施
6.1强化对土工材料的有效使用、处理
土工材料在加宽施工中较为常用，其多为土工格栅。该材料主要利用土与格栅间相互作用而发挥其加固作用。对路基进行扩建加宽施工时，若土工格栅可以得到有效使用，便能对差异沉降等问题进行预防，其原因如下：首先，该材料会加大接触面积来提升摩擦力，从而使加宽部位相关的垂直应力得到降低，使土体承载力得到提升，避免沉降发生不均匀的情况。其次，该材料能够很好地使土地得到锁定，使土体可以发挥出较高的抗剪强度，避免侧向变形。第三，若铺设土工格栅时采取水平形式，因其弹性作用会防止变形情况的出现。再加上其延展性较好，可以与路基结合使其整体结构具有很好的柔性。铺设时需要在地基得到完全处理后进行常规地拼接。同时，需要对格栅用量进行适量提高，必要时可以将筋带放入旧路基内，避免路基的沉降。此外，对基底进行铺设过程中，可以在底层设置一层，然后再于各台阶上部进行土工格栅的铺设。铺设时关键是保证其连续性，不出现断裂、弯扭折皱。
6.2提升处理软土地基质量的措施
若想实现新、旧路基的有效结合，不但要合理利用拼接方式，还需要对结合部位的地基进行有效处理。通常，可以采取旋喷桩和强夯及复合地基处理等方式，还可对打设深度、间距进行分级处理，避免沉降差等问题的产生。
6.3对边坡削坡进行合理施工
由于边坡削坡时其坡度一般很大，所以为确保安全削坡，可以分两次进行开挖来对旧路基的边坡进行处理。首次开挖坡度应比二次开挖大，开挖时需要设置好相关防护措施；开挖结束后，必须对其进行平整压实，而后再对复合地基进行处理。
6.4开挖台阶
开挖台阶需要依据相关挖设标准进行，一般按要求开挖内倾台阶，需要提升台阶数量，从而扩大新、旧路基的接触面确保二者可以有效衔接。此外，若填方位置过高，则需要逐步对其进行开挖，同时做好排水与安全防护工作。
6.5做好防水处理
开挖边坡时应注意防水施工，特别是边坡过高时，为避免雨水冲击边坡，可以通过塑料布、防水土工布等的铺设来抵御冲击，防止渗入。若施工时发生积水情况，需要采取措施及时排出积水。此外，施工时必须严禁通车，从而确保路基可以安全地铺设。
七、高速公路软土路基加宽的方法
7.1软土路基处理手段的有效选择与比较
一般在高速公路扩建加宽期间，施工周期较短，并且施工现场空间等方面也会受到一定制约，在施工过程中必须保证交通运输情况处于十分通畅状态，因而如果施工人员采取了软土路基处理手段，便要有效参考综合比较论证结果，再加上对新老路基实际情况和地质勘查等因素，提出几个切实可行的处理方案，并从中挑选出最佳方案。
7.2软土路基设计与施工方式处理
现阶段，高速公路的扩建加宽工作对软土路基设计施工提出了更为严格的标准，并且由于扩建加宽施工项目周期较短，空间有限，因而在具体扩建期间需要重点关注以下几个问题：第一，由于高速公路路基填土通常都是位于老路基边坡位置，因而在对新老路基连接处进行衔接时可以借助台阶式方法，保证其台阶宽度不得低于1m，在此基础上还要及时实行有效的防治措施，进而充分保证高速公路路基的运行稳定性。第二，在具体实行加宽处理时，施工人员还可采取边坡增设护坡道的方法，有效保证来往车辆的行驶安全性。第三，在利用粉喷桩对软土路基进行处理时，对桩体设置还要尽量采取内疏外密措施，进而大大降低实际工作量。第四，做好相应排水工作，尽可能避免施工期间出现老旧地基坍塌现象，并且在工程具体展开之前做好试验工作，在其完工之后再展开超载预压试验，防止出现不均匀沉降等问题，实现高速公路安全行驶的最终目的。
八、扩建加宽路基处理注意事项
高速公路的扩建加宽工作对软土路基设计施工提出了更为严格的标准，并且由于扩建加宽施工项目周期较短，空间有限，因而在具体扩建期间需要重点关注以下几个问题：第一，由于路基填土通常都是位于老路基边坡位置，因而在新老路基衔接时可以借助台阶式方法，在保证台阶宽度满足相关技术要求的基础上，可通过设置土工合成材料来保证高速公路路基的稳定性。第二，高速公路软基处理优先选用快速加固方法，以缩减施工周期，最大程度降低对现有道路的运营影响。第三，在利用粉喷桩对软土路基进行处理时，对桩体设置还要尽量采取内密外疏措施，进而有效降低工程造价。第四，做好施工期间排水工作，尽可能避免开挖边坡积水，老地基坍塌现象。第五，做好施工过程的数据收集和整理工作，动态优化路基填筑相关参数。
九、路基扩建加宽中新、旧路基结合的处理
9.1土工合成材料的使用与处理
在高速公路扩建加宽工程中，土工材料是最普遍也是广泛使用的一种，又以土工格栅这一合成材料的使用最为普遍，它的加固原理在于对土、格栅之间互相作用力的借助。①处理好路基扩建加宽后，路基边坡坡度较之于旧有的边坡在一定程度上会有所抬高，考虑到填方高度较高，应在中间的位置铺设好平台，对原有路基边坡进行开挖，使之成为内倾台阶，以此来做到与原地面的齐平和有效衔接。在基底铺设时，除了要在地层铺设一层土工格栅之外，各个台阶的顶部也都需要铺设。②在做原有路基边坡的开挖处理时，还需考虑到路基填土高度这一问题，在路基的下层铺设土工格栅与土工布，这两者皆能起到应力均匀，类似钢筋网的作用。铺设完成后，使用台阶式开挖的方法做边坡施工，最后填土夯实。③旧路基的边坡挖成台阶状，并控制高度于0.8m左右，之后于路基顶端铺设土工格栅。
9.2软土地基及加宽结合处理方法
当对软土地基新路基、原有路基的结合处进行处理时，不仅应确保拼接措施的科学、规范性，而且还要对结合处软土地基进行合理处理。通常，可通过水泥粉喷桩桩、旋喷桩、强夯以及超载预压等方法，对新、旧路基沉降差问题予以解决。加宽结合处理具体的施工方法如下：①边坡削坡的处理。结合边坡削坡的坡度较大这一情况，为确保旧路基的安全、稳定性，可采用两次开挖的方法来对其边坡进行处理，且首次开挖坡度应比二次大，开挖时要做好防护工作，开挖之后做压实和平整处理，之后进行复合地基施工。②台阶开挖。台阶数量设置可以尽量多，如此一来，可通过扩大基础面，使新路基、旧有路基有效连接。填方较高的地方使用逐步开挖这一方式进行。③防水施工。对原有路基的边坡在开挖施工时，做好防水工作，特别是对超高边坡来说，为避免下雨直接造成对边坡的冲击，应在边坡铺设好防水土工布或者是塑料布，避免雨水渗入。④土工格栅。铺设土工格栅时，应尽量采用横向铺设的方法，铺设过程中确保格栅的持续性，避免格栅发生扭曲、断裂等问题。将土方格栅设置于阴凉处，避免暴晒与雨淋，防止格栅发生老化。与软土地基处理位置、未处理位置的交界地方相应的设定好过渡段，确保搭接有效长度。
结语
随着我国社会经济的快速发展，高速公路扩建加宽工程将会越来越多，由于每个工程的地质条件、项目交通量不尽相同，面临的重难点也不尽相同，但都会存在新老路基差异沉降和衔接的问题，本文借助软土路基扩建加宽工程，对解决这两类问题的提出了几点建议，希望能给类似工程提供一定的参考。
参考文献：
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[2]李冬梅.软土地基上高速公路路基扩建加宽中的关键问题[J].黑龙江科技信息，2017（31）：243.
[3]白婧.软土地基上高速公路路基扩建加宽中的关键问题[J].门窗，2017（06）：403.
论文作者:薛永刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/19
标签：路基论文; 高速公路论文; 土路论文; 地基论文; 格栅论文; 新老论文; 土工论文; 《基层建设》2019年第26期论文;