摘要：高速公路改扩建工程中新老路基由于受荷期和固结度不同，新老路基之间将存在明显的差异沉降，会在新老路基的结合处产生拉应力，尤其在软土地基中，若处理不当，将会引起纵向裂缝的产生，影响改扩建工程路基、路面结构整体-陛和稳定性，进而影响工程的安全陛和使用寿命。因此，能否有效地控制拼宽路基与旧路路基之间的差异沉降是拼接工程建设成败的关键。
关键词：高速公路；改扩建工程；软弱土地基；拼接路基
1概述
对于加宽扩建工程，新旧路基施工间隔时间较长，两侧路基地基的力学性质与旧路基下地基固结度差异较大，在设计中应充分利用试验路段的成果和河北省内高速公路扩建工程专项课题研究资料进行设计；为避免旧路基下由于地下水位的下降导致地基土层有效应力增大而产生附加沉降，对鱼（水）塘、河流等路段，需要排水清淤时，应采取防渗和隔水措施后方可降低水位。某高速公路改扩建工程中老路在软土路段均进行了复合地基处理，因此拼宽路段处理以复合地基处理为主。
2高速公路改扩建工程须遵守的原则
2.1路线规划
新建方案虽然与原有高速公路路线基本平行，但仍存在线路规划的问题。一般情况下，由于原有高速公路建设时间早，其设计标准较低，无法达到当前高速公路的设计指标，因此新建公路应进行适当的线路规划来满足当前高速公路的设计要求，而加宽的方式则不存在路线规划问题。
2.2经济社会效益
新建方案可以增设高速公路出入口，增加交通辐射范围，可能会影响已有产业布局和城市规划，有利于形成新的经济带。加宽方案无需占用过多的路网资源，能够充分发挥目前路网的效益，提高高速公路的运量，可以在维持现有经济和城市发展规划的情况下，有利于实现经济结构持续性深度发展。
2.3设计及施工难度
新建方案标准规范齐全，基础研究深入，工程可借鉴经验多，不存在突出的技术难点，设计、施工、质量保证措施相对简单；施工期对现有交通没有影响，基本不会对区域内已有高速公路路网产生影响。加宽方案现有的设计、施工标准规范不完善，基础研究和工程经验相对较少，在施工过程中会存在一些改扩建特有的技术难题；施工期对现有高速公路的通行有较大影响，施工过程中交通组织难度较大。
2.4对现有路网及通行能力的影响
新建方案可以增大路网密度，提高运输能力，但是新建道路与原有道路辐射区有可能重复叠加；新建方案在高速公路发生紧急情况时，互不影响的新旧道路可以便捷地分流和疏导交通，但是由于路面相对较窄，不同车型之间干扰较大。加宽方案可以在不增加路网密度的前提下，提升路网结构，增强通行能力，减少不必要的重复建设；在通行安全方面，加宽方案可以按照车型、车速分道行驶，但是当发生紧急情况时，对整条路线的通行会造成很大的影响。
3高速公路改扩建工程地基处理关键技术
根据对旧路竣工图资料统计，本段旧路软土处理长度共15km，旧路地基处理主要采用了预压、水泥搅拌桩、CFG桩、PC管桩等处理方案。
根据目前现场调查了解，一般路段路基填高2～4m，桥头路段填高4～7m。为了掌握老路路基的固结程度，在老路路基上进行钻孔，然后将钻芯取样与原有设计资料进行比较分析，以此判断原有路基的固结沉降状态。
根据现有道路的路基宽度、交通量、土质、病害情况等特征，在详细调研的基础上，确定了钻芯取样的三个断面以此进行试验，其中每个断面布设3孔。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据软基特点及相关试验要求对钻芯取样、土质特征、含水量等指标进行了详细测试，其结果表明，原有路基土质为粉质黏土，呈中压缩性特征，含水量下降明显，强度较大，与原有道路相比，淤泥质几乎消失，物理力学性能得到显著改善，通过上述试验结果与原有旧路最初的设计文件资料可知，原有道路经过若干年的铺砌，地基土固结度较高，沉降量较小，处于稳定状态。
根据上述得出的结论：老路软基沉降已基本稳定，本次扩建仅对路面进行罩面或补强处理，附加荷载较小，对老路产生的附加沉降很小，因此，不对老路地基再加固处理。结合老路处置方案，项目组选用了CFG桩、水泥搅拌桩（粉喷法、湿喷法）、PC管桩三种桩体进行地基处治。
3.1 CFG桩
3.1.1 CFG桩设计
对于CFG桩而言，从桩径、桩距、布设型式、强度等进行设计。利用振动打桩机将桩径为35cm的桩管打入软土地基中，且桩距为1.2m，通过CFG桩与软土形成复合地基，从而加强地基承载力。布设方式为：以三角形交错型式展开布设，对于桩身强度，其28d龄期立方体抗压强度为R28=10.0MPa，CFG桩设计单桩复合地基承载力不小于200kPa。
3.1.2 CFG桩的施工机械
目前CFG桩的施工方法主要为振动沉管灌注和长螺旋钻管内泵压混合料灌注两种，本项目由于为拼宽路基，考虑到为减少对老路基的震动影响，施工时采用长螺旋钻孔成桩。
3.1.3材料和质量要求
加固材料采用32.5普通硅酸盐水泥、3～5cm级配碎石、石屑、Ⅲ级以上粉煤灰，CFG桩浆液建议配合比为每1m3浆液中：水（189kg）、水泥（175.0kg）、粉煤灰（207.0kg）、石屑（492.8kg）、碎石（1236.2kg），早强剂采用三乙醇胺，掺入量为水泥重量的0.2%。所购置的水泥、粉煤灰应是国家免检产品。
3.1.4 CFG桩的适用范围
CFG桩多用于工民建，强度较高，施工工艺较复杂，对于淤泥质软土路易断桩；适用于处理深度不大于25m的黏性土或粉土，而对于地基承载力小于等于50kPa或淤泥质软土路段，CFG桩适用性有待研究对于淤泥质软土需通过试验确定其实用性，一般其桩试验5～7根，只有满足试验要求及监理检验后方可施工。
3.2水泥搅拌桩
3.2.1水泥搅拌桩的设计
为确保水泥搅拌桩的设计及质量要求，需满足相关规范的要求，同时全程需复搅以提高水泥浆与土体的桩间摩擦力。
3.2.3水泥搅拌范围适用范围
处置深度小于等于16m时，水泥搅拌桩复合地基处理最为经济，对于粉喷桩，规范明确规定不宜大于12m；对于湿喷桩，虽然规范要求处置深度可以达到20m，但是，当处理深度超过15m时，由于常规的单搅无法完全确保搅拌桩的施工质量，须采用双搅工艺。
3.3 PC管桩
3.3.1 PC管桩设计
PC管桩按照正方形布置，桩间距分别采用3.5m，桩顶面标高平整并且水平，伸入桩帽中不少于5cm。管桩穿透整个软土层。
3.3.2材料和质量要求
考虑到PC管桩承载力较高，桩身较长，处理软基深度较大，因此PC管桩水泥宜采用普通硅酸盐水泥，标号42.5及其以上。除此以外每次施工以前均需要对水泥的质量进行严格复检，尤其是水泥的初凝时间、终凝时间、水泥安定性及强度等。
除此以外，PC管桩宜在28d后对其竖直度、单桩和复合地基承载力按规范抽检频率进行检测，满足规范设计要求的允许值方可完成验收。
3.3.3 PC管桩适用范围
PC管桩因承载力较高，桩身强度大，改善软土效果较佳，因此普遍适用于处理16m以上的软基深度，能有效的减小工后沉降量。高填方路段或桥头路基路段采用PC管桩复合地基处理。当软土深度大于15m时，采用PC管桩处理，处理宽度超过坡脚外3m。
4结束语
总之，高速公路改扩建软基处理需要根据准确统一的物理力学性质指标、路基填土高度等，并且考虑软基路段拼宽对旧路的影响，按控制标准要求，采取合适的软基处理方案。在施工过程灵活地采用边坡削破和台阶开挖方法，合理采用土工合成材料、路基填料、控制压实度等，以保证施工质量。
参考文献：
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[3]毛成杰.软土地基上道路桥梁施工不均匀沉降防治措施分析[J].科技与企业，2015（11）：164.
论文作者:杨明好,张东东
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/14
标签：路基论文; 地基论文; 高速公路论文; 水泥论文; 老路论文; 方案论文; 路段论文; 《防护工程》2018年第27期论文;