新老路基拼接工程地基处理技术探讨

新老路基拼接工程地基处理技术探讨

摘要：进入21世纪后，我国高速公路建设事业日新月异，一些满负荷运行的热线公路需要改扩建成高速公路，为充分利用老路，有些段落需要在老路基础上进行拓宽扩容，这些高速公路都将面临新老路堤拼接的课题，如何确保拼接段老路堤的稳定，将是新老路基拼接设计与施工中要解决的首要问题。本文针对成温邛高速公路大邑段拼接施工过程中设计与现场施工情况作一总结分析，供设计单位与施工单位在高速公路拼接工程中共勉。

关键词： 新老路基拼接地基处理

1概述

1.1 成温邛高速公路大邑段位于成都西50公里大邑县境内，其中有半幅需与老路拼接施工，拼接段长达2550m。整个段内内水网交错，池塘密布，地面标高0.6～2.4m，地势较为平坦，地下水位埋深较浅。

1.2 在拼接段软基施工过程中，应省高指和省交通规划设计院要求，对拼接段K39+450~K42+000段进行了工程地质补勘。通过对成温邛公路路基钻孔、路基边坡钻孔以及新拼接段钻孔土工试验成果的对比分析，1－2层（-1.84～-5.18m）软土土性为灰色淤泥质亚粘土夹粉砂，局部夹淤泥及夹腐植质层，层位分布较稳定，含水量大，高孔隙比，高压缩性，中～高灵敏度，土质差，为本区段主要不良工程地质层位。该段地基处理方案为塑料排水板＋砂垫层＋预压，路基下部的1～2层软土特性与其外侧1～2层软土特性几乎完全一致，并没有因为数年来4m左右路基填土的压载作用以及行车荷载对下部1～2层软土起到固结作用，从而使得软土强度有所提高。不过经过这几年压荷作用，路基土体内部压力已处于稳定平衡状态。

2拼接路基处理方案

2.1 处理原则：

成温邛高速公路大邑段拼接段，由于该区域地基条件较差，软土地基路基设计按稳定和沉降两部分进行控制。在路面设计使用年限内，路堤工后沉降≤10cm，对于临空面较大的路段，增加类似反压护道式的护坡道宽度，路基边缘加设了3～4排湿喷桩，以增加路堤稳定安全系数。新老路堤拼接处，采用在原成温邛公路的路基边坡上开挖台阶，并增设土工格栅，以确保新老路基的整体性和整体强度。

2.2 处理方案的选择：

施工图设计阶段，对于沿河塘路段的稳定分析，是根据施工图设计阶段的清淤底部标高，河塘边坡坡度及原成温邛公路的路基填筑情况作为边界条件，

利用原有资料进行初步稳定分析计算。由于拼接段施工环境、施工条件基本一致，为避免成温邛公路出现由于坡脚处河塘抽水、清淤、大面积湿喷桩施工等特定的施工环境下，而导致的边界条件被改变，出现路面开裂、路基边坡失稳等病害，最大程度减小因路基拓宽施工给成温邛公路带来的不利影响，充分考虑在特定的条件下预防边界条件被破坏的处理方法，根据以往工程经验，沿河塘段常用的地基处理方法有以下几种：

（1）“8”字形双头水泥搅拌桩

预先在欲排水、清淤的路段打设1～2排“8”字形水泥搅拌桩，待搅拌桩达到强度后，再进行排水、清淤的施工。“8”字形搅拌桩起止水帷幕及抗滑的作用，其优点是排水、清淤施工不会引起水位的下降，夹粉砂的淤泥质土也不会随地下水流失，并且还能起较好的抗滑作用。缺点是需待“8”字形搅拌桩达到一定强度以后，才能进行其它地基处理的施工，施工的周期较长。且由于需要继续排水清淤，桩基仍需承受水平推力，对施工的要求较严格。

（2）长、短桩结合

采用长、短水泥搅拌桩结合处理可以在不排水、清淤的情况下直接回填含水量较小的土料或透水性砂土，然后通过长、短桩对塘淤、表层性质较差的软土和下层软土分别进行不同程度的处理。长、短桩要采用湿喷桩、粉喷桩交替进行，其效果可通过检测检验进一步论证。

（3）钢板桩

钢板桩与“8”字形搅拌桩类似，起止水帷幕及抗滑的作用，钢板桩与“8”字形搅拌桩比较，其优点是见效快，钢板桩打入后，即可进行排水、清淤的施工。缺点是钢板桩在使用完毕后，抽拔的过程对周围土体有一定的扰动，处理不好可使路基产生裂缝。

（4）定喷墙

定喷墙的主要优点是隔断地下水，产生侧限条件，限制拼接荷载对老路基产生附加沉降的影响，但对解决路基滑移失稳问题的作用需进一步论证。缺点是需要比较专业的施工单位进行施工，且需要成孔高压注浆，费用单价也较高。

对于以上四种方案，进行了方案的经济、技术比较后，结合本区域地质情况、施工现状以及施工工艺的难易程度，设计原则上按复合地基方案进行考虑，实施中要求根据现场施工工况及地质情况采取长、短桩结合、“8”字形双头搅拌桩处理方案。

2.3 拼接段地基处治方案

2.3.1对于路基外侧拼接段无大的沟、塘的段落，软基处理方案为：铺碎石

垫层＋土工格栅＋湿喷桩＋填土预压，根据不同的地质情况和填土高度确定湿喷桩桩长及间距。由于原成温邛公路在该区域的大部分路段采用砂垫层或塑料排水板＋砂垫层预压处理，设计时需考虑路基底部设置透水垫层与原成温邛公路砂垫层沟通，利于排水。

2.3.2路基外侧拼接段有大的沟、塘的段落，采用在老路基坡脚处打设一排“8”字形搅拌桩后，再在拼接路基范围打设长、短桩处理方案，再进行排水、清除塘底表层的软淤并及时回填素土，形成一定的施工作业面，然后再进行其它湿喷桩的施工，湿喷桩采用长、短桩结合方案打设。

2.4处治方案施工细则

2.4.1长、短桩结合

对于路基外侧有较大河塘段落，采用含水量较小的土料或透水性砂土回填，填筑顺序为由里内侧向外侧，将沟塘水向外侧挤出，填土宽度超出5m以上，达到原地面标高后，在外侧抽水，减少填土中的含水量，便于粉喷桩、湿喷桩发挥强度效果。填筑期，水面以上的填土采用轻型机械进行稳压，以保证填土的密实程度，其压实度控制在85％以上。

长、短桩分别按正方形布设，长桩与长桩、短桩与短桩间距为1.414m，长桩与短桩间距为1.0m。本地区地势较低，地下水位高，表层软土性质差、含水量大、短桩建议采用粉喷桩，水泥用量60kg/m；长桩采用湿喷桩，水泥用量50～60kg/m。

长、短桩复合地基的优点：当表层软土性质比下层软土差时，长短桩复合地基能将上、下层软土和粉、湿喷桩，按不同的置换率进行复合地基分别处理，湿喷长桩处理深度较深,长、短桩各施其职、相辅相成，对路基的沉降、稳定以及止水都有较好的效果。

2.4.2 “8”字形双头搅拌桩

“8”字形双头水泥搅拌桩，多用于建筑行业深基坑开挖的支挡防护，该方案能起很好的抗滑和止水帷幕作用。待双头搅拌桩达到标准强度后，再进行排水、清淤，该方案能有效减小坡脚渗水，抵抗土压力，提高地基及路基的抗滑能力，避免因排水、清淤造成边坡失稳现象的发生。

“8”字形双头搅拌桩的止水帷幕作用，表现在对由于排水而引起的水位急剧下降而产生的渗透水压力有很好的避免或抑制作用，并且也给现场施工带来了许多方便，但对施工要求及外部荷载要严加控制，防止发生失稳现象。

对长短桩结合和“8”字形双头搅拌桩两种方案在实施过程中，效果、安全性及经济技术等综合比较。

2.4.3 检测

在桩施工后可进行桩身质量抽芯检测。对设计和施工方案进行检验，并且在排水清淤堆载等不同路段仍需加强对桩顶和坡顶的位移观测。

3施工注意事项

3.1 由于成温邛高速公路拼接段软土性质较差、灵敏度较高，打设粉喷桩或湿喷桩时，应严格按照设计要求的施工工艺（预搅下钻→提升喷浆（灰）→复搅下沉→复搅提升）及施工钻进（或提升）速度来进行。严禁采用的下钻喷浆（灰）及快速下钻、提升现象，尽量减小对原状土的扰动。

3.2 粉、湿喷桩应按先外侧后内侧的施工顺序进行施工。

3.3 在匝道与成温邛高速公路路基分离的路段，排水清淤时修筑水梗，严禁施工中在老路基两侧开沟排水，不得将水排入老路路基边沟中。

3.4 严禁采用水冲吸淤法进行清淤施工，以防掏空老路路基坡脚，确保老路的路基稳定。

3.5 为了确保路堤填土的安全施工，防止软土地基失稳，要严格控制施工填土速率（一般按1m/月控制），以免由于加载过快而造成地基破坏。

3.6 施工监测单位及时提交动态观测资料，反映施工过程中沉降、位移情况是保证拼接路段安全施工，指导方案正确实施的重要环节。

3.7施工过程中施工单位应与观测单位互相合作，确保观测点的完好，以获取详实的观测数据，正确地指导施工。

3.8 公路拓宽工程对施工单位的要求较高，施工单位要选择有经验、责任心强的施工队伍进行施工，对施工人员进行严格管理，有效地控制施工质量。

4结语：

4.1 高速公路拼接施工地基处理对确保老路基稳定要求很高，因此必须详细掌握新老路基地质资料。

4.2 施工过程中加强对拼接路段的检查和沉降变形监测，随时给出观测资料和曲线，以指导施工。

4.3 施工期间及时进行施工信息反馈，加强对老路的交通管理，保证老路的畅通和施工安全。