高速公路软土路基处理方案.pdf

1 高速公路软土路基处理方案 1.概述 随着近年来天津市经济的发展，高速公路车流量日益增加，自2009 年起我市高速公路总流量以每年 10.7%的速度增长，部分四车道高速公路断面交通量较大，路段服务水平降低明显，已经不能满足经济发展增速对高速公路的要求。部分高速公路急需进行加宽改造，新旧路基不均匀沉降成为路面纵向开裂、路基失稳的重要影响因素。通过对以往高速公路加宽工程路基处理方式的分析、总结，简要探讨高速公路软土路基沉降控制措施。2.新旧路基沉降控制标准 高速公路软土路基处理应满足稳定和沉降两个方面的要求。根据公路路基设计规范（JTG D30-2004）规定,路面设计使用年限内路基残余沉降（工后沉降）标准为一般路段30cm，涵洞或箱型通道20cm，桥台与路基连接处10cm。拟拓宽改造的高速路堤填筑已近 12 年，路面投入使用也超过 10年时间，路基沉降已基本稳定。为避免原路加宽后由于新填路基土荷载造成加宽路面与原路面沉降不一致，引起路面纵向开裂，根据理论分析、地质资料以及国内已完成工程实例，拟定标准如下：新路基工2 后沉降0.08m；路基边缘距离原路基中线的工后沉降差0.085m（即横坡度增大值0.5%）；原路基中心附加沉降2cm。3.新旧路基拼接措施 由于新旧路基填土在填料种类、强度、压实度等多方面存在差异，致使新旧部位容易产生纵向开裂和不均匀沉降。为了保证加宽路基与旧路基的良好衔接、避免或减少纵向裂缝的产生，提出以下几点技术处理措施：（1）进行开蹬拼接，开挖坡度保持与原坡度一致，在原路基边坡上开挖台阶 1m 宽、蹬高视现状坡度而定、向内倾斜 4%，同时自下而上开挖及时填筑一阶。（2）新老路基之间视路基高度不同而设置塑料土工格栅或高强度的钢塑土工格栅，以协调新老路基之间的变形，并增加拼接路基的稳定性。（3）对于路基填土高度大于 2.0m 的一般路段以及所有的桥头、通道、涵洞两侧采用复合地基进行处理，以控制总路基沉降，减少路基变形。4.软土路基处理方式 3 一般天津地区采用的深层处理方法主要有：塑料排水板、砂桩袋装砂井、水泥搅拌桩（湿喷）、高压旋喷桩、夯实扩底桩、CFG 桩和现浇混凝土薄壁管桩等。由于本项目属于旧路加宽，路基已经填土接近 12 年，沉降基本稳定，沿线的构造物繁多，软基处理应采用复合地基法。复合地基处理方式的选择，以天津地区应用较多，技术成熟的处理方式为主，同时也结合本项目作为高速拓宽的工程特点，参考国内已完成的高速公路加宽改造项目中应用较为成功的处理方案。根据沿线不同的地质条件，具体处理方法如下：（1）填高（土路肩边缘与原地坪的高差）小于 2.0m 的路基加宽段 将路堤外侧的平台及边沟表层约 0.3m 的耕植土层清除，边沟内的软泥清除，将旧路边坡向内铣削 2.0m，在削坡后的坡脚至加宽后路基坡脚外至少 1.0m 间铺设 20cm 碎石。其上铺设钢塑土工格栅，然后再铺设 30cm 厚级配碎石，碎石上路面结构下施做两步 40cm10%石灰土。清除后路基边坡应开蹬搭茬，并在搭茬处铺设钢塑复合土工格栅。（2）填高在 2.03.5m 之间或软土厚度大于 10m 或局部净高受限制的路基加宽段 将路堤外侧的平台及边沟的表层约 0.3m 的耕植土层清除，边沟内的软泥清除，将旧路边坡向内铣削 2.0m，在削坡后的坡脚至加宽后4 路基坡脚间施做高压旋喷桩深层处理，桩间距 1.6m，桩长 1416m，正方形布置。桩顶铺设 20cm 厚级配碎石，再铺设一层塑料土工格栅，上面再铺设一层厚为 30cm 的级配碎石，形成总厚度为 50cm 的加筋碎石褥垫层。褥垫层上路面结构下施做 2 步 40cm10%石灰土。削坡后路基边坡应开蹬搭茬，并在搭茬处铺设塑料土工格栅。（3）填高在 3.54.0m 之间或软基厚度大于 16m 的路基加宽段 将路堤外侧的平台及边沟的表层约 0.3m 的耕植土层清除，边沟内的软泥清除，将旧路边坡向内铣削 2.0m，在削坡后的坡脚至加宽后路基坡脚间压入或打入预制的预应力薄壁管桩（PTC 桩）进行深层处理，桩间距 2.0m，桩长 18m，正方形布置。在 PTC 桩桩顶浇筑钢筋混凝土桩帽，桩帽顶铺设 20cm 厚级配碎石，再铺设一层塑料土工格栅，上面再铺设一层厚为 30cm 的级配碎石，形成总厚度为 50cm 的加筋碎石褥垫层。褥垫层上路面结构下施做 2 步 40cm10%石灰土。削坡后路基边坡应开蹬搭茬，并在搭茬处铺设塑料土工格栅。桩帽及桩帽下30cm 范围，为增强桩顶强度，有效扩散应力，设两步 30cm 的 8%的石灰土。（4）构造物两端地基处理 桥头（或箱型通道两侧）路基采用 10%灰土浇筑，没有二台桩的段落，灰土应从路基处理桩桩顶碎石褥垫层起填筑至路床顶面；有二台桩的段落，灰土应从二台桩桩帽顶面起填筑至路床顶面，在靠近桥台的 3m（底宽）范围在打完二台桩后，采用 1：1 边坡开挖路基戗灰5 土，后开槽的部分也填筑灰土，以避免台后填料不便压实的问题。填筑范围：底面距桥台水平距离 30.0m，顶面距通道侧墙水平距离 6.0m，然后按 1：1.5 向上方放坡。液态粉煤灰与 5%戗灰土填筑界面按通缉状进行搭接，台阶高度为 15cm，台阶宽度 22.5cm。（5）涵洞地基处理 沿线现状涵洞均予以接长，对于接长后的涵洞，为减少其与现状涵洞之间的差异沉降，拟设置洞顶盖板并结合两侧 PTC 管桩处理，共同承担洞顶填土，减少洞顶的附加荷载从而减少工后沉降。具体做法为在削坡后坡脚外的路基加宽部分涵洞两侧壁外 2m 各打一排预应力混凝土薄壁管桩（PTC 桩），然后在桩和涵洞顶整体浇注钢筋混凝土板，实现圆管涵与箱涵两侧的过渡，共同承担其上填土荷载。在软土路基上进行高速公路加宽改建，控制好新旧路基的拼接，做好新旧路基的处理是保证高速公路加宽改建工程质量的关键因素。研究好高速公路所处的工程地质条件、了解填料种类、填料强度、填料压实度和地基强度等，特别对于路基处理采用实验段进行科学合理实验研究，制定新旧路基沉降控制的标准，对于降低不均匀沉降的危害，提高工程质量具有重要的意见。