土工格栅与短锚杆组合加固路基拼接段施工技术

2020-05-20

建材技术与应用 2020年2期

(中国路桥集团西安实业发展有限公司，陕西西安 710075)

引言

近年来，随着我国经济和社会的快速发展，以往的很多道路路基因受当时的技术水平和建设理念的制约，已难以满足当今社会发展的需要，急需重建或改扩建[1-3]。

和新建路基相比，旧有路基己基本或完全完成固结沉降，尤其是软土路基强度提高更加明显[4-6]。在相同的荷载作用下，新建部分路基工后沉降远大于原有路基的沉降，导致路基不协调变形[7]。由于新旧路基存在材质、施工质量及路面结构层的差异，如果控制不严，新路基在工程荷载的作用下极易产生较大的变形[8-10]。

本文以大(浦)丰(顺)五(华)路基丰顺至五华段先行工程X1标段为例，对新旧路基拼接进行技术创新，采用路基加固引孔体系、多层多次高压注浆微型加固桩、环状土工格栅外包布袋活性材料加固桩体系，形成了土工格栅与短锚杆组合加固路基拼接段施工技术。

1 工程概况

大(浦)丰(顺)五(华)路基丰顺至五华段先行工程X1标段路线起自丰顺县城北苏山村附近，终点为横陂镇华阁村的琴江东岸与兴华高速相接，部分路段需通过新旧路基拼接拓宽道路。匝道4条共计2.968 km，被交道1处为2.16 km。计划工期为20个月。路基挖土石方为68.86万m3，填土石方为67.13万m3，新建涵洞为4座、接长涵洞为6座等。

2 技术原理

在要求施工速度快、施工质量高、沉降小的前提下，首先对需要拼接加宽的路基基底进行浅表淤泥清除，换填为开山石渣，采用地表夯击、压实的方法提高地基的承载力，减少新建路基的工后沉降量；然后从路基填料、压实度方面控制新旧路基的沉降差异，避免产生纵向裂缝；最后通过土工格栅与加设短锚杆组合来加强路基拼接部位的结合强度。

先钻孔，随后插入锚杆，锚杆设置三层可扩展翼板，并用强力弹簧连接，锚杆下放时出去收缩桩台，待锚杆下完后缓慢打开，插入两侧土中，结构示意如图1和图2所示；当锚杆定位完成后在其锚杆上部设置可调式注浆顶升限位端，即拟达到的顶升高度，分三次注浆，形成加固体，直至路面达到顶升限位端位置；对沉陷、脱空区利用加固桩进行精确锚固基底注浆，对裂缝采用全深度微孔注浆加固，先表面封锚留孔，自底部灌浆；同时部分路基采用环状格栅外包布袋活性材料加固桩，采用钢沉管将与预制桩尖连接的土工布袋打设至设计标高后，灌环状格栅和活性材料，通过轻质活性材料水化膨胀、固结效应，防止因积水造成路面病害。

3 工艺流程与操作要点

3.1 工艺流程

土工格栅与短锚杆组合加固路基拼接段施工工艺流程如图3所示。

3.2 操作要点

3.2.1 施工准备

连同监理单位对原有路基进行复测，并将复测结果报予设计单位进行纵断面拟合，以确定拼接路基的施工方案。

3.2.2 旧路基路肩挖除

(1)紧急停车道交通封闭。

(2)拔除护栏桩。采用人工与挖掘机结合的方式，并用钢丝绳连接到挖掘机斗齿上向上拔除护栏桩。

图1 土工格栅与短锚杆组合加固路基拼接段施工结构示意图

图2 可扩展翼板结构示意图

图3 施工工艺流程图

(3)采用挖掘机挖除旧路硬路肩块，并安排运输车辆直接运走。

3.2.3 基底处理

先清除路基范围内的原地表草皮及表土，再进行软基处理，根据换填石渣厚度确定铺筑层数。根据石渣的外观紧密程度来检验，当无松散、无轮迹，进行最后一次碾压，并进行沉降观测，当沉降量≤3 mm时，即认为石渣碾压结束。

3.2.4 在旧有路基边坡上开挖台阶

施工时，在旧有路基边坡处应采用开挖多层台阶的方式衔接，进行错台填筑施工。在挖台阶时，使用挖掘机由路基底面往上开挖原路基边坡，并确保无积水。开挖台阶与填筑路基同步进行。路基拼接填筑示意如图4所示。

图4 路基拼接填筑示意图

3.2.5 新建路基填筑

控制路基拼接段部分填料，为减少新旧路基的沉降差，新填路基拟使用掺灰剂量为7%～9%的改良土作为填料。

3.2.6 提高拼接部位压实度

(1)一般碾压与冲击碾压相结合

采用一般碾压与冲击碾压两种形式施工，局部采用液压强夯。由此消除传统碾压法存在的薄弱环节，提高了新旧路基之间连接的整体性，达到了减小新建路基工后沉降的目的。

(2)液压强夯

对新旧路基结合部位进行液压强夯，加速路基固结。当新建路基施工至路床顶面下150 cm和路床顶面下20 cm时，分别进行夯实作业。夯实补强区域范围为：新旧路基结合处4.5 m宽带状范围，包括旧路基1.5 m和新建路基3 m。利用高速液压夯实机对路基拼接新建部分与原有路基结合部位进行夯实补强，减小新路基工后沉降，尽量减少或消除新旧路基不均匀沉降带来的危害，加强新旧路基的结合，提高路基的整体强度和稳定性。不同土壤层厚处夯实情况如图5所示，图中hi表示不同的落锤高度。