沈海高速公路水口至白沙段改扩建工程全长125.2km，起点接佛开高速，终点接阳茂高速，为开阳路段。开阳改扩建工程主要采取沿旧路两侧拼接加宽，或对旧桥路进行维修加固及上跨天桥的拆除重建，保持旧路平纵断面不变的扩建方案，最终将原来双向四车道改扩建为双向八车道，路基宽度由28m扩建为42m，设计速度达到120km/h。
开阳改扩建工程为T1标段，起点桩号K3157+345.25，终点桩号K3214+967，全长57.607km，路基长50.306km，鱼塘、软基380余处，最大填方高度为105m。由于该旧路运营近20年，路基拼接沉降问题严重，成为改扩建施工的难点。此项改扩建工程主要采用软基处理措施、压实度保证措施和裂缝控制措施等路基拼接技术实现路基拼接。目前沉降观测数据显示拼接质量较好，满足设计及规范要求，为后续改扩建工程提供参考。
2 软基处理
2.1清淤换填处理
水（鱼）塘路段及软土深度不超过3m的路段可采用清淤换填的方法处理，换填材料采用未筛分碎石透水性材料。但水（鱼）塘清淤排水会出现临空面、水位的变化，容易引起老路基坍塌，应进行分段清淤排水处理。
其中清淤长度＜20m时，采用老路堤坡脚插打钢板桩+放水清淤+基坑验收+分层碾压回填未筛分碎石处理；清淤长度＞20m时，采用老路堤坡脚插打钢板桩+沿清淤边线外2m纵向填筑围堰兼便道+抽水+分段清淤+基坑验收+分段分层回填碾压未筛分碎石（分段长约10m）处理。
2.1.1清淤
清淤前要做好临时排水系统，在换填范围内两侧挖横纵向排水沟，保证施工范围内不积水。
清淤时采用挖掘机向前掘除，自卸汽车将废土运走。软土挖除后，开挖基底至设计深度，进行静力触探试验，分析持力层地质是否符合施工要求。如果符合施工要求，则进行回填；如果不符合施工要求，则应制定变更方案，以保证基底承载力满足设计要求。清淤完毕，监理工程师组织现场三方联测验收。
2.1.2碎石换填
挖除后随即进行回填，回填材料为未筛分碎石。
（1）测量放样：填筑前先开展放样工作，拉出松铺厚度，并标出测试点位置，做好各项记录，测出各点高程备用。
（2）取料运输：采用自卸汽车和挖掘机互相配合的方式来运输填料，缩短材料转运时间，保证设备持续运行。
（3）摊铺、整平及碾压：采用水平分层法填筑施工，一次性全幅填筑，每层摊铺厚度≤20~30cm。填平后用26t压路机进行辗压，辗压次数不少于4~6遍，可采用沉降差分析，压至没有产生明显的沉降为止，沉降差应＜2mm才满足设计与规范要求。每层施工均需验收后方可进行下一层施工。
2.2预应力管桩处理2.2.1材料
（1）管桩：预应力混凝土管桩型号为C80-PHC-A400。
（2）桩尖：十字型钢板。
（3）桩帽：C25混凝土（搅拌站集中供应）、钢筋。
（4）褥垫层材料：碎石粒径8~30mm，含泥量＜5%；土工格栅材料为双向焊接聚酯或钢塑土工格栅GSZ80/PET（PE）；纵横向极限抗拉强度≥80kN/m，其技术指标执行国标《土工合成材料、塑料土工格栅》（GB/T17689-2008）。
2.2.2施工方案
施工顺序：填筑作业平台→老路堤边坡外侧隔桩施打管桩→老路堤临时边坡开挖→老路堤边坡范围预应力桩施工→桩顶托帽及碎石垫层→加宽路堤填筑→等载预压。
（1）对于原填土高度H≤2.5m的路段，施工时由外而内，在坡脚小开挖即可进行软基处理，只处理加宽路堤部据布桩需要按1:0.75对原有路堤边坡临时开挖，以便坡脚范围软基处理施工，采用木板对开挖面作临时支挡。
（2）对于原填土高度H＞2.5m的路段，施工时由外而内，施工方法则采用基本不开挖旧路边坡+分两次软基处理+两次填筑新路堤进行。在满足施工机械要求情况下，以填筑高度距离路面2.5m时为施工平台的分界线分两次施工。管桩采用锤击沉桩的方式进行施工，停锤采用贯入度控制100mm/10击。管桩完成后进行静载实验，随后及时施工桩帽并回填碎石。
2.3高压旋喷桩
旋喷桩施工采用MGJ-50双管高压喷钻机作业。水灰比按照1:1要求配置水泥浆，浆液压力为24MPa，旋转速度为20r/min，提升速度为0.2m/min。
2.3.1清理场地
采用人力或机械使场地平整，挖好排污池、排污沟，做好泥浆池，并根据设计要求使用明显标志标识桩点。
2.3.2钻机
就位移动钻机到设计孔位，采用经纬仪调整好垂直度，使钻头对准桩点，钻杆倾斜度≯1%，钻孔孔位与设计孔位的偏差≯50mm。
2.3.3钻孔
（1）钻进：钻机移至设计孔位并调整好垂直度，使钻头对准设计桩位中心。射水试验后开钻，射水压力由0.5MPa增至1.0MPa以减少摩擦，防止喷嘴堵塞。
（2）接长钻杆：当第一根钻杆钻进后，停止射水待压力下降，然后接长钻杆，再继续射水钻进直到钻到设计桩底位置。
2.3.4制浆
采用合格的P.O4.25R早强水泥和洁净饮用水，按选定的1:1水灰比进行配制。2.3.5旋喷旋喷作业：钻孔至设计高程后待液浆从孔底冒出，钻杆开始旋转和提升，由下而上旋喷，同时开启智能流量记录仪，浆液压力为24MPa，旋转速度为20r/min，提升速度为0.2m/min。
2.3.6冲洗
补喷完成后提出钻杆及钻头进行低压射水，冲洗钻杆、喷嘴，即可移动钻机。当遇到特殊情况时，必须清洗所有的管路、器具。
2.3.7移开钻机
当一根桩旋喷完毕后，移开钻机进行下一根桩作业，相邻两桩施工间隔时间≮2d，间距≮2m。
3 压实度保证措施
3.1工作垫层设置
在填土之前设置工作垫层，可保证基地、旧路排水顺畅，使得新填土方不会因为含水率问题导致压实度不足，尽量减少后期沉降程度。工作垫层厚度可根据现场实际情况进行确定，厚度应＞50cm。垫层采用未筛分碎石，分层填筑、碾压，压实按照石方路堤要求验收，沉降差＜2mm。
3.2液压强夯
新旧路基拼接通过挖台阶处理，新建路基每填平一个台阶就采用液压夯实机械夯实，通过液压夯实新旧路基台阶位置的填土密实度，降低接缝位置工后沉降。液压式夯实机最大夯击势能为30kJ，夯实机按施工作业点净距50cm布置，由两侧向路中心夯实。其中，桥台后第一排采用10kJ夯击势能12锤夯实，其他位置则采用30kJ夯击势能9锤夯实。
4 裂缝控制措施
4.1台阶设置
填方段清包边土后，原边坡坡率1:1.5的边坡开挖台阶每级高度为1m，台阶宽度为1.5m；原边坡坡率1:2的边坡开挖台阶每级高度为1m，台阶宽度为2m。
4.1.1路堤拼接处台阶开挖方式
先清除旧路堤边坡表层土，然后将原有路堤边坡从路堤坡脚向上开挖成高度为100cm、宽度为150cm或200cm的台阶，边挖边填，加宽路基填至第一层台阶后再进行第二层台阶的开挖。
4.1.2施工顺序
路基边坡清除包边→挖台阶1→回填土2→压实→挖台阶3→回填土4→逐层压实→挖台阶5→碾压补强→铺设土工格栅→回填土6→逐层压实→挖台阶7→回填土8→逐层压实→挖台阶9→碾压补强→铺设土工格栅→……，如图1所示。
图1 新旧路基衔接图（单位：cm）
4.2土工格栅设置
每填土增高、补强压实2m后，需自台阶内角处铺设一层宽8m的单向土工格栅。路床底面需铺设一层单向土工格栅，正方形布置，间距为2m×2m，拉紧并用U型钉固定，其中U型钉采用A6mm钢筋制作。路堤拼接部位土工格栅端部打入φ16mm短锚进行锚固。
5 结语
公路改扩建工程是一项利民工程，也是未来公路工程施工主要项目。因此，如何有效控制路基施工质量，确保后期不发生大幅度沉降开裂，为人们出行提供便利的条件，将成为改扩建施工质量控制的重点。开阳改扩建的施工项目，总结出一套详细的路基拼接技术，有效控制沉降幅度，对改扩建施工具有重要的参考价值。
作者：胡典亮 (保利长大工程有限公司第二分公司）
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第24期
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