泡沫轻质土路基加宽*

文摘   2024-10-29 20:58   青海  

泡沫轻质土由于重度轻,强度高,自稳性,施工速度快的特征,故在公路加宽设置时具有附加应力小而防止老路开裂,可以直立在公路用地界范围内直接加宽而减少或避免新增征地面积,以及在短时间内完成路基加宽减少对正常运营公路的干扰等,故在高速公路加宽、高山峡谷区公路改建等工程中具有独到的应用之道。

某交通量较大的高速公路在使用多年后需进行道路加宽6.5m,其中在K13+400~K13+530段外侧设置高约4m的衡重式路堤墙进行支挡防护,墙后路堤坡率1:1.5,高5m,墙外侧为宽4m的村道,下伏较厚的可塑状粉质粘土。


图1 既有路堤挡墙支护

图2 村道部位可塑状粉质粘土

原设计路基加宽利用既有路堤挡墙与村道之间的空余地块,在外侧设置高6m的衡重式挡墙支挡进行加宽,但由于村道下伏可塑粉质粘土,故采用高2m的混凝土基础进行置换。该方案工程造价约A万元,工期约B月。

图3 原方案挡墙支挡加宽工程地质断面图

由于该方案在挡墙施工时会造成村道断道,这在村道外侧为河岸无法改移的基础上,遭到了当地村民的反对。且该方案填方工程规模较大,新加填方极易造成既有高速公路在新增附加应力作用下出现沉降开裂,且土石方调配存在一定的困难,加之工期较长,故需进行变更调整。

基于此,技术人员新增了路肩桩板墙支挡加固方案和桥梁加宽方案。

1、路肩桩板墙方案:

考虑到既有路堤挡墙外侧可塑状粉质粘土快速变深,故拟紧贴既有挡墙设置一排2×2.5m×14.5m@5m的人工挖孔抗滑桩为主的加宽方案。该方案工程造价约1.6A万元,工期约2B月。

图4 桩板墙支挡加宽工程地质断面图

2、桥梁方案

依据加宽要求在既有路堤挡墙以内设置桥梁进行加宽,桥桩采用机械开挖。该方案工程造价约1.3A万元,工期约1.7B月。

图5 桥梁加宽工程地质断面图

以上两个变更方案虽然可以避免村道断道和可塑状粉质粘土的影响,有效实现路基的加宽,但工程造价偏高,工程期较长,对交通量较大的高速公路正常运营是不利的。且路肩桩板墙方案同样存在填方加载可能导致既有道路在附加应力作用下开裂和土石方调配问题。

由此,笔者在现场调查时,根据具体的地质条件、既有路堤的安全储备、道路保通、工期、造价方面进行调查后提出采用泡沫轻质土进行高速公路的加宽。即在核查原路堤桩板墙安全储备的基础上,在路堤采用台阶状开挖后设置泡沫轻质土路基。这样台阶的开挖不但与泡沫轻质土新增重量近于平衡,并有效提高泡沫轻质土的稳定性,从而避免了加宽后导致既有公路在附加应力作用下出现开裂。

图6 泡沫轻质土加宽工程地质断面图

泡沫轻质土方案不但有效避免了村道断道和可塑状粉质土的不利影响,大大压缩了工程周期而减小对高速公路的行车干扰,且新老路基的衔接较好而工程品质较高。该方案工程造价约0.45A万元,工期约0.3B月。经采纳后予以实施,近8年来工程效果良好,显示泡沫轻质土方案是一个相对较优方案。



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悠游2019
博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,世界交通灾害防治与应急委员会委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员
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