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1、国道205线深圳段市政化改建路基设计经验浅析摘要：本文结合国道205线深圳段道路现状及市政化改建、与地铁共线同步建设等特点，对其改建特点、主要影响因素进行分析，并提出相应的路基设计对策，可为公路市政化化改建路基设计提供参考。关键词：公路,市政道路,改建,路基设计1 概述国道205线深圳段(简称深惠路)位于深圳市东北部，连接深圳与惠州，为带集散功能的一级公路，全长约36Km。道路沿线已基本城市化，因其公路性质、市政设施的欠缺已不能满足沿线城市化发展需要，以及规划的地铁龙岗线约26Km沿本线布设，对道路提出改建要求。深惠路改建将由公路性质向城市主干道性质转变，改建工程不仅包含道路改建，同时还包含大
2、量的雨污水、给水、燃气等市政管线建设，还需同步建设地铁工程，改建长度之大，建设内容之多、改建难度之大，在国内名列前茅。因此对其建设特点及工程设计进行总结具有重要的参考、指导作用。2 既有道路概况及改建标准2.1既有道路概况既有深惠路为双向六车道一级公路，水泥混凝土路面，路幅宽一般为50m，部分路段无人行道，路幅稍窄。典型道路横断面布置如下图。沿线共设置有8座互通式立交和2座高架桥。既有路两侧布置有大量的通信、给排水、燃气等管线，但大部分标准低，未成体系。沿线既有管线大部分需要拆除重建。2.2深惠路改建标准深惠路改建按城市级主干道标准建设，设计速度60km/h，双向8车道，起点至双龙立交段标准路
3、幅宽度70m，双龙立交至项目终点段标准路幅宽度60m。2.2.1平面设计路线平面设计除在局部路段为减少拆迁，路线采用单侧拓宽改建外，其余路段基本按两侧拓宽方式布设，路线基本沿既有道路中线布设，仅根据地铁线站位、既有上跨桥梁墩台、两侧重要建筑物等进行微调。2.2.2 纵断面设计路线纵断面设计基本沿原道路高程布设，严格控制填挖高，以满足与周边建筑、道路衔接需要。2.2.3 立交改建本项目共实施8座立交建设，除丹竹大道立交外，其余均为既有立交改建。改建立交中湖南路、丹竹头、西湖塘三座立交改建范围较大。2.3市政管线改建深惠路改建后沿线道路下均布设有市政管线，给水、雨水、污水两侧布置，通信、燃气布置于
4、道路左侧，电力布置于道路右侧。2.4地铁龙岗线布设地铁龙岗线除在布吉客运站以高架形式布置在深惠路左侧、丹竹头段以地面线形式布置在改建后中央分隔带内、塘坑段以地下线形式布置在深惠路右侧外，总长约4.9Km，其余路段均以高架形式布置在改建后深惠路中央分隔带内。3深惠路改建特点及路基设计重点3.1深惠路改建特点3.1.1道路拓宽宽度大为适应交通量增长需要，本项目车行道由双向六车道改建为双向八车道，增设人行道、非机动车道以提高道路市政服务水平;两侧设置了5.5m宽的绿化带提升道路景观。地铁高架路段，受高架站建筑布置宽度要求，中央分隔带宽10米，地铁高架与地下过渡段，中央分隔带宽15米。因此改建后道路拓
5、宽宽度较大，一般为2030m。3.1.2路基设计标高较低深惠路沿线已基本城市化，两侧建筑密集，各类路口众多。道路拓宽后大量建筑距人行道边距离较近，为便于与周边建筑环境及沿线路口的衔接，道路设计标高基本沿既有标高布设，路基基本以低填浅挖形式通过。3.1.3地下市政管线及地铁结构物多深惠路城市化改建后，管线按双雨、双污、双给水、单侧燃气及电信管、单侧电力管沟布置。为配合城市防洪需要，大量路段沿道路布设有大孔径排洪箱涵，如横岗段布设有长约3.9Km的四联河箱涵，其最大断面为两孔73.5m，涵顶最小埋深仅0.4米、最大埋深约10米。道路下还存在大量的横向市政管线、地铁管线等。地铁沿深惠路中央分隔带布设
6、，沿线道路下地铁桥梁承台、隧道、U形槽等结构物多。地铁设计考虑投资及墩身刚度等要求，承台一般埋深较浅。3.1.4既有道路立交、桥梁多，既有挡土墙等结构物多既有道路沿线以基本城市化，两侧建筑密布，且很多路段地形起伏较大，加之项目沿线既有立交及桥梁较多，因此既有道路沿线分布有大量的挡土墙等结构物。这些结构物形式多样、功能各异，修建时所采用的标准各不相同，质量也参差不齐。3.1.5道路历尽多次改建，沿线建筑密布，拓宽道路地质条件复杂深惠路在许多路段，地下水位距路面设计高程仅 1 m左右，基底土层、路基填土一般为粘性土，造成路床很多都处于潮湿状态。深惠路经历过多次改扩建，道路标准不断提高，但从许多探坑
7、可发现很多路段路床填料性质很差、含水量高等;拓宽路基基底地质条件复杂，含有大量的生活垃圾或建筑垃圾。3.2路基设计重点根据上述道路改建特点，以及沿线地质条件，本项目路基设计重点为：3.2.1 路基基底处理本项目路基基本为低填浅挖形式，拓宽宽度大，且历经多次改建，拓宽基底地基条件差、地下水位高，地下管线、地铁工程等地下结构物多，因此如何保证路基的强度，特别是低填浅挖路床的强度和刚度的均匀性是路基设计的重点。3.2.2 支挡结构物道路拓宽宽度大，且标高受既有标高控制，地形起伏路段不可避免的出现大量挖方和填方路基。而沿线大部分已城镇化，受拆迁控制，大量的建筑临近路堑边坡或深基坑边缘，不可避免的出现大
8、量的支挡结构物，因此支挡结构的设计是路基设计的又一重点。3.2.3 既有结构物的利用加固为节约投资，降低施工期交通疏解难度，既有道路大量的挡土墙等结构物需要加固利用。但原结构物建设年代、建设标准不一、使用状况不同，且加宽或加高情况多变，因此如何合理的利用既有结构物是设计的又一个重点和难点。4 路基设计对策4.1低填浅挖路基处理4.1.1路床加固处理路床的质量在保证路面使用性能、使用寿命方面起到非常重要的作用，路床必须具有足够的强度和压实度。通过对地质资料分析，本线基底分布有大量的高液限粘土、生活垃圾及有机质土需要进行处理。1、地下水影响路段部分路段地下水位较高，路基土多为粘性土，路床处于潮湿状
9、态，如不处理，将严重影响路面寿命。对地下水位较高路段路床换填渗水性填料，并沿路床两侧设置碎石盲沟，降低地下水位。如大芬立交LSYK4+025LSYK4+180段路基位于低洼地带，地下水位较高，处理措施为在道路边迎水侧设置碎石排水盲沟截排地下水，对路床80cm范围进行换填渗水土处理。2、不良土质地基路段本项目不良土主要包括高液限粘土、生活垃圾、绿化带有机质土等。高液限粘土CBR值低，不能满足路床强度要求，需要进行换填或改良处理。换填处理施工工期短，不受场地限制。改良处理施工工期较换填长，需要足够的施工场地，但费用较换填便宜。本项目受现场场地及工期要求，一般采用换填处理。拓宽路基基底为生活垃圾或有
10、机质土，不能满足路基强度及压实度要求。设计将车行道基底范围生活垃圾及有机质土挖除换填处理。4.1.2 地下管线及地铁承台等结构物路基加固处理1、地下结构物埋深控制管线和地铁隧道、承台等结构物布置时，首先应加大埋深、尽量避免侵入路床范围，一般埋深要求不小于1.52.0米，以避免因路床范围刚度不均匀造成路面沿结构物边缘开裂，出现早期损坏。许多路段，受客观原因限制，大量管线等埋深无法达到上诉要求，必须对路面采取一定的加固措施，避免或延缓裂缝的出现。对侵入车行道范围的房屋基础、地铁及箱涵施工的维护桩等结构物，要求拆除路床底面以上的结构物，并对3.0m宽度范围内进行超挖回填，在车行道范围路床底面和顶面分
11、别铺设一层土工格栅。2、管线沟槽、承台基坑回填管线沟槽、地铁承台、明挖隧道基坑等回填如处理不当，极易形成不均匀沉降，影响路面寿命。本项目管沟、箱涵及承台等结构物开挖空间小，碾压困难，首先应严格控制回填材料质量，一般应采用易于压实、水稳定性较好的材料，如渗水土等，个别深度大的沟槽等应采用石粉渣等进行回填。回填压实度应保证96%。4.2支挡结构设计4.2.1 临近建筑物支挡结构设计项目沿线建筑密布，房屋建筑大多采用浅埋基础，一般都建在未做处理的天然地基上。为减小拆迁、降低工程实施难度，有大量的建筑紧邻路基高边坡或管线深基坑，带来大量的安全隐患。在选择支挡结构形式时，应优先采用收坡效果好、对建筑物有
12、预加固作用的桩板式挡墙等结构。因沿线建筑物的情况各不相同，本项目支挡结构形式多样。如K30+950附近道路左侧，有一栋2层高的砖瓦房，为村民的宗族祠堂，无法拆迁。该建筑距离人行道边线最近仅0.5m，高差约8m，若采用一般支挡结构，在其基础施工时，必然对房屋基础产生扰动，影响房屋结构安全。因此，该段采用桩板式挡土墙设计方案，有效保证建筑安全。K17+000左侧G2辅道，该辅道是对一条与深惠路并行的既有道路进行改建，要求施工期间需保证既有道路的通行。其中G2K0+253.516G2K0+381.016段，挡土墙距离堑顶建筑物较近，辅道与主线最大高差约7m，如采用普通挡墙则施工开挖边坡将对墙后地下管
13、线以及相邻建筑物安全产生影响，同时将会中断既有道路的交通。因此，该段采用桩板式挡土墙设计方案，既保证了建筑物的安全，又满足了施工期间既有道路通车的要求。4.2.2 支挡结构与管线综合设计本项目增加了大量的市政管线，部分雨污水管线管径大、埋置深，不可避免的与路基支挡结构出现交叉、冲突的情况。K7+380左侧有一3.52箱涵横穿丹竹大道D匝道，与D匝道拟建高达10m挡土墙位置冲突，设计采用桩基挡墙上跨箱涵的处理方案，保证挡土墙的安全，也解决了箱涵布置需要。沿线局部路段地形复杂，受场地限制，支挡结构布置空间有限。K8+540K9+099道路右侧为东深河，道路拓宽改建后将会侵占原沟渠，受沟渠外侧场地限
14、制，需设置挡土墙收坡满足沟渠改移要求。并且该段有多处设计箱涵及雨水管横穿挡土墙，挡土墙最大墙高10m。该处挡墙结合改沟进行综合设计，采用悬臂式或扶壁式挡土墙，并作为改沟一侧的沟壁。由于为浸水挡墙，且洪水位较高，为保证挡土墙的安全性，设置钻孔灌注桩基础。扶壁式挡土墙扶壁位置避开设计箱涵及雨水管横穿挡土墙的开孔位置，并对开孔处进行加固处理，并严格控制管线沉降，避免不均匀沉降导致管线开裂。4.2.3 既有结构物利用对既有结构物利用应特别慎重，首先通过现场调查对其进行安全性评价，对安全性能满足要求的则直接利用;对安全性不能满足要求，则需要进行加固处理。本项目对既有挡土墙的利用，结合拓宽、加高情况，采用
15、锚杆加固处理技术，提高其安全性，即在既有挡墙上钻孔，插入锚杆后注浆。锚杆采用25HRB335螺纹钢制作，锚杆采用矩形布置，锚杆间距及锚杆长度根据安全性要求确定;锚孔直径90mm，采用M30水泥砂浆灌注;注浆完成后墙表面用C20砼封面。4.2.4 临时支护设计本项目不同于一般公路改建，改建受拆迁、交通疏解等的控制，挡土墙、管线基坑无法采用放坡开挖的方式，一般需要采取临时支挡措施。本项目挡土墙基坑或埋置深度较浅的管线开挖时，一般采用钢板桩支护;较深的基坑一般采用钻孔灌注桩或土钉支护，当对基坑变形控制要求较高时，应首先考虑采用钻孔灌注桩支护。K12+673K16+571四联河箱涵路段，基坑最大开挖深度达13.5m，周边分布大量39层的民房，建筑基础形式大多为浅埋基础，直接布置在天然地基上，最近的建筑距深基坑边缘距离仅2.6m。基坑支护结构采用钻孔灌注桩+旋喷桩止水支护方式，并在灌注桩冠梁处设钢管横撑，有效的保证了深基坑开挖施工的安全。4.2.5第三方监测设计为保证建筑物安全，需及时掌握施工期间及施工完成后建筑物的变形情况，以指导设计及施工。为此，本项目进行了建筑物监测专项设计，由第三方监测
