拓宽工程中台阶开挖设计

11.3　拓宽工程中台阶开挖设计

新老路基的结合部是拓宽和拼接工程的薄弱环节，往往采用开挖台阶的方法以增加新老路基的接触面，增强新老路基的结合面的摩阻力和抗剪强度，保证新老路基之间的有效结合和整体性；同时，开挖台阶还可以去除边坡表层的松软土层，为土工格栅的铺设提供必要的锚固长度。但是，从目前的拓宽工程看，台阶开挖的高度、宽度、倾角等几何形状存在着很大的差异，表11.4列出了我国主要高速公路拓宽工程台阶拼接的设计方案。

表11.4　我国主要高速公路拓宽工程台阶拼接设计方案

老路边坡开挖台阶的作用主要体现在三个方面：①去除边坡一定深度内的表层土和压实不足的填土，换填并压实。②新旧路基结合部始终是一个薄弱环节，台阶开挖使得结合部有较多的接触面积，抗剪能力增强。③横向台阶面为土工格栅的使用提供一个锚固长度。

老路边坡开挖的台阶可以分为标准式台阶、内倾式台阶、竖倾式台阶和内挖式台阶四种形式。标准式台阶就是根据原路或削坡后的边坡坡度确定台阶的宽度和高度；内倾式台阶就是在标准式台阶的基础上，在台阶的水平面上设置内倾角，竖向倾斜式台阶是将台阶竖向台阶面向路基中心方向倾斜的开挖方式；内挖式台阶是以比原路基边坡更缓的坡度开挖的台阶。目前国内拓宽工程常用的方式为内倾式台阶，如广佛高速公路和沈大高速公路拓宽工程等，沪宁高速公路拓宽工程则部分尝试采用了竖倾式台阶，武汉绕城高速公路与京珠高速公路拼接段同时采用了台阶顶面内倾和竖面倾斜的方式。各种台阶的优缺点见表11.5。

表11.5　不同台阶开挖形式的优缺点

台阶的高度和宽度受制于老路边坡削坡的坡度，在路堤高度一定时，并非台阶越多拼接效果就越好，影响新老路基拼接效果的主要因素是台阶的宽度。综合优化分析表明，最优台阶高度在75～90cm之间，即最佳台阶宽度在110～130cm之间。