淺談高填土路基的質(zhì)量監(jiān)控

王雪梅　王　丹　李　會(huì)

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-0992(2009)02-0030-02

摘要：本文論述了高填方路基施工中所需控制的各個(gè)環(huán)節(jié)，及填方中的地下水的排引對(duì)高填方路基施工的建議。

一、前言

高速公路作為社會(huì)現(xiàn)代文明的產(chǎn)物，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活起到了具大的推動(dòng)作用，因其全封閉、全立交的特點(diǎn)，為滿足快速、安全、經(jīng)濟(jì)、舒適等社會(huì)發(fā)展需要，而得到迅速發(fā)展，在山區(qū)修建高速公路也很普遍，高填深挖路基逐漸增多，如何控制好高填土路基的施工質(zhì)量，就顯得尤為重要。本文主要針對(duì)高填土路基施工監(jiān)控談幾點(diǎn)粗淺看法。

二、高填土路基的主要病害

路基是路面的基礎(chǔ)，路基施工質(zhì)量的好壞，直接影響到路面的質(zhì)量、影響路面的使用壽命、行車舒適性和行車安全等，因此控制路基的施工質(zhì)量，尤其是控制高填方路基的施工質(zhì)量，對(duì)減少路基病害的發(fā)生，提高公路的使用壽命顯得極為重要。

高填方路基的主要病害有：整體或局部沉降、縱橫向開裂、滑坍等，其產(chǎn)生的原因主要是工程地質(zhì)和施工質(zhì)量。這里主要談如何控制高填方的施工質(zhì)量，以減少病害的發(fā)生。

三、高填土路基的施工準(zhǔn)備階段

填料的選擇很關(guān)鍵，塑性指數(shù)較大的粘土不穩(wěn)定，一般不宜用作填料，非用不可時(shí)，必須在接近最佳含水量的情況下碾壓，且要設(shè)置好排水設(shè)施。但含水量超過最佳含水量的兩個(gè)百分點(diǎn)以上時(shí)，必須進(jìn)行晾曬、摻入石灰或固化材料等技術(shù)措施處理。粉質(zhì)土和細(xì)亞砂土這些低粘土比較容易壓實(shí)，但壓實(shí)不足時(shí)，會(huì)由于過分飽水而大大失去穩(wěn)定性，并且在不利水文、氣候條件下易發(fā)生凍脹。最合適的是砂性土，容易壓實(shí)，有足夠的穩(wěn)定性，遇水不致過分泡軟。因此高填方施工前，承包人必須對(duì)填料做下列試驗(yàn)項(xiàng)目：

1液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)；細(xì)粒土隨著土中含水量的不同，分別處于各種不同的狀態(tài)。界限含水量尤其是液限、較好地反映出土的某些物理力學(xué)特性，如壓縮性、脹縮性等，液限是土可塑狀態(tài)的上限含水量，塑限是土可塑狀態(tài)的下限含水量。含水量低于縮限。水分蒸發(fā)時(shí)土體積不再縮小。

2顆粒分析；利用現(xiàn)場(chǎng)取得含粗顆粒之土樣，於試驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行顆粒分析試驗(yàn)，以求得該土樣的完整粒徑分布狀況。以便于用級(jí)配最佳的填筑材料。

3密度；

4相對(duì)密度；

5重型擊實(shí)；試驗(yàn)的目的是用標(biāo)準(zhǔn)的擊實(shí)方法，測(cè)定土的密度與含水率的關(guān)系，從而確定土的最大密度與最優(yōu)含水率。

6承載比(CBR)；是評(píng)定路基土材料的強(qiáng)度。

7有機(jī)質(zhì)含量及易溶鹽含量。

施工監(jiān)理要對(duì)液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、重型擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)等進(jìn)行復(fù)核，以確保標(biāo)準(zhǔn)性試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，并要求承包人的自檢體系一定要健全、完備。

在開工前要求承包人在試驗(yàn)路段進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，確定路基施工的機(jī)械組合、壓實(shí)遍數(shù)、松鋪厚度、壓實(shí)厚度、松鋪系數(shù)等施工數(shù)據(jù)。

四、高填方路基的施工階段

隨著大噸位、重型車的發(fā)展，輕型擊實(shí)試驗(yàn)已不能適應(yīng)現(xiàn)代交通的需要。按輕型擊實(shí)試驗(yàn)控制的路基壓實(shí)，在重型交通作用下，將繼續(xù)被壓實(shí)，導(dǎo)致路面變形，甚至破壞。對(duì)于高填土路基，采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，以土最大密實(shí)度作為標(biāo)準(zhǔn)密實(shí)度，使路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性大幅度提高。

實(shí)踐證明，如壓實(shí)度大于95％時(shí)，填高每增加1米，工后沉降約為1厘米，而車輛荷載作用影響僅為80～150cm深度，路基沉降主要是自重作用，因此，路基的層間壓實(shí)顯然成為控制的重點(diǎn)。路基壓實(shí)度是保證路基強(qiáng)度及路面使用質(zhì)量的關(guān)鍵，直接關(guān)系到路面的使用性能及壽命。如果路基壓實(shí)度不足，在運(yùn)營(yíng)過程中，路面就可能產(chǎn)生轍槽、裂縫、沉陷等病害，使路面產(chǎn)生剪切破壞?？刂茖娱g壓實(shí)度成為控制施工質(zhì)量的重中之重，應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手。

1我國(guó)南方雨量充沛，雨季又長(zhǎng)，因此，各種喬灌植被生長(zhǎng)茂盛。為保證路基的填筑質(zhì)量，在填筑前，清表和挖除工作要徹底進(jìn)行必須對(duì)植被根系進(jìn)行徹底挖除。挖除后的根穴要進(jìn)行分層夯實(shí)，達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。監(jiān)理人員要對(duì)根穴壓實(shí)進(jìn)行抽檢，而按樁號(hào)位置作好記錄，備查。清表與植根挖除后，按規(guī)定進(jìn)行填前碾壓。

2填料控制路基填料不得使用淤泥、沼澤土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質(zhì)的土，施工中的不合格填料必須棄掉。液限大干50，塑性指數(shù)又大于26的土，以及含水量超過規(guī)定的土，不得直接作為填料。不同性質(zhì)的土應(yīng)分別填筑，不得混填。每種填料累計(jì)總厚不宜小于0.5m，當(dāng)填料發(fā)生變化時(shí)，或同一種填料填筑超過2000m3時(shí)，都要取樣進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)，確定最大干密度及最佳含水量，以便指導(dǎo)路基的壓實(shí)施工。

3嚴(yán)格控制含水量含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素，含水量較小時(shí)，水膜潤(rùn)滑作用不明顯，外部功能也不能克服粒間引力，土粒相對(duì)移動(dòng)不容易，因此壓實(shí)效果較

差，壓不密實(shí)；含水量過大時(shí)，土孔隙中會(huì)出現(xiàn)自由水，壓實(shí)功能不能使氣體排出，且壓實(shí)功能的一部分被自由水抵消，減小了有效壓力，壓實(shí)效果也較差，會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，且會(huì)粘輪。只有在最佳含水量時(shí)，最容易獲得最佳的壓實(shí)效果。理論上，在最佳含水量條件下壓實(shí)到最大干密度的土體，強(qiáng)度相對(duì)最高，水穩(wěn)定性最好。因此必須嚴(yán)格檢測(cè)用作填料土的含水量，只有在最佳含水量±2％的范圍內(nèi)才允許進(jìn)行碾壓。在施工現(xiàn)場(chǎng)主要用酒精燃燒法來測(cè)定填料土的含水量，如出現(xiàn)含水量ω<ω0—2％時(shí)，需加水均勻拌和；當(dāng)ω>ω0+2％時(shí)，需要晾曬。如果施工現(xiàn)場(chǎng)條件允許的話，可采用分段填筑、分段晾曬、分段碾壓的處理方法，并且盡量避開雨季施工。

4分層填筑、分層碾壓路堤填筑應(yīng)采用水平分層填筑法施工。同一層次不同用土?xí)r，搭接處成斜面，以保證在該層厚度范圍內(nèi)，強(qiáng)度較均勻，防止產(chǎn)生明顯變形，同時(shí)，對(duì)不同類土質(zhì)應(yīng)分別做擊實(shí)試驗(yàn)，以確定最佳含水量和最大干密度，不能幾種土質(zhì)混用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以免造成壓實(shí)度不夠或超百現(xiàn)象，影響路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。采用機(jī)械壓實(shí)時(shí)，分層的最大松鋪厚度，不應(yīng)超過30cm(機(jī)械攤鋪不超過25cm)，填筑至路床頂面最后一層的最小壓實(shí)厚度，不應(yīng)小于8Cm，壓實(shí)土層的密實(shí)度隨深度遞減，表面5cm的密實(shí)度最高。施工中松鋪厚度的控制采用插桿掛線，隨機(jī)挖孔及水準(zhǔn)量測(cè)綜合控制。填料的攤鋪采用平地機(jī)整平并輔以人工找平。

路堤邊緣往往壓實(shí)不到位，土體松散，造成雨后滑坍，故施工中邊緣部位要求寬填50cm，以保證全寬路基的壓實(shí)。因此段填方正處于山坡填筑，要求碾壓時(shí)一定要由外側(cè)向內(nèi)側(cè)開始碾壓，如果由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓，將會(huì)對(duì)填料向外側(cè)擠推，造成邊緣下沉。

路基在壓實(shí)過程中，并不是碾壓遍數(shù)越多，壓實(shí)效果越好，只有按試驗(yàn)路段中確定的碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓，才能保證每層的整個(gè)深度內(nèi)的壓實(shí)度處處均勻，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定

的壓實(shí)度。如碾壓遍數(shù)過多，土的密實(shí)程度并不會(huì)有顯著的提高，相反，會(huì)造成土體破壞，效果適得其反，且不經(jīng)濟(jì)。碾壓過程中一定要控制好壓路機(jī)的碾壓速度，由試驗(yàn)路段確定。相鄰兩次的輪跡重疊應(yīng)達(dá)到15～20cm，保證壓實(shí)均勻，不出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象。施工機(jī)械要求自重16T以上的振動(dòng)壓路機(jī)、推土機(jī)、平地機(jī)等，以保證碾壓質(zhì)量。

5加強(qiáng)測(cè)試檢驗(yàn)及壓實(shí)控制某高填土路段要求填料最小強(qiáng)度、最大粒徑、壓實(shí)度。

為保證壓實(shí)效果，必須加強(qiáng)測(cè)試檢驗(yàn)，要求施工單位層層自檢壓實(shí)度，監(jiān)理層層抽檢，檢測(cè)方法采用灌砂法，檢測(cè)頻率為施工單位按每2000m3檢測(cè)4處，監(jiān)理抽檢頻率為30％以上。抽檢點(diǎn)應(yīng)選在路基壓實(shí)薄弱處，以確保路基壓實(shí)質(zhì)量，對(duì)壓實(shí)度數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，驗(yàn)證壓實(shí)度代表值k必須滿足的條件：=n-cos u

o－分布表中隨自由度和保證率(或置信度)而變的系數(shù)：

－檢驗(yàn)值的均方差；

－檢測(cè)點(diǎn)數(shù)；

0－壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)值；

應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法，比單純算術(shù)加權(quán)平均值法要求更為嚴(yán)格，只有每一壓實(shí)層，檢驗(yàn)評(píng)定合格后，才允許填筑下一層，否則，需繼續(xù)碾壓處理，直至合格。

當(dāng)填料土質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，及同一填料填筑≥2000m3后，必須重新做重型擊實(shí)試驗(yàn)，確定最大干容重及最佳含水量，灌砂法所用的標(biāo)準(zhǔn)砂也必須經(jīng)常標(biāo)定，以保證壓實(shí)度檢測(cè)的準(zhǔn)確可靠性，在灌砂法的操作工藝上，取土樣的底面位置必須為每一壓實(shí)層底部，以保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。只有層層控制填土的壓實(shí)度，才能保證全深度范圍內(nèi)的壓實(shí)質(zhì)量。

6控制施工工藝，保證高填方路基的整體穩(wěn)定性當(dāng)路堤在斜坡上填筑，其垂直路中線測(cè)得的原坡陡于1：5時(shí)，原地面要挖成臺(tái)階狀，橫坡陡峻地段的半填半挖路基，必須在山坡上從填方坡角向上挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階，坡度為2％，臺(tái)階寬度不應(yīng)小于1m，并進(jìn)行夯實(shí)。筆者所監(jiān)理的高填方路段。所開臺(tái)階高1m，寬2m，向內(nèi)傾斜，坡度不小于2％，利用小型機(jī)具進(jìn)行夯實(shí)，施工中杜絕施工單位制造假臺(tái)階蒙混過關(guān)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)高填方路基的整體穩(wěn)定性。在地質(zhì)條件較差路段，建議在臺(tái)階部位增設(shè)鋪筑土工格柵的施工工藝。

五、地下水與地表水的排出

水是引起路基各種病害的主要因素，我國(guó)南方省份年降水量大，山體地下水極其豐富，如處理不當(dāng)，將會(huì)造成惡劣后果。為了將地下水暢通的排出路基以外，筆者施工路段填方專門設(shè)置了碎石盲溝，盲溝主溝總長(zhǎng)度91.65m、支溝199.3m，成功地將山體中的地下水引入河流。

在肓溝修建過程中，現(xiàn)場(chǎng)施工人員應(yīng)注意：(1)檢查盲溝基槽深度、底部高程、斷面尺寸、平面位置；(2)檢查盲溝基礎(chǔ)(底部不透水層)強(qiáng)度、縱坡；(3)檢查盲溝側(cè)墻垂直度、鈄坡度、縱向順直度；(4)檢查填筑的透水材料級(jí)配、含泥量、密實(shí)度、不同透水材料的填筑層次和土工合成材料。在以上項(xiàng)目的檢查中，如發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的，要及時(shí)糾正。

隨著路基填筑高度的增加，更應(yīng)及時(shí)排除路基頂表積水，根據(jù)縱斷面高程的變化，每隔2－30m設(shè)置一處臨時(shí)排水水簸箕，這樣既防止了雨水沖刷邊坡造成沖溝，又能將路基頂面積水排出，避免路基頂面積水引發(fā)的各種病害，為路基雨后及時(shí)施工創(chuàng)造了條件。

六、關(guān)于高填方路基施工的建議

為了更好地保證高填方路基的壓實(shí)效果及整體性，減少病害的發(fā)生，建議高填方路基施工中每10層施加重夯一遍，每10層測(cè)一次彎沉，以增加壓實(shí)量和檢測(cè)工作，確保壓實(shí)質(zhì)量。