論公路工程路基施工技術(shù)

李建龍

(張家口路緣公路工程有限責(zé)任公司)

1 路基填土與壓實(shí)

1.1 路基填料

規(guī)范規(guī)定了對(duì)路基填料應(yīng)有條件的選用。對(duì)路基填料的最小強(qiáng)度和最大粒徑給了量化的標(biāo)準(zhǔn)，采用CBR值表示路基土強(qiáng)度，引入路床的概念，對(duì)上路床的填料提出了限制性條件，高速公路和一級(jí)公路路面底以下0～30cm的路床填料CBR值應(yīng)大于8，下路床及其下面的填土也都給出相應(yīng)的規(guī)定值。當(dāng)路基填料達(dá)不到規(guī)定的最小強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)采取摻和粗粒料、或換填、或用石灰等穩(wěn)定材料處理。

1.2 路基壓實(shí)

當(dāng)前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機(jī)，碾壓效果有了明顯的改善。對(duì)于提高路基土的壓實(shí)度起到很好的作用。規(guī)范規(guī)定高速公路和一級(jí)公路路面底面以下80～150cm部分的上路堤其壓實(shí)度必須≥95％，對(duì)其他等級(jí)公路當(dāng)鋪筑高級(jí)路面時(shí)，其壓實(shí)度亦應(yīng)按高速公路和一級(jí)公路的標(biāo)準(zhǔn)采用。此外，還增加了對(duì)路堤基底的壓實(shí)度不宜小于93％的規(guī)定。

1.3 特殊潮濕地區(qū)路基土的壓實(shí)

在特殊潮濕地區(qū)，路基土的壓實(shí)是相當(dāng)困難的，規(guī)范對(duì)此作出了若干調(diào)整。一是壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)可根據(jù)試驗(yàn)資料確定或較表列數(shù)值降低2％～3％;二是對(duì)于天然稠度小于1.1，液限大于40，塑性指數(shù)大于18的粘質(zhì)土，當(dāng)用于下路床及其下的路堤填料時(shí)，可采用規(guī)定的輕型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn);三是改善填料的性質(zhì)，在土中摻加生石灰，通?？梢垣@得預(yù)期的效果，也可采用新型吸水材料加固。同樣，在張家口市張宣大道拓建工程中，部分路段屬潮濕地區(qū)，按一般的施工方法難以達(dá)到要求，采用第三種辦法取得了預(yù)期的效果。

1.4 黃土路基填筑及壓實(shí)

(1)黃土路堤施工時(shí)，應(yīng)做好填挖界面的結(jié)合(縱向)，清除坡面雜草，挖好向內(nèi)傾斜的臺(tái)階。如結(jié)合面陡立，無法挖成臺(tái)階時(shí)，可采用土工釘加強(qiáng)結(jié)合。若地基土層具有強(qiáng)濕陷性或較高的壓縮性，且容許承載力低于路堤自重壓力時(shí)，可考慮采用重錘夯實(shí)，石灰樁擠密加固。

(2)黃土含水量過小，應(yīng)均勻加水再行碾壓;如含水量過大，可翻松晾曬至需要含水量再進(jìn)行碾壓，也可摻入適量石灰處理，降低含水量。摻灰后應(yīng)將土、灰拌勻，其最大干密度應(yīng)通過擊實(shí)試驗(yàn)確定。

(3)老黃土透水性差，干濕難以調(diào)節(jié)，大塊土料不易粉碎，使用前應(yīng)通過試驗(yàn)決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料可用于填筑路床。黃土路堤應(yīng)分層填筑，分層壓實(shí)，大于10cm的塊料，必須打碎，并應(yīng)在接近壓實(shí)最佳含水量時(shí)碾壓密實(shí)。

(4)根據(jù)設(shè)計(jì)及時(shí)修筑外側(cè)邊緣的攔水、截水溝構(gòu)造物和急流槽，將水引至坡腳以外，對(duì)高度大于20m的路堤，應(yīng)按設(shè)計(jì)預(yù)留竣工后路堤自重壓密固結(jié)產(chǎn)生的壓縮下沉量。

(5)黃土地區(qū)應(yīng)特別注意路基排水，對(duì)地表水應(yīng)采取攔截、分散、防沖、防滲、遠(yuǎn)接遠(yuǎn)送的原則，根據(jù)設(shè)計(jì)及時(shí)做好綜合排水設(shè)施，將水迅速引離路基。在填挖交界處引出邊溝水量，應(yīng)做好出水口的加固。

2 路基路面排水

2.1 地面排水

最通常采用的地面排水設(shè)施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對(duì)于高速公路和一級(jí)公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護(hù)。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預(yù)制板塊也開始廣泛應(yīng)用。高速公路和一級(jí)公路通過水網(wǎng)地段的路基，過去逢溝設(shè)涵的做法在一些地方有了改進(jìn)，對(duì)路線兩側(cè)的灌溉溝渠重新系統(tǒng)布置，免去了穿越路線的排灌涵洞，從而提高了路基的工程質(zhì)量。

2.2 路面排水

路面排水的任務(wù)是迅速排除路面范圍內(nèi)的降水，減少水從路面滲入，使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應(yīng)≥2％。

雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水，在硬路肩外側(cè)設(shè)置水泥混凝土預(yù)制塊或現(xiàn)澆瀝青混凝土的攔水帶，其與硬路肩路面構(gòu)成三角形的集水槽，每隔20～50m間距設(shè)一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設(shè)超高路段的排水通過設(shè)在中央帶的圓形開口排水溝或雨水井進(jìn)行排除。在西部降水量低的地區(qū)大多采用在中央分隔帶設(shè)過水槽排水。第二種是分散排水，多用于西北地區(qū)地勢(shì)平坦，路線縱坡小于0.3％的長路段，除了硬化路肩和加固路基邊坡外，在經(jīng)過地下水位較高的綠洲地帶，也要防止邊坡上部的植草向上生長擋住橫向排水出路造成路表積水，改進(jìn)的方法是硬化路肩，設(shè)置路肩排水溝，增大溝坡排水。

2.3 地下排水

路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等，其特點(diǎn)是以滲透力式排水，當(dāng)水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。傳統(tǒng)的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物，近年研制的帶有鋼圈、濾布和加強(qiáng)合成纖維組成的加筋軟式透水管直徑8～30cm，很適用于地下排水。

3 路基防護(hù)

3.1 坡面防護(hù)

坡面防護(hù)的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風(fēng)化剝落以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)。近年來，隨著對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，高等級(jí)公路的邊坡多采用種草防護(hù)。邊坡較高時(shí)，采用砌石框格(方型、菱形、拱型、M型)種草防護(hù)。由于西部干旱缺水，邊坡種草防護(hù)類型的選擇很重要，現(xiàn)大多采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內(nèi)，當(dāng)草籽發(fā)芽也長成草起到固土作用后，無紡布纖維自然腐爛，不會(huì)污染環(huán)境，效果很好。

石砌圬工防護(hù)仍較普遍使用，混凝土預(yù)制塊護(hù)坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護(hù)面墻，用于路塹邊坡。破裂的或易于風(fēng)化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網(wǎng)或高強(qiáng)塑料網(wǎng)格噴漿，或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護(hù)也有較好的效果。

但由于石砌圬工及混凝土防護(hù)造價(jià)高、易破損等諸多問題，從保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，建議大力推廣既能改善生態(tài)環(huán)境，美化景觀，又一勞永逸的種草防護(hù)。

3.2 沖刷防護(hù)

防護(hù)沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護(hù)。傳統(tǒng)的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進(jìn)，用高強(qiáng)土工格柵代替鐵絲做石籠，用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護(hù)坡模袋做成的護(hù)面板防護(hù)受水沖浪擊的邊坡，很能適應(yīng)土體不均勻沉降。例如灤赤線二級(jí)公路沿白河水庫路段采用漿砌片石擋土墻，既防止了河水對(duì)路基的沖刷，又減少了路堤填土量，避免了路基侵占河床。

3.3 支擋防護(hù)

擋土墻用于支擋防護(hù)目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理，墻身圬工體積小，也廣泛應(yīng)用于公路路基的防護(hù)，但混凝土需要一定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。垛式擋土墻易于調(diào)整墻的高度，并采用預(yù)制構(gòu)件拼裝，是一種特殊型式的擋土墻。

4 軟土地基處理

4.1 灰土擠密樁

當(dāng)軟土地層含水量過大或過小時(shí)，可采取灰土擠密樁。

含水率過大可往孔內(nèi)填干土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管，或成孔后下套管;含水率過小，應(yīng)預(yù)先浸濕加固范圍內(nèi)土層，成孔順序應(yīng)先外圈，后里圈并間隔進(jìn)行;對(duì)已成孔應(yīng)防止受水浸濕，且應(yīng)當(dāng)天回填夯實(shí);為避免夯打造成縮頸堵塞，應(yīng)打一孔，填一孔;當(dāng)樁孔較密，土質(zhì)松軟，應(yīng)采取間隔跳打夯實(shí)?？滋盍锨皯?yīng)先夯打孔底3～4錘;根據(jù)試驗(yàn)測定的密實(shí)度要求，隨填隨夯，嚴(yán)格控制下料速度和夯擊次數(shù);回填料應(yīng)拌和均勻，并控制其含水量;每個(gè)孔填料用量應(yīng)與計(jì)算用量基本符合;夯錘重不宜小于100kg;錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實(shí)邊緣土，不宜采用平頭夯錘，落距一般應(yīng)大于2m;如地下水位較高，應(yīng)降低水位后再回填夯實(shí)。已出現(xiàn)疏松、斷裂或夾層，應(yīng)用洛陽鏟全部取出來，按規(guī)定重新填夯灰土，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。認(rèn)真按操作規(guī)程施工;灰土要按配合比稱量，攪拌要均勻，干濕要適度;每次下灰厚度、數(shù)量、落錘高度、夯擊次數(shù)要按試驗(yàn)規(guī)定，做到前后一致;施工中嚴(yán)格按質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)。

4.2 輕質(zhì)路堤

用輕質(zhì)材料填筑路堤可減輕對(duì)地基承載力的要求。目前國內(nèi)已有應(yīng)用粉煤灰填筑路堤的成功經(jīng)驗(yàn)，可使路堤自重減輕25％左右。用重型擊實(shí)試驗(yàn)法測定最大干容重為9～12kN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小，不具塑性，但液限在64％左右，最佳含水量37％～41％，有良好的壓實(shí)性能。粉煤灰路堤邊坡表層1～2m用粘質(zhì)土包覆，以穩(wěn)定邊坡和利于長草，路床頂面用粗粒土封閉，厚0.3～0.5m。

4.3 土工合成材料加固

淺層(一般小于3m厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑土工布，再填筑路堤，土工布起分隔、過濾、排水和加速固結(jié)等作用，從而取代常規(guī)的置換方法。

軟土層厚度3～5m，采用土工布與砂墊層聯(lián)合處治，排水砂墊層的厚度可由50cm減薄至30cm。也有在路堤下面與地表之間鋪設(shè)多層土工織物，利用材料的高抗拉強(qiáng)度克服地基的滑動(dòng)變形來保持穩(wěn)定，通過控制填土速率，配合超載予壓，使地基迅速固結(jié)。

采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵，以及采用網(wǎng)箱席墊處理軟土地基，其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側(cè)的位移受到限制，減少局部荷載。采用網(wǎng)箱席墊可減少總沉降量40％左右。

5 黃土陷穴處理

(1)灌砂法適用小而直的陷穴，以干砂灌實(shí)整個(gè)洞穴。

(2)灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠(yuǎn)的小陷穴，施工時(shí)先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在陷穴頂部每隔4～5m打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后，再在各孔作補(bǔ)充灌漿，一般需要重復(fù)2～3次。

(3)開挖回填夯實(shí)適用于各種形狀的陷穴，填料一般用就地黃土分層夯實(shí)。

(4)導(dǎo)洞和豎井適用較大、較深的洞穴，由洞內(nèi)向外逐步回填夯實(shí)，在回填前，應(yīng)將穴內(nèi)虛土和雜物徹底清除干凈。當(dāng)接近地面0.5m時(shí)，應(yīng)用老黃土或新黃土加10％的石灰拌勻回填夯實(shí)。

處理好的陷穴，其上層表面均應(yīng)用3∶7的石灰土填筑夯實(shí)或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應(yīng)按設(shè)計(jì)嚴(yán)格執(zhí)行。如原設(shè)計(jì)未要求時(shí)，其厚度不宜小于30cm。將流向陷穴的附近地面水引離，防止形成地表積水或水流集中產(chǎn)生沖刷。

[1] 公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1-2004)[S].中華人民共和國交通部發(fā)布.

[2] 土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(GB50290-98)[S].中華人民共和國建設(shè)部發(fā)布.

[3] 公路路基施工技術(shù)規(guī)范(JTG F10-2006)[S].中華人民共和國交通部發(fā)布.