路基填方作業(yè)受限區(qū)施工技術(shù)研究

李愛民（云南公投建設(shè)集團(tuán)有限公司，昆明 650032）

路基填方作業(yè)受限區(qū)施工技術(shù)研究

李愛民
（云南公投建設(shè)集團(tuán)有限公司，昆明 650032）

在橋臺、涵臺以及擋墻背等路基填方作業(yè)受限區(qū)域路基填方施工過程中，受施工場地條件的限制，回填位置回填面積往往狹小、填土形狀不規(guī)則，不適合大型機(jī)械施工，因而在此類路基填方作業(yè)受限區(qū)的壓實(shí)施工中，施工效率低，壓實(shí)度得不到保證，有工后沉降的風(fēng)險(xiǎn)。文章基于輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)施工的基本原理和工作特點(diǎn)，介紹了連續(xù)式強(qiáng)夯機(jī)解決填方作業(yè)受限區(qū)的壓實(shí)施工問題以及在云南西橋至石林高速公路土建項(xiàng)目中應(yīng)用情況，為今后解決路基填方作業(yè)受限區(qū)的施工提供了參考。

三背回填；輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)；沉降差；壓實(shí)度

1 前言

隨著我國公路建設(shè)的發(fā)展，新工藝、新技術(shù)的不斷引入，公路橋涵比例越來越大，特別是山區(qū)公路，平均每隔200多米有一道構(gòu)造物，導(dǎo)致在橋臺、涵臺以及擋墻背等路基填方作業(yè)受限區(qū)域回填工程量較大，而施工過程中，由于受施工場地等條件的限制，回填路基的整體壓實(shí)度難以得到保證，路基填方作業(yè)受限區(qū)在沒有經(jīng)過一個(gè)雨季的自然沉降的情況下，填方作業(yè)受限區(qū)位置路基工后沉降風(fēng)險(xiǎn)較大，部分路段將產(chǎn)生不均勻沉降，出現(xiàn)“橋臺跳車”現(xiàn)象[1]。因此路基填方作業(yè)受限區(qū)的壓實(shí)問題，成為目前路基施工中亟待解決的問題。

2 填方作業(yè)受限區(qū)常見路基病害及原因分析

2.1 路基病害

路基填方作業(yè)受限區(qū)常見病害包括路基開裂、路基沉陷以及路基坍塌等病害。

（1）路基沉陷是由于填方作業(yè)受限區(qū)壓實(shí)不足或無法壓實(shí)導(dǎo)致，在經(jīng)過一段時(shí)間的車輛碾壓或自然沉降后，導(dǎo)致路面有較大變形。如出現(xiàn)在橋臺和涵臺位置時(shí)，將出現(xiàn)“跳車”現(xiàn)象，嚴(yán)重影響車輛行駛安全。

（2）路基開裂是由于填方作業(yè)受限區(qū)壓實(shí)不足形成的一種網(wǎng)狀破壞，影響路基的連續(xù)性和整體性。同時(shí)，裂縫的存在使得路表水長期由裂縫滲入到基層中，從而影響了路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，導(dǎo)致路面的早期破壞，降低了路面的使用壽命。

（3）路基坍塌是指由于公路路基壓實(shí)不足或其他自然因素（如水的作用）形成的公路病害，這是路基工程中最為嚴(yán)重的病害，它會直接導(dǎo)致事故的發(fā)生，在公路設(shè)計(jì)和施工中，要嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)，杜絕此類惡性事故的發(fā)生[2]。

2.2 病害原因分析

由于路基填方作業(yè)受限區(qū)回填位置回填面積往往狹小、填土形狀不規(guī)則，不適合大型機(jī)械施工，因而在此類路基填方作業(yè)受限區(qū)的壓實(shí)施工中，往往使用小型壓路機(jī)壓實(shí)或蛙夯來分層夯實(shí)[3]，而小型夯實(shí)機(jī)械具有夯擊能量不足的缺陷，施工效率低，且不能滿足路基填方作業(yè)受限區(qū)回填材料施工的工藝要求，使得該區(qū)域回填路基的整體壓實(shí)度難以得到保證，上述路基填方作業(yè)受限區(qū)在沒有經(jīng)過一個(gè)雨季的自然沉降的情況下，填方作業(yè)受限區(qū)位置路基工后沉降風(fēng)險(xiǎn)較大[4]。

3 輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)工作原理

輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)能夠在裝載機(jī)或挖機(jī)工作裝置的牽引下，因而能機(jī)動靈活地對臺背、涵背以及擋墻背等路基填方作業(yè)受限區(qū)不同的位置進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的夯實(shí)，是一種輕型強(qiáng)夯設(shè)備。輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)在夯實(shí)沖擊的過程中通過在路基中形成沖擊波和動應(yīng)力，將路基土壓密、振實(shí)，以達(dá)到提高地基強(qiáng)度、降低壓縮性的目的。對路基的沖擊夯實(shí)過程中，一方面可以對地基產(chǎn)生壓實(shí)和擠密的作用；另一方面是通過強(qiáng)夯對地表下一定深度土層施加動力荷載，達(dá)到破壞土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少孔隙的作用。

該設(shè)備工作時(shí)利用液壓缸將夯錘提升一定高度后釋放，在重力作用下?lián)舸蚵坊?，每小時(shí)可以擊實(shí)900次以上，根據(jù)夯錘的質(zhì)量不同，每次對地面夯擊能量可達(dá)66 KJ～110KJ，有效壓實(shí)厚度可達(dá)3m，影響深度8m。相對于夯實(shí)前壓實(shí)效果提高3%～8%，能提高路基整體強(qiáng)度，減少工后沉降，對路基填方作業(yè)受限區(qū)構(gòu)造物影響較小。

4 應(yīng)用實(shí)例

云南西橋至石林高速公路是國道324線、326線的交匯段和云南省高速公路網(wǎng)的重要組成部分，是云南省聯(lián)接中、東部發(fā)達(dá)省份的重要經(jīng)濟(jì)干線和省政府確定的公路建設(shè)三年攻堅(jiān)項(xiàng)目之一。由于該項(xiàng)目中橋臺、涵臺以及擋墻背等路基填方作業(yè)受限區(qū)域回填土工程量較大，考慮到施工時(shí)間緊，施工任務(wù)較大，通過采用輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)施工方法，成功解決了該區(qū)域回填壓實(shí)困難，效率低以及壓實(shí)不足的問題，具體施工流程為：施工準(zhǔn)備→路基填方作業(yè)受限區(qū)回填施工→輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)試夯準(zhǔn)備→試夯確定施工參數(shù)→填筑高度2-3米進(jìn)行夯實(shí)施工→按確定的夯實(shí)次數(shù)及控制標(biāo)準(zhǔn)，完成2-3m填筑路基的夯實(shí)→下一層夯實(shí)→平整、測量場地高程→合格完成。

4.1 施工準(zhǔn)備

本次填方作業(yè)受限區(qū)施工試驗(yàn)點(diǎn)為云南西石高速公路K36+080橋臺背，填筑材料是碎石土，為無粘性的松散材料，＞5mm的碎石含量50%～70%，壓實(shí)度控制標(biāo)準(zhǔn)值為96%。對該橋臺背進(jìn)行回填施工時(shí)每填筑2m～3m高度時(shí)采用輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)對回填區(qū)域回填材料進(jìn)行夯實(shí)處理，以加快回填材料的固結(jié)沉降，提高路基整體施工質(zhì)量。

4.2 試夯

為保證夯實(shí)效果，需要通過試夯來確定最佳夯實(shí)遍數(shù)。對于每點(diǎn)，每夯實(shí)錘擊一次，測量一次沉降差。通過繪制沉降量與夯實(shí)次數(shù)的關(guān)系確定最佳夯實(shí)次數(shù)。每夯實(shí)一次并記錄沉降量，并繪制沉降量與夯實(shí)次數(shù)的關(guān)系圖。當(dāng)夯實(shí)第7次與第6次之間的沉降差小于2mm，因此可以判斷最佳夯實(shí)次數(shù)為7次。同時(shí)，為防止強(qiáng)夯時(shí)對路基填方作業(yè)受限區(qū)構(gòu)造物的沖擊破壞，靠近構(gòu)造物的第一排及第二排位置夯實(shí)次數(shù)應(yīng)在最佳夯實(shí)次數(shù)基礎(chǔ)上適當(dāng)減小3～4遍，其他位置采用最佳夯實(shí)次數(shù)。施工時(shí)遵循先垂直構(gòu)造物中線向兩邊夯實(shí)，從遠(yuǎn)離構(gòu)造物到靠近構(gòu)造物的順序進(jìn)行夯實(shí)，應(yīng)達(dá)到無漏夯、無死角，確保夯實(shí)質(zhì)量。

4.3 壓實(shí)效果檢測

為進(jìn)一步驗(yàn)證輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)的夯實(shí)補(bǔ)強(qiáng)效果，對路基填方作業(yè)受限區(qū)進(jìn)行夯實(shí)前，選取夯實(shí)區(qū)域中6個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行高程測量及壓實(shí)度檢測以及并記錄數(shù)據(jù)，檢測結(jié)果見圖1所示。壓實(shí)度檢測時(shí)，先將夯實(shí)完成后將表層20cm松散土挖除，通過灌砂法檢測壓實(shí)度。

圖6 夯實(shí)前后壓相對高程對比效果圖

4.4 夯實(shí)效果分析

（1）臺背路基填方作業(yè)受限區(qū)補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)施工完成后，由觀測數(shù)據(jù)得出利用輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)后，夯實(shí)前后沉降差能達(dá)到50～60mm，壓實(shí)度較夯前提高了2%～4%。

（2）輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)對路基填方作業(yè)受限區(qū)補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)后，夯實(shí)沉降效果明顯，但壓實(shí)度提高不是很大。主要由于灌砂法檢測碎石土材料壓實(shí)度存在誤差。同時(shí)，在補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)過程中由于沖擊力的作用，深層填料得到有效壓實(shí)，但表層填料擾動大，壓實(shí)度會減小，頂面下0.5～2米范圍內(nèi)的壓實(shí)度較大。因此，在利用輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)對路基填方作業(yè)受限區(qū)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)時(shí)，應(yīng)以沉降量檢測法為主要判定依據(jù)。

（3）從圖中可以看出，輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)對路基填方作業(yè)受限區(qū)夯實(shí)效果明顯，能夠大大減少填方作業(yè)受限區(qū)的工后沉降，降低了“橋頭跳車”的分險(xiǎn)。

5 結(jié)論

通過采用輕型液—壓強(qiáng)夯機(jī)路基填方作業(yè)受限區(qū)夯實(shí)施工方法后，能夠提高路基填方作業(yè)受限區(qū)域回填施工效率，加快施工進(jìn)度，為企業(yè)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，也為后期建成通車創(chuàng)造了良好的條件。不僅可以減少該區(qū)域回填材料的工后沉降，具有良好的社會效益。

[1]石寶光.淺談橋涵臺背回填施工質(zhì)量控制[J].城市建設(shè)理論研究（電子版）, 2011,(32).

[2]楊凱,潘文豪.髙速公路短路基填筑臺背回填技術(shù)處理措施[J].公路,2014,(9).

[3]王良發(fā),卿海園,蔣為.HHT-3連續(xù)式強(qiáng)夯機(jī)在公路 三背回填施工中的應(yīng)用[J].2014,(7).

[4]杜保印.高速公路橋涵臺背回填施工工藝與差異沉降分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,(28):228-228.

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1007-6344（2016）04-0029-01