山區(qū)高速公路高填方路基施工質(zhì)量控制措施

吳紅麗

宿遷市求質(zhì)市政交通工程檢測中心

山區(qū)高速公路高填方路基施工質(zhì)量控制措施

吳紅麗

宿遷市求質(zhì)市政交通工程檢測中心

結(jié)合福建省高速公路建設(shè)施工的實際情況，主要介紹目前我國山區(qū)高速公路高填方路堤施工的工藝措施，并根據(jù)作者的經(jīng)驗，簡要分析了高速公路高填方路堤發(fā)生病害的原因，并提出了高填方路堤施工的關(guān)鍵技術(shù)及質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

福建省地區(qū)多為山嶺重丘地帶，地形多山、多水，因此對于該地區(qū)高速公路的建設(shè)就提出一個重要的問題，即如何解決高填方路堤的問題。以往其他山區(qū)地段修建高速公路的過程中，都曾出現(xiàn)過因地質(zhì)、地貌的不同，而導(dǎo)致高填方路堤失穩(wěn)的現(xiàn)象。因此，如何確保高填方路堤的穩(wěn)定性，成為山區(qū)高速公路修筑中必須解決的問題。所謂的高填方路堤是指填方總高度超20.0m的路堤，若水稻田或常年積水的地帶，當(dāng)采用細粒土填筑時，高度在6.0m以上時也劃為高填方路堤的范疇。

高填方路堤病害的原因分析

高填方路堤的施工中，由于路堤所處的環(huán)境千變?nèi)f化，隨著時間的推移，在重復(fù)荷載的作用下發(fā)生的病害問題較多，且較難治理。高填方路堤多會出現(xiàn)邊坡滑坍或路堤開裂、沉陷、滑動等病害。以下簡要分析幾種病害情況產(chǎn)生的原因。

（1）路堤設(shè)計不合理，主要因為設(shè)計過程中所考慮的地質(zhì)條件不全面、土工實驗資料等不能完全反映現(xiàn)場各段落的實際情況。

（2）施工工藝不當(dāng)；填料不合格，填料中混進了種植土、腐殖土或泥沼土的劣質(zhì)土。填筑工藝不當(dāng)、厚度控制不均勻，接頭處理不到位，或者壓實的工藝不當(dāng)。

（3）技術(shù)、質(zhì)量管理措施不嚴格。

高填方路堤施工前的準(zhǔn)備工作

路堤填筑前需認真做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作，只要在必要的準(zhǔn)備工作做的充足的情況下，才能保證整個路堤施工過程中質(zhì)量始終受控。

（1）首先要對原地面進行調(diào)查和處理。福建地區(qū)常年雨季時間較長，各種植被生長茂密。因此在填筑施工前，必須對地表植被以及根系進行徹底清除干凈，必要時挖除非適用土質(zhì)并采取相應(yīng)的換填措施，然后分層壓實恢復(fù)到原地面的高程，以保證路堤的填筑質(zhì)量。

（2）坡面連接處的處理。原有坡面較大時，應(yīng)根據(jù)坡面現(xiàn)有地形，將坡面分段做成底寬不小于1m的臺階，且每處臺階頂面應(yīng)向內(nèi)傾斜5%左右，并分層夯實處理，防止路堤的滑移。

（3）高填方路堤施工前，要對所使用的填料做好相應(yīng)的試驗檢測，確保各項指標(biāo)滿足要求。在開工前要選定具有代表性的路段進行試驗段施工，以確定相應(yīng)路堤施工的松鋪厚度、壓實遍數(shù)、機械組合、壓實厚度等施工參數(shù)，并上報試驗段總結(jié)報告，便于后期施工控制。

（4）完善的質(zhì)量保證體系、施工技術(shù)方案。施工生產(chǎn)對于技術(shù)方案的要求越來越高，承包單位必須在高填方路堤施工前，建立、健全質(zhì)量保證體系，同時根據(jù)現(xiàn)場情況編制切實可行的施工技術(shù)方案。

高填方路堤的施工階段

路堤隨著填筑高度的增加其工后沉降也隨之增加。實踐證明，車輛荷載作用影響僅為100cm左右的深度，高填方路堤的沉降主要是自重作用。因此，路堤填筑的壓實度控制尤為重要。同時鑒于福建地區(qū)的氣候、土質(zhì)等因素，應(yīng)合理安排施工時期，并確保路堤填筑完成后有足夠的工后沉降時間，以便對不足部位進行有效處理。從而減少或避免在投入運營過程中，路面產(chǎn)生裂縫、車轍、沉陷等病害。壓實度主要應(yīng)從以下幾方面控制：

（1）填筑材料的選擇要符合要求，根據(jù)施工準(zhǔn)備階段所確定的土質(zhì)進行填筑，施工過程中避免將不同性質(zhì)的土進行混填。當(dāng)填料發(fā)生變化時，都必須要重新取樣進行重型擊實試驗，以確定其最佳含水量及最大干密度，以便指導(dǎo)現(xiàn)場路堤施工。

（2）嚴格控制施工時的填料含水量。含水量是影響壓實效果的重要因素，含水量較小時，壓實效果較差，容易出現(xiàn)表面松散、碾壓不密實等問題；含水量過大時，土中的自由水較多，施工中會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。只有在接近最佳含水量時，壓實效果最佳。從理論而言，在最佳含水量條件下的土體，壓實強度及穩(wěn)定性最佳。因此必須在施工過程中嚴格控制填料的含水量，含水量過大時現(xiàn)場可采取翻曬，進行碾壓時在最佳含水量±2%的范圍內(nèi)才允許施工，且盡量避開雨季施工。

（3）分層填筑、碾壓。采用水平分層填筑法進行路堤填筑施工?，F(xiàn)場壓實時，填筑的松鋪厚度應(yīng)根據(jù)試驗段結(jié)果的各項參數(shù)確定，且分層厚度不應(yīng)超過30cm。

（4）路堤邊緣應(yīng)加寬30～50cm與整體同步填筑，以避免因壓實不到位到位，形成松散而造成雨后沖刷滑坍，保證路堤的壓實質(zhì)量。碾壓時由外側(cè)向內(nèi)側(cè)方向碾壓，如果方向相反將會對填料向外側(cè)擠推，造成邊緣下沉，且接頭容易處理不當(dāng)。

（5）路堤在壓實過程中，嚴格按照試驗段已確定的機械組合（壓路機、推土機、平地機等）進行落實。只有按既定的機械組合、碾壓遍數(shù)、填筑厚度等要求組織施工，才會更加經(jīng)濟地達到設(shè)計規(guī)定的壓實度。同時在碾壓過程中一定要控制好壓路機的碾壓速度，按試驗路段確定的速度實施；為保證壓實效果避免漏壓現(xiàn)象，相鄰兩次的輪跡重疊應(yīng)達到20cm以上。

（6）在施工高填方路堤的過程中，往往需要進行補償壓實，補償壓實要根據(jù)具體的填料選擇合適的壓實方法，如振動壓實、強夯及沖擊壓實。目前福建省在建的高速公路多采用沖擊壓實進行補償壓實。這一原理是將原來壓路機的圓形輪型變成三邊形（或多邊形），利用該鋼輪在路堤上的連續(xù)滾動，并在滾動中完成沖擊輪自身質(zhì)量的重心抬高、下落形成沖擊勢能，從而對路堤土基進行沖擊壓實。

（7）加強現(xiàn)場試驗檢測，是保證壓實效果的必要手段。要求每層必須檢測壓實度。其檢測方法多采用灌砂法，檢測頻率為每2000m3檢測4處，選擇的檢測點必須有代表性，避免路堤邊緣地段漏檢，以確保路堤壓實的整體質(zhì)量。對所檢測的壓實度數(shù)值要采用數(shù)理統(tǒng)計分析的方法，驗證壓實度代表值，以滿足設(shè)計的要求。對壓實度不合格的層次或段落必須繼續(xù)碾壓處理，復(fù)檢合格才能進行下道工序的施工作業(yè)。

（8）密切關(guān)注現(xiàn)場填料的變化，如填料土質(zhì)發(fā)生變化時，必須取樣重做重型擊實試驗，以準(zhǔn)確確定其最佳含水量及最大干密度?，F(xiàn)場檢測時所用的標(biāo)準(zhǔn)砂也必須經(jīng)常進行標(biāo)定，保證壓實度檢測結(jié)果的準(zhǔn)確、可靠性；在現(xiàn)場灌砂法的檢測操作時，開孔底部必須取貫穿該層填筑厚度直至上一層的頂面為止，以保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、有效。施工過程中加強層層質(zhì)量控制，才能保證路堤的整體壓實質(zhì)量。

（9）做好施工工藝控制，才能保證高填方路堤的整體穩(wěn)定性。當(dāng)填筑地段的路堤所處斜坡時，且原坡過陡（大于1：5）時，原地面要分段、分級開挖臺階，做成底寬不小于1m的臺階，且每處臺階頂面應(yīng)向內(nèi)傾斜5%左右，并進行分層夯實、碾壓，切不可人工修筑“假臺階”。結(jié)合現(xiàn)場實際情況，一般對于類似較差的地質(zhì)條件的地段，設(shè)計中增加了土工格柵等加強輔助措施，施工中應(yīng)嚴格按設(shè)計進行規(guī)范安裝操作，以確保高填方路堤的整體穩(wěn)定性。

（10）必須重視水的處理問題。排水設(shè)施的合理設(shè)置，有效地排除地下水與地表水，如此才能有效減少路堤各種病害的產(chǎn)生；尤其對于福建地區(qū)，山體中地下水豐富，更應(yīng)當(dāng)重點考慮路堤的縱橫向排水設(shè)施，否則將會造成路堤長期受水浸泡、垮塌等嚴重后果。

①地下排水。為了將地下水暢通的排出路堤外，可采用設(shè)置碎石盲溝、設(shè)置暗溝或滲溝等多種方式。目前大多數(shù)的方法是采用盲溝的形式引排地下水。高速公路施工過程中應(yīng)加強重視盲溝的施工質(zhì)量，盲溝施工中應(yīng)重點檢查盲溝平面位置、斷面尺寸、深度及底部高程；盲溝基礎(chǔ)質(zhì)量；盲溝墻身的密實度、垂直度；不同透水材料的填筑層次和土工合成材料等指標(biāo)。

②地面排水。為了保持路堤能處于穩(wěn)固、干燥狀態(tài)，必須將影響路堤穩(wěn)定的地表水進行有效的攔截和排除，同時做好防止下滲、漫流的措施。做好路堤周邊排水設(shè)施，形成有效的排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調(diào)。在路堤施工期間，應(yīng)重視施工排水，防止因各種原因造成不必要的損失。

經(jīng)實踐證明，因地制宜采用的地面排水設(shè)施，如邊溝、截水溝、急流槽以及地表的橫向排水管，均取得很好的效果。

高填方路堤施工中應(yīng)注意的幾個問題

為確保高填方路堤的施工穩(wěn)定性，保證其使用壽命和年限，在施工過程中應(yīng)注意幾個問題：

（1）液限大于50%，塑性指數(shù)大于26的土，屬于高液限的土質(zhì)。由于高液限粘土液限高、塑性指數(shù)大，極易出現(xiàn)吸水膨脹和失水收縮的現(xiàn)象，此類土屬于不良路堤填料，不能用于福建山區(qū)高速公路路堤填筑，若在施工高填方路堤時遇到該種土質(zhì)又必須使用時則需要采用工藝法進行改良處理，以防給路堤的施工質(zhì)量留下隱患。

（2）福建山區(qū)修建高速公路，填石路堤是無法避免的一種路堤結(jié)構(gòu)形式。填石路堤的填料，主要來源于大量的石質(zhì)挖方和隧道棄方。因此，施工中應(yīng)考慮在合適的部位和層次上使用石料填筑。最好的做法是在路堤施工的基礎(chǔ)部位，采用填石路堤，一方面可以起到加固路堤的作用，另一方面可以有利于解決地下水的問題。

（3）要重視臺背回填的處理。結(jié)構(gòu)物和路堤交界處由于是剛、柔性銜接的位置，易產(chǎn)生不均勻沉降，造成今后路面起伏、開裂和橋頭跳車。因此要重視臺背回填的施工質(zhì)量，要選擇合適的透水性材料、分層壓實，每層厚度不超過15cm；若采用砂性土填筑則要嚴格控制壓實度指標(biāo)，最大限度的減少工后路堤的壓縮沉降。

（4）要重視軟基處理。高填方路堤路段若遇到軟基，則一定要慎重處理，確保軟基處理到位。高速公路的建設(shè)中，軟土層或淤泥層較薄地段，一般采用砂墊層的處理方式，必要的部位進行了置換填土。以往的高速公路也有采用反壓護坡、拋石擠淤等方法進行軟基處理的。但無論哪種方法都必須認真對待，嚴格施工，否則留下的影響將是巨大的。對于施工部位的處理，可采取增設(shè)土工格柵、墊隔土工布等辦法進行加固處理。

（5）要重視高填方路堤的沉降觀測。沉降觀測對于高填方路堤施工具有重要的意義，一則可以發(fā)現(xiàn)其在施工中具體的沉降指標(biāo)，指導(dǎo)下一步施工，同時也可以將隱患最早的發(fā)現(xiàn)，避免通車后出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量事故。一般要安排對中心填高大于10m且進行過換填的地段每處進行1～2個斷面的沉降觀測。沉降觀測含位移觀測和水準(zhǔn)觀測兩個方面，要通過布設(shè)位置樁和水準(zhǔn)樁來完成測量任務(wù)。沉降觀測點要求根據(jù)實際情況布置在路中心、兩側(cè)路肩處，每填筑一層觀測一次，如果兩次填筑間隔時間較長，則每3d至少觀測一次。

（6）要重視邊坡防護的功用。無論采用硬防護還是軟防護，都必須嚴格按照設(shè)計圖紙的要求施工。邊坡防護對于整個邊坡的穩(wěn)定具有一定的影響，即便是植草皮、液壓噴播植草、三維植被網(wǎng)或土工格柵植草等軟防護都有其功效。一方面防護可以有效減少邊坡土受重力和雨水沖刷產(chǎn)生滑移，另一方面植被的根系也可以起到穩(wěn)固邊坡坡面的作用。

結(jié)束語

隨著我國高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，山區(qū)高速公路的建設(shè)也將越來越多。由于各方面的原因，我國對于高填方路堤的質(zhì)量控制還不是非常完善，尤其是在高速公路建設(shè)過程中，常會遇到各種各樣的問題，對后期高速公路運營的安全性與舒適性都有一定的影響，因此施工中對其質(zhì)量的控制就提出了更高的要求。建設(shè)高質(zhì)量的高速公路高填方路堤是目前和以后高速公路建設(shè)中必須面對和解決的問題，相信通過全國公路研究者及建設(shè)者的不斷探索，我國在這方面一定會有更好的發(fā)展。