淺談高填斜坡地帶路基的施工方法

李紅娟

摘要：本文在分析高填斜坡段狹窄填石路堤沉降變形原因的基礎(chǔ)上，提出對高速公路填石路堤進行強夯處理的壓實施工新工藝，指出對高填斜坡狹窄地帶高速公路填石路堤進行一定次數(shù)的強夯處理能從根本上減少路堤沉降隱患，保證其穩(wěn)定性和耐久性。

關(guān)鍵詞：高填斜坡地帶；填石路堤；強夯處理；沉降變形

引言

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)交通建設(shè)的里程越來越長，遇山開路也成為一種常態(tài)，在山區(qū)選線設(shè)計過程中，不可避免出現(xiàn)高斜坡地帶的高填路基，而這些高斜坡局部失穩(wěn)就對成型的路基質(zhì)量要求更高。如何在施工過程中處理好這些失穩(wěn)高斜坡地帶高填路基就成為一個非常棘手的問題。

一、工程條件

本項目地處貴州高原向廣西丘陵過渡斜坡地帶的中低山盆谷區(qū)，境內(nèi)的地層以二迭系和三迭系分布最廣，是中國典型的喀斯特地貌。項目屬北亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年平均降雨量1396.9mm，4～9月為多雨季節(jié)。據(jù)鉆探及地質(zhì)調(diào)繪資料，場區(qū)地貌以巖溶地貌為主，其次為侵蝕中低山地貌，覆土層為第四系殘坡積層含礫粉質(zhì)粘土，下伏基巖為二疊系上統(tǒng)茅口組中厚層至厚層狀灰?guī)r、偶夾白云巖、粉砂巖夾頁巖。地下水類型主要為碳酸鹽巖類巖溶水、基巖裂隙水及松散巖類孔隙水。填方路基邊坡坡度據(jù)設(shè)計要求，本段路基中心填高最高為35.2m，設(shè)四級邊坡，自上而下，第一級（0～8m）坡率1：1.5，設(shè)2m平臺；第二級坡率1：1.75，設(shè)2m平臺，坡高12m；第三、第四級坡率為1：2.0，坡高15.2m。距路基設(shè)計標(biāo)高20m以下范圍填石，距路基設(shè)計標(biāo)高20m以上范圍填土。

二、高填斜坡地帶填石路堤沉降變形的原因分析

1.現(xiàn)行公路工程技術(shù)規(guī)范要求填石路堤使用的壓實機具噸位偏低，碾壓功能有限，壓實工藝不足。

2.現(xiàn)行公路工程技術(shù)規(guī)范要求路堤的壓實度標(biāo)準(zhǔn)為：0～0.8m不少于96%；0.8～1.5m不少于94%；1.5m以下不少于93%，而大于6m以上的填石路堤均會產(chǎn)生較大的自重荷載，使填筑路堤發(fā)生壓實沉降。

3.高填斜坡地帶填石路堤，在縱向與橫向斷面上存在著自然客觀的差異沉降變形。通常，斜坡地帶填石路堤的層底難以壓實，為了形成壓實作業(yè)層的工作面，需不斷調(diào)整作業(yè)層的松鋪厚度，以避免同一斷面上密實度不均勻。

4.填石路堤采用的山體爆破石塊，難免存在著大于2/3層厚的石塊，且級配不好，而常規(guī)壓實機械的振動壓實功能不足，必然會形成較多石塊的點面接觸，這種不穩(wěn)定石塊骨架間存在的空隙，不能使石塊間達到緊密嵌擠咬合狀態(tài)，因此就容易產(chǎn)生不均勻的沉降變形。

三、高填斜坡地帶路堤填筑的處理施工工藝

為確保高路堤基底的穩(wěn)定及變形，要求清除原地表種植土，填筑石料找平地面后進行強夯處理。因地處深切V型沖溝地段，要在清除后的基巖上開挖臺階（沿路線橫、縱方向均要求），開挖后回填中硬質(zhì)巖。其次，因雨季地表水量大，路基填筑前應(yīng)做好溝底4×4m排水盲溝，施工期間應(yīng)做好臨時排水措施，使沖溝排水暢通，不得讓溝內(nèi)路基填筑場地內(nèi)積水。距路基設(shè)計標(biāo)高20m以下范圍填筑碎塊石，填筑粒徑不大于30cm，石塊強度不小于25Mpa，采用重型振動壓路機分層碾壓填筑，每填筑4m強夯補強一次。距路基設(shè)計標(biāo)高20m以上范圍填筑碎塊石土，采用重型壓路機分層碾壓，每填筑4m強夯補強一次，以減少高路堤的不均勻沉降和工后沉降變形。凡是填高大于18m的路基段，在距路基設(shè)計標(biāo)高8m以下路堤填筑采用重型壓路機分層碾壓后，每填高2m采用沖擊式壓路機增強補壓一次，每填筑4m強夯補強一次。

四、高填斜坡地帶路堤填筑穩(wěn)定性防護措施

為保證路基穩(wěn)定性及避免不均勻沉降，根據(jù)填方高度不同，設(shè)置若干層鋼絲格柵。分別設(shè)置在路面設(shè)計標(biāo)高以下0.8m、4.8m、8.8m、16.8m及28.8m處，五大層。每大層分三小層，每小層間隔40cm。高強鋼絲格柵要求滿足：抗拉強度≥80KN/m，接點抗剪力≥1500N，鋼絲直徑2.5mm，延伸率≤4%，網(wǎng)孔尺寸100×100mm。在路堤右側(cè)坡腳11～25m范圍內(nèi)溝心粉質(zhì)粘土采取挖除換填處理，換填基底置于穩(wěn)定基巖面上，換填材料采用挖方材料中的片塊石材料。在填石路堤右側(cè)坡面2m范圍內(nèi)采用大塊石碼砌。

五、路基監(jiān)測分析

針對工程所處復(fù)雜地質(zhì)條件及路基填筑高度，必須布設(shè)路基監(jiān)測點。其中沉降觀測是本工程施工中十分重要而繁重的工作，自施工初期即應(yīng)予以重視并組建專門的測量隊伍專事此項工作。觀測樁可分為水平位移觀測和垂直沉降觀測。水平位移觀測點設(shè)置在填筑區(qū)坡腳外，采用自制混凝土短樁（φ20×50cm，埋深0.5m），中間垂直插入φ10mm×150mm的不銹鋼釘，鋼釘頂部刻十字線。垂直沉降觀測點采用沉降板方式，設(shè)置在路基清表后的基巖上。觀測點設(shè)置完成后，應(yīng)立即進行零位測量。施工期間應(yīng)視填筑高度和沉降速率采用相應(yīng)的觀測頻率，在沉降量或沉降速率急劇增大的情況下，應(yīng)加強觀測。施工過程中觀測控制的標(biāo)準(zhǔn)：垂直沉降速率每晝夜不大于10mm，水平位移速率每晝夜不大于5mm（僅指向填土外側(cè)位移），如若超限，應(yīng)分析原因并酌情停止填筑，待觀測值恢復(fù)到限值以內(nèi)再行填筑。真空預(yù)壓階段的控制不受上述限值制約，當(dāng)填筑后期側(cè)向位移指向填土外側(cè)時則應(yīng)作為參照。填筑速率以水平位移控制為主。沉降測量從開始施工一直至今，期間經(jīng)歷了基底處理、地基加固、堆載預(yù)壓、路堤高填方等階段的施工，平均每個月測兩次，前期頻率較大，每星期測一次。預(yù)壓堆載從地基固結(jié)到堆載在3個月中完成，經(jīng)過6個月的預(yù)壓堆載，其中沉降為120mm～318mm，這些差異極大的沉降，正是地下不均勻土層的典型反映，對于此項高填斜坡地帶30m以上高填路堤范圍填筑碎塊石土，采用超載預(yù)壓固結(jié)是地基處理最好的方法，經(jīng)專家對沉降進行分析，沉降結(jié)果與理論計算值吻合，能夠保證工后沉降和地基均勻沉降。

六、結(jié)束語

高填斜坡地帶高速公路填石路堤存在客觀的差異沉降變形因素，采用常規(guī)的壓路機械碾壓施工，盡管路基填料壓實度能滿足規(guī)范要求，但是在路堤內(nèi)還存有.定量的空隙。強夯處理能最大限度地減少填石路堤之間填料的空隙量，對已按常規(guī)壓路機械壓實后的路堤進行強夯處理，效果顯著。對高填斜坡地帶高速公路填石路堤進行一定次數(shù)的強夯處理，能從根本上減少路堤沉降隱患，提高路堤的整體強度，保證其穩(wěn)定性和耐久性，從而大大提高高速公路的修建質(zhì)量。

參考文獻：

[1]曹喜仁.填石路堤工后沉降分析及工程計算方法探討[J].湖南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2002，29（6）.

[2]熊選愛.上海國際賽車場軟基處理施工技術(shù)簡介[J].中鐵四局集團公司（科技通訊），2003，20（10）.

[3]劉永躍.沖擊壓實在高填方施工中的應(yīng)用[J].筑路機械與施工機械化，2007，56（2），55—57.

[4]苑舉民，任官偉.強夯法高填方路基施工工藝與質(zhì)量控制[J].建設(shè)機械技術(shù)與管理，2009，22（9）.