高原濕陷性黃土地區(qū)沖溝高填方路基施工工藝及質量控制

尹懂懂

摘要： 隨著我國公路建設的日益加快，西北黃土高原地區(qū)的公路全面建設也緊跟其后。黃土高原地區(qū)地質地形復雜多變，為了降低投資，沖溝高填方路基施工成了普遍現(xiàn)象。但由于濕陷性黃土自身的原因，工后沉降較大，為了保證質量，沖溝的施工將又成為路基施工的重難點。因此，我們應該從施工工藝及質量控制著手考慮高原濕陷性黃土沖溝高填方路基的施工。

Abstract： With the speeding up of highway construction in China， the highway construction in the Loess Plateau of Northwest China is also followed. Loess Plateau geologic terrain is complex and changeable， in order to reduce investment， gully high filling roadbed construction has become a common phenomenon. However， due to the characteristics of collapsible loess， post-construction settlement is serious. In order to ensure quality， gully construction will become a key and difficult point in roadbed construction. Therefore， we should proceed from the construction process and quality control to consider the highland collapsible loess gully high filling roadbed construction.

關鍵詞： 沖溝；濕陷性黃土；高填方；施工工藝；質量控制

Key words： gully；collapsible loess；high filling；construction technology；quality control

中圖分類號：U416.1+6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）35-0109-02

1 工程概況

我項目部承建蘭州至?？趪腋咚俟放R洮至渭源段建設項目LW4合同段，該施工地段處于黃土高原山嶺重丘區(qū)，地形地質復雜多變，該段路基總共橫向跨越6條沖溝，溝壑縱橫且較深，地形為V字形或U字形，深度從10m到20m不等。

2 施工工藝及質量控制要點

2.1 清表及清淤

①清表。沖溝路基范圍內(nèi)樹木、樹根及雜草進行清除，對原地面進行清表處理，處理深度不小于30cm。樹木根系發(fā)達的局部位置以挖除全部根系為標準。②清淤。由于長期地表水沖涮和地下水的浸泡，在溝底位置沉積了一層腐殖土和淤泥，厚度在1.5m到3m不等，沖溝施工前，必須清除腐殖土和淤泥，露出泥巖或硬土。

2.2 刷坡

清表后將溝壁按1：1刷坡，保證將路基范圍內(nèi)及沖溝上下游一定范圍內(nèi)所有陷穴（暗穴）開挖徹底，并且開挖至硬土為止。

2.3 臺階開挖

①溝壁刷坡完成后，開始開挖臺階?？v坡按1：1刷坡后大于12%，應開挖臺階，橫向根據(jù)清表后原地面實測數(shù)據(jù)繪制沖溝斷面圖，在橫坡陡于1：5時應開挖臺階。

②臺階開挖控制要點：1）根據(jù)沖溝縱橫斷面圖繪制臺階開挖線，現(xiàn)場測量放樣后開挖。臺階從上往下逐層開挖，開挖臺階的廢土用自卸車運出至棄土場。2）臺階寬度不小于2m，高度不大于2m。3）臺階表面設置向內(nèi)傾斜大于4%的坡度，填筑到該臺階高度時用振動壓路機進行碾壓，壓實度不小于94%。由于壓路機碾壓時，只能對大面碾壓密實，對于壓路機不能碾壓到的臺階邊緣、死角等，人工進行修整后用小型夯機夯實。4）臺階正面修整垂直、無松動土，做到整齊、美觀；臺階表面無浮土，雜草等。

2.4 溝底換填

沖溝底部清除淤泥后，基底經(jīng)平整、碾壓使壓實度或地基承載力達到設計要求，再按設計進行強夯處理。換填材料采用粒徑較大的砂礫，砂礫分層填筑，換填深度根據(jù)實際情況而定。

2.5 盲溝施工

換填完成后，在溝底及溝壁按要求開挖溝槽，溝槽開挖深度至泥巖或硬土層，埋設？準300軟式透水管，透水管的坡度宜為2%-4%，以排除溝底及溝壁滲水。透水管進口要求遠離路堤坡腳（沖溝填平區(qū)）3m之外，透水管出口要求遠離路堤坡腳3m之外，并且應高于地表排水溝常水位200mm，寒冷地區(qū)宜大于500mm，回填天然砂礫時先用袋裝砂礫把透水管包裹住，再用干凈的大粒徑砂礫進行回填。

2.6 涵洞施工

涵洞分為兩種形式：一種為設在溝底流水用涵洞；一種為設在溝壁邊坡上一定高度的通行和流水兩用涵洞。溝底涵洞在施工完盲溝后便可施工，溝壁邊坡上的涵洞要等到?jīng)_溝分層填筑到該涵洞基礎底時才可施工。為保證涵洞質量，在涵洞施工前將基礎底進行強夯處理后換填6%的水泥穩(wěn)定砂礫。之后，按照設計進行涵洞基礎、涵臺、臺帽等的施工。

2.7 涵洞臺背回填

涵洞臺背回填宜用透水性好的材料填筑，填料粒徑宜小于50mm。臺背回填前，在涵洞臺背上按設計要求施劃分層線。填筑時，填料分層、對稱填筑，由于邊角處壓路機難以碾壓，所以每層壓實厚度不宜大于150mm。當工作面較大時用重型機械碾壓，死角區(qū)域用小型夯實機具輔助夯實。壓實后抽檢壓實度，檢驗合格后才能進行下道工序施工。涵洞臺背回填壓實度應不小于96%。兩側及頂面填土時，應采取措施防止壓實過程對涵洞產(chǎn)生不利后果。endprint

2.8 沖溝高填方路基填筑

2.8.1 縱、橫向填挖交界區(qū)域填筑

①縱向填挖交界區(qū)域采用天然砂礫填筑，天然砂礫的最大粒徑不超過10cm。填筑區(qū)域為開挖臺階線與縱向填挖交界為填方側5m范圍內(nèi)按坡比為1：1.5至涵洞頂或原地面?？v向填挖交界區(qū)域的天然砂礫起到填挖過渡和排除溝壁滲水的作用。②橫向填挖交界部位，設置60cm的天然砂礫排水層，臺階處全部填筑天然砂礫，天然砂礫從頂層臺階一直填筑到路基坡腳處。③填筑時，為了保證路基壓實度，每層松鋪厚度不超過30cm，每層填料鋪設的寬度每側超出路堤設計寬度不小于50cm，以保證修整路基邊坡后的路堤邊緣有足夠的壓實度。碾壓前先用推土機進行初平，再用平地機進行終平，控制層面平整、均勻，攤鋪時填筑層頂面做成向兩側（單側）傾斜2%～4%的橫向排水坡。推平后進行碾壓，壓路機碾壓速度控制2～4km/h，頻率30Hz左右，先用壓路機靜壓一遍，然后振動碾壓4～5遍，最后再用壓路機靜壓一遍，碾壓時由兩側開始向中間進行碾壓。并且每次錯輪1/2輪寬。壓實度檢測合格后才能進行下道工序施工。④為保證路基施工質量和壓實效果，施工時嚴格控制填料含水量在最佳含水量±1%之間范圍內(nèi)，當含水量不適宜時，用灑水或晾曬的辦法解決。

2.8.2 沖溝中間區(qū)域填筑

除縱向填挖交界區(qū)域外，中間區(qū)域成倒三角形或倒梯形，填筑區(qū)域較小，原則上同一水平層路基的全寬度應采用同一種填料，不得混合填筑。因為同一水平層路基填料混雜，濕陷性黃土和天然砂礫塑性指數(shù)相差懸殊，CBR值不同，土的前期沉降量和天然砂礫相比較小，普遍工程工后沉降期較短，在后期自身靜載及其車輛的動載作用下，濕陷性黃土的沉降量大于天然砂礫的沉降量，從而使沖溝的中心部位下凹，行車舒適性變差，并且將來在兩種填料交界處發(fā)生不均勻沉降，會產(chǎn)生橫向裂縫，進一步反射到路面，地表水的出現(xiàn)將會使路基產(chǎn)生病害。在天然砂礫充足的地方，盡可能用天然砂礫填筑沖溝中間區(qū)域，天然砂礫空隙度大，透水性強，沉降量小，內(nèi)摩擦角大，CBR值大。同一填筑層填料統(tǒng)一，同一層填料CBR值、塑性指數(shù)相同，能夠更好的保證工程質量。在天然砂礫短缺或降低成本的情況下確實要用兩種填料混填，天然砂礫應填筑到填筑高度的1/3以上部位，可以起到透水作用的同時，進一步防止工后較大的沉降。工后自重荷載下路堤會變形沉降，最大沉降量一般位于路堤填筑高度的1/3處，并且每層路堤剛填筑完成時，該層的沉降量為0，沉降主要靠工后沉降，工后濕陷性黃土的沉降量比天然砂礫的沉降量大，濕陷性黃土先于天然砂礫施工，可以提前沉降。

2.9 沖溝填平區(qū)填筑

設在溝壁邊坡上的涵洞進口基礎頂標高高于沖溝上游填平區(qū)原地面標高，地表流水無法從涵洞排出。因此，在沖溝高填方路堤填筑標高達到?jīng)_溝上游填平區(qū)標高時，填平區(qū)和路堤同步填筑，填筑橫坡應不小于該段路基的橫坡，填筑材料盡可能和路堤填料相同，壓實度要求不小于90%。

2.10 強夯

溝底在換填天然砂礫之前應強夯處理，強夯范圍縱向為沖溝溝底寬度，橫向為超出路堤兩邊邊坡3m。填筑高度大于5m的沖溝，填挖交界處每填高5m進行強夯處理，強夯寬度為6m，其中挖方側為2m（臺階寬度），填方側為4m。填挖交界處上路堤頂面采用強夯補強，強夯范圍：橫向填挖交界為上路床頂面寬度，縱向填挖交界為填方側10m，挖方側5.5m。強夯第一、二遍采用點夯，能級為1500kN·m，夯點正方形布置。施工時，連續(xù)夯擊每一夯位，夯擊次數(shù)為10次或最后兩擊平均夯沉量不大于50mm控制。點夯完成后，采用600kN·m的低能級進行滿夯。滿夯時搭夯不小于1/2夯痕。具體參數(shù)應通過現(xiàn)場試夯確定，以消除地面下4-5m以內(nèi)土層的濕陷性為原則。強夯完成后，須對上部振松的土層進行碾壓，使其壓實度不小于相應位置處原地面或路堤設計要求的壓實度。

2.11 邊坡修整及防護

路堤填筑達到設計標高時，需盡快測量放樣、修整邊坡，并對邊坡進行防護施工，防止路表水對黃土路堤邊坡的沖刷。

2.12 路基兩側急流槽施工

路基兩側為了防止地表水漫流滲入路基，使路基下沉。應增加急流槽，急流槽采取早接遠送的原則施工，沖溝上游自流水口接至涵洞進口，下游自涵洞出口接至自然溝渠。

2.13 沉降與穩(wěn)定監(jiān)測

在高填方路堤施工中，通過建立觀測點網(wǎng)，監(jiān)控路基加載后水平位移量、垂直位移量，檢查路基穩(wěn)定。

2.13.1 沉降監(jiān)測

①沉降板的位置埋設在已處理好的基底上，在埋設點地面鋪設600×600×200mm規(guī)格的砂墊層，將沉降板平放在坑內(nèi)，四周用黃砂填實并用水準儀校正水平，再回填土整平壓實。②在施工填料過程中，應先在沉降板周圍填料壓實，以保護沉降板，護套管埋設于離底板30cm處。對沉降板要采取可靠的保護措施，如有損壞時應及時修復，重新測定測點高程，并記錄在案。③在施工期間，每填一層進行一次沉降觀測，如兩次填筑時間間隔較長，每3天需觀測一次。路堤填筑完畢進入自由沉降期，每隔14天觀測一次。④做好監(jiān)測原始記錄、沉降記錄匯總表、沉降曲線圖等資料。

2.13.2 穩(wěn)定監(jiān)測

①位移邊樁采用鋼筋砼預制樁，砼設計標號為C25，樁長1.7m，邊長10cm，在樁頂預埋不易磨損的鋼筋測頭，且頂部劃十字絲以利觀測。埋入深度在地表以下1.5m，樁頂露出地面高度20cm，埋置方法可采用打入或開挖埋設，埋置后的邊樁周圍要回填密實，樁周上部涂醒目顏色，以防止踩、碰、撞發(fā)生位移。②水平位移觀測頻率與測定時間和沉降監(jiān)測同步。③水平位移的觀測采用單三角前方交會法觀測。觀測精度小于1mm。④每次觀測后應及時整理、匯總測量結果。所有位移觀測完成后，根據(jù)位移資料繪制成果曲線圖。

3 小結

高原濕陷性黃土地區(qū)沖溝高填方路基工后沉降較大，質量隱患較多，因此，應該嚴格按照設計和公路路基施工技術規(guī)范相關要求控制每一施工工藝。隨著現(xiàn)場條件的變化，及時調整施工方案，保證路基質量。

參考文獻：

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