高填方路基施工技術(shù)分析與應(yīng)用

陳俊江

漳平市交通工程管理站，福建 龍巖 364000

1 工程概況

國省干線聯(lián)六線漳平市蘆芝至和平段公路工程位于漳平市桂林街道厚福村，平面交叉于國省干線縱五線，建蘆芝大橋跨九龍江，全長8.632km。起點(diǎn)樁號為K1+555.296，路線順著漳永高速公路西北側(cè)走廊帶進(jìn)行布線，途徑東坑隔、東坑大橋、雷打石、打石壟、和垵工業(yè)區(qū)、和平頭和洋頭頂?shù)冉由显〉?08線，終點(diǎn)樁號為K10+186.08，行車速度為60km/h，雙向6 車道和雙向4 車道，路面上面層為AC-13C 瀝青路面。路基土石方工程挖方工程量約236 萬m3，填方工程量約228 萬m3。其中K7+445～K7+689 段為高填方路基，路基寬度為25.5m，長度為244m，最大高度為25.8m，屬于丘陵山間溝谷地貌，覆地層為淤泥質(zhì)粘土，平均深度為2.5m。高填方路基擬采用砂性土以分層厚度為30cm 進(jìn)行分層填筑，采用大噸位壓路機(jī)分層碾壓，為了減少高填方路基病害的發(fā)生，擬采用沖擊碾壓對路基進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)施工。

2 高填方路基常見病害及成因

由于高填方路基具有填筑高度高、寬度大和自重大等特點(diǎn)容易出現(xiàn)不均勻沉降產(chǎn)生開裂、整體沉降、路基失穩(wěn)等病害，病害的成因主要有以下幾方面：與常規(guī)路基對比而言，高填方路基多處于低洼山谷，容易出現(xiàn)積水現(xiàn)象，水位相對較高，高填方路基施工中采取排水措施不足導(dǎo)致出現(xiàn)排水不暢現(xiàn)象，導(dǎo)致路基填料的含水量過高，路基強(qiáng)度降低出現(xiàn)不均勻沉降。路基清表時(shí)的處理深度未滿足設(shè)計(jì)要求，基底存在軟弱層。施工方案編制針對性不強(qiáng)，分層填筑厚度過厚或碾壓方式選擇不當(dāng)或碾壓遍數(shù)不足等原因?qū)е侣坊膲簩?shí)度與設(shè)計(jì)要求不符。盲目地趕工期，人為有意地縮短路基沉降固結(jié)周期，導(dǎo)致高填方路基出現(xiàn)不均勻沉降，從而發(fā)生開裂和失穩(wěn)等高填方路基病害。

3 高填方路基施工技術(shù)

3.1 施工準(zhǔn)備

路基施工前，施工單位應(yīng)組織技術(shù)人員對高填方段的地形地貌、原地表地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、路基填料取土點(diǎn)及水文條件等進(jìn)行掌握與核實(shí)，認(rèn)真查閱設(shè)計(jì)圖紙，結(jié)合實(shí)地調(diào)查情況編制科學(xué)的針對性較強(qiáng)的施工方案，對本工程高填方路基施工可能出現(xiàn)的病害進(jìn)行評估，設(shè)置相應(yīng)質(zhì)量控制點(diǎn)，制定妥當(dāng)?shù)念A(yù)防措施。在進(jìn)度安排時(shí)，應(yīng)優(yōu)先組織高填方路基段的施工，預(yù)留足夠的路基沉降固結(jié)時(shí)間。根據(jù)設(shè)計(jì)要求做好排水措施，保證路基不泡水。選用透水性較好的路基填料，本工程路基填料為砂性土，取土點(diǎn)位于K7+143 左側(cè)約8km，試驗(yàn)工程師現(xiàn)場取樣做室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，檢測砂性土的顆粒分析、有機(jī)質(zhì)含量、含水量、塑限、密實(shí)度、塑性指數(shù)、密度、CBR 值和液限等主要性能指標(biāo)，相關(guān)指標(biāo)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2 原地基處理

高填方路基施工前應(yīng)對原地基的淤泥質(zhì)粘土進(jìn)行處理，采用挖掘機(jī)將淤泥質(zhì)粘土清理干凈，平均深度＞2.5m，在坡腳位置設(shè)置反壓護(hù)道。對于有泉眼地方，采用盲溝將泉水排除，盲溝采用粒徑為150～300mm片石和粒徑為40～100mm的砂礫石填筑并包裹土工布，盲溝的設(shè)置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。淤泥質(zhì)粘土和泉眼水流清理和排除后采用中砂以分層厚度為30cm 進(jìn)行分層回填和碾壓，直至原地表高程，回填中砂的壓實(shí)度≥90%。

3.3 試驗(yàn)段填筑質(zhì)量控制

路基填土之前，根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇有代表性的斷面形式路段進(jìn)行試驗(yàn)段的施工，試驗(yàn)段長度≥100m，通過試驗(yàn)段路基的施工來收集和分析填料的松鋪厚度、最佳含水量、松鋪系數(shù)、碾壓設(shè)備選型、碾壓或沖壓遍數(shù)與速度、壓實(shí)度和分層厚度等施工參數(shù)，以期對后續(xù)路基施工方案改善提供一定的參考。本工程試驗(yàn)段的起訖樁號為K7+498～K7+598，長度為100m，路基寬度為25.5m。通過先前填料室內(nèi)試驗(yàn)可知其最佳含水量為15.6%。在取土點(diǎn)采用挖掘機(jī)分層取土，運(yùn)料車為9t 自卸汽車，取土場邊坡坡度以1:1.75 進(jìn)行設(shè)置，根據(jù)每日填土數(shù)量及運(yùn)距安排10 輛自卸汽車。在地基處理后的地表上采用白灰線設(shè)置方格網(wǎng)，其分格尺寸為6m×5m，路基兩側(cè)加寬0.5m，松鋪厚度為30cm，一格一車料，自卸汽車應(yīng)在分格中心進(jìn)行卸土，將填筑高程控制標(biāo)桿插在試驗(yàn)段路基填筑的外邊線，標(biāo)桿上用紅漆標(biāo)注好高程。當(dāng)砂性土的含水量處于其最佳含水量±4%范圍時(shí)，初平采用推土機(jī)，精平采用平地機(jī)，路基精平后應(yīng)及時(shí)量測其高程，計(jì)算出松鋪系數(shù)，本工程高填方路基的松鋪系數(shù)為1.15。試驗(yàn)工程師應(yīng)及時(shí)檢測填料的含水量，當(dāng)含水量為最佳含水量的±2%范圍時(shí)即可開始碾壓施工。路基填筑時(shí)以4%的橫坡坡度設(shè)置路拱，按照間隔為30m 設(shè)置臨時(shí)排水溝，防止路基出現(xiàn)積水現(xiàn)象。本工程路基碾壓施工采用大噸位壓路機(jī)與沖擊壓路機(jī)結(jié)合方法。路基每層填筑后采用21t 的雙鋼輪壓路機(jī)以1.5～1.7km/h的速度靜壓5遍，接著以2.0～2.5km/h的速度振動(dòng)碾壓5 遍，碾壓應(yīng)勻速和均勻，相鄰碾壓段的鋼輪搭接寬度為為1/3 的輪寬，碾壓完成后，試驗(yàn)工程師應(yīng)檢測路基的壓實(shí)度。經(jīng)過對比分析，當(dāng)采用21t 的壓路機(jī)碾壓遍數(shù)≥8 次時(shí)，路基的壓實(shí)度≥96%，壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。路基填筑時(shí)，每2m 為一層進(jìn)行沖擊碾壓補(bǔ)強(qiáng)，本工程采用80t 沖擊壓路機(jī)以10～15km/h 的速度進(jìn)行沖壓，按照路基兩邊往中心順序縱向錯(cuò)輪沖壓推進(jìn)，沖壓1 遍以沖擊壓路機(jī)的輪跡完全覆蓋路基為準(zhǔn)，沖擊碾壓遍數(shù)為8 遍，當(dāng)最后一遍沖壓后路基的累積沉降量<20mm 即可終止沖擊碾壓。技術(shù)人員應(yīng)檢測沖壓后路基的壓實(shí)度，壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求后進(jìn)行整平，再采用21t 的雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2 遍。

3.4 正式填筑質(zhì)量控制

采用全站儀測放出填土路基按照兩側(cè)加寬0.5m的坡腳線，插上花桿，坡腳線位置應(yīng)灑上白灰。路基邊坡設(shè)置成臺階式，每階高度為8m，坡腳處臺階坡度為1:2，中間臺階坡度為1:1.75，最上面臺階坡度為1:1.5。坡腳護(hù)坡道寬度為1m，其余臺階間護(hù)坡道為2m，護(hù)坡道的向外排水坡度為4%。高填方路基正式填筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)段獲得的施工參數(shù)指導(dǎo)施工。以松鋪厚度為30cm 進(jìn)行分層填筑，采用21t 的雙鋼輪壓路機(jī)分層碾壓，碾壓后及時(shí)檢測壓實(shí)度。路基每填筑2m 采用80t 沖擊壓路機(jī)沖擊碾壓8 遍，沖擊碾壓時(shí)沖擊點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)滿布和均勻，第二遍沖壓起始位置應(yīng)在第一遍沖壓起始位置往內(nèi)側(cè)移動(dòng)30cm，第三遍沖壓起始位置與第一遍沖壓一致，如此循環(huán)，保證沖擊碾壓的均勻性。路基填筑過程中應(yīng)嚴(yán)格控制填料的含水量，如果含水量過高或過低則應(yīng)采取晾曬或?yàn)⑺却胧┻M(jìn)行調(diào)整，當(dāng)填料含水量為最佳含水量的±2%范圍內(nèi)方可進(jìn)行碾壓，確保路基的壓實(shí)度［1］。

3.5 沉降觀測

填方路基施工前，在路基坡腳、坡腳以上2m 和4m 的位置對稱設(shè)置鋼筋混凝土樁測點(diǎn)，測點(diǎn)布設(shè)間距為200m，本工程共布置12 個(gè)測點(diǎn)，測點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在路基施工區(qū)域外的穩(wěn)定區(qū)域，測點(diǎn)設(shè)置完成后應(yīng)量測其初始標(biāo)高和平面位置，高填方路基填筑時(shí)安排專人每天測量1 次，并做好相關(guān)記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)路堤沉降速度＞10mm/d或坡腳處測點(diǎn)的位移速度＞5mm/d時(shí)，意味著路基處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)馬上停止路基的填筑，找到路基出現(xiàn)不穩(wěn)定原因后及時(shí)采取補(bǔ)救措施進(jìn)行處理［2］。

4 結(jié)束語

采用上述施工技術(shù)嚴(yán)格控制高填方路基施工質(zhì)量，路基填筑過程中未出現(xiàn)開裂、滑坡和不均勻沉降等現(xiàn)象，路基整體穩(wěn)定性良好。國省干線聯(lián)六線漳平市蘆芝至和平段公路工程竣工通車后，未出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，高填方路基施工效果良好。在高填方路基施工過程中，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況采取對應(yīng)的施工方案，選擇合適的填料，通過室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)來檢測填料的CBR 值和最佳含水量等重要指標(biāo)，嚴(yán)格按照試驗(yàn)段路基填筑所收集到的施工參數(shù)來指導(dǎo)填方路基正式填筑施工，加強(qiáng)碾壓和沖壓質(zhì)量控制，加強(qiáng)施工管理，確保高填方路基的施工質(zhì)量。