濕陷性黃土地區(qū)沖溝高填方路基施工技術(shù)

季 楠

（中交第三公路工程局有限公司，北京 100010）

濕陷性黃土遇水會表現(xiàn)出明顯膨脹現(xiàn)象，而處于干燥狀態(tài)時又會急劇收縮，在多次重復(fù)上述現(xiàn)象后使得坡面出現(xiàn)不同程度的裂縫，在地表徑流匯集之處還容易產(chǎn)生暗洞。上述現(xiàn)象均會對路基填挖結(jié)合部造成影響，使得該處較為薄弱，易產(chǎn)生大量次生災(zāi)害?；诖?，需從濕陷性黃土的基本特性出發(fā)，提出適用于高填方地基的施工方法，此舉是推動復(fù)雜環(huán)境下公路建設(shè)工作持續(xù)開展的關(guān)鍵。

1 工程概況

在文章所探討的秘魯利坎公路項目第二分部中，主要涉及第二工區(qū)后半段施工作業(yè)，該段樁號為K59+0.00～K95+200，總長度為36.2km，同時含第三、第四工區(qū)既有路面病害的修復(fù)工作。該項目位于秘魯共和國境內(nèi)，與首都利馬相距約150km。

2 地形、地貌

本標段沿線地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，跨越了多個地貌單元，較典型的有山前沖擊平原區(qū)、河谷區(qū)、低中山區(qū)等，從地勢分布來看呈北高南低的特點。

3 施工工藝及質(zhì)量控制要點

3.1 清表及清淤

（1）清表。針對沖溝路基中殘留的雜物采取全面清理措施，諸如樹木、雜草等，同時應(yīng)做好原地面清表工作，施工中處理深度至少達30cm。

（2）清淤。因洪水、降雨的持續(xù)性影響，溝底沉積大量腐殖土，經(jīng)檢測得知該處厚度介于1.5～3m之間，沖溝之前必須做好深度清理工作，直至露出泥巖或硬土為止。

3.2 刷坡

結(jié)束清表作業(yè)后，基于1∶1的方式對溝壁刷坡，確保沖溝內(nèi)的所有暗穴都得到有效的開挖，最終裸露出硬土，具體如圖1所示。

3.3 臺階開挖

（1）結(jié)束溝壁刷坡施工作業(yè)后，需開挖臺階，經(jīng)清表作業(yè)后檢測現(xiàn)場情況并形成沖溝斷面圖，若橫坡陡于1∶5，該處需開挖臺階。

圖1 路基刷坡

（2）嚴格控制臺階開挖工藝要點。①以沖溝縱橫斷面為基準，確定臺階開挖線，將其精確測量放樣，以此為指導有序開挖作業(yè)。臺階開挖遵循的是由上至下的原則，產(chǎn)生的廢土在自卸車的輔助下轉(zhuǎn)移到指定堆放場所。②所得臺階寬度≥2m，高度≤0.8m。③臺階開挖過程中，需在表面施作內(nèi)傾超過4%的坡度，經(jīng)填筑作業(yè)且達到臺階高度后，安排振動壓路機設(shè)備對其展開碾壓作業(yè)，經(jīng)此處理后壓實度≥94%。考慮到大型機械設(shè)備的工作局限性，針對臺階邊緣等部分，經(jīng)人工修整后再基于小型夯機順利完成夯實作業(yè)。

3.4 溝底換填

做好沖溝底部的清淤工作，完成基底碾壓處理后，該處的壓實度需滿足設(shè)計要求，在此基礎(chǔ)上展開強夯作業(yè)。關(guān)于換填材料的選擇，較為可行的是大粒徑砂礫，采取的是分層填筑的方式，以實際情況為準確定合適的換填深度。

3.5 盲溝施工

結(jié)束換填施工后，需要在溝底施作溝槽，此部分的深度應(yīng)達到泥巖，向其中置入準300軟式透水管，要求此類管材的坡度控制在2%～4%，以達到有效排出溝底滲水的效果?？刂仆杆苓M口位置，該處與路堤坡腳間距需達到3m以上，相較于地表排水溝正常水位而言，要求透水管出口比該處高出200mm，若施工現(xiàn)場為典型嚴寒地區(qū)，需超出500mm，對該處回填天然砂礫，使其將透水管有效包裹，隨后再利用大粒徑砂礫展開回填施工作業(yè)。

3.6 涵洞施工

較為典型的涵洞形式有以下兩種：（1）設(shè)置于溝底的涵洞，以滿足流水要求；（2）設(shè)置于溝壁邊坡的涵洞，可兼顧通行與流水兩方面要求?？紤]到涵洞施工質(zhì)量要求，在正式施工之前需針對基礎(chǔ)底部采取強夯措施，經(jīng)此操作后換填6%水泥穩(wěn)定砂礫，嚴格遵循設(shè)計要求展開涵洞基礎(chǔ)、涵臺等部分的施工作業(yè)。

3.7 沖溝高填方路基填筑

（1）縱、橫向填挖交界區(qū)的填筑。①形成縱向填挖交接區(qū)，該處填筑施工所用材料為天然砂礫，要求粒徑≤10mm?？v向填挖交接區(qū)填入足量的天然砂礫后，在發(fā)揮出填挖過渡效果的同時還有助于排除溝壁產(chǎn)生的滲水。②橫向挖填交接區(qū)，該處需要以天然砂礫為原材料形成厚60cm的排水層，針對所有臺階填筑天然砂礫。③實際填筑作業(yè)時，考慮到路基壓實度要求，需確保各層填筑質(zhì)量，其松鋪厚度≤30cm，并嚴格控制填料鋪設(shè)寬度，滿足單側(cè)超出路基寬度至少為50cm的要求，此舉的目的在于為路基邊坡修整作業(yè)提供支持，確保路堤邊緣滿足壓實度要求。做好碾壓前的準備工作，基于推土機設(shè)備初平，隨后利用平地機終平，攤鋪作業(yè)時需要重點處理填筑層頂面，該處需要設(shè)置橫向排水坡，兩側(cè)的傾斜度均保持為2%～4%。經(jīng)上述作業(yè)后再碾壓，設(shè)備行進速度2～4km/h，先完成1遍靜壓處理，在此基礎(chǔ)上持續(xù)3～4遍振動碾壓，結(jié)束之后再次靜壓2遍，經(jīng)檢測且各項指標都滿足設(shè)計要求后方可進入后續(xù)施工中。

（2）沖溝中間區(qū)域填筑。關(guān)于沖溝中間區(qū)域的處理，該處需要設(shè)置為倒三角形，由于填筑區(qū)域的面積偏小，每層填筑時所用的填料應(yīng)為一種，不可出現(xiàn)混合填筑的現(xiàn)象，否則會致使各材料的CBR值不同，從土前期沉降量的角度來看，在后續(xù)車輛荷載的持續(xù)影響下，致使?jié)裣菪渣S土發(fā)生明顯沉降現(xiàn)象，并超過天然砂礫沉降，在此環(huán)境下沖溝中心處表現(xiàn)出下凹的現(xiàn)象，降低了行車舒適性。伴隨道路使用時間的延長，填料交界區(qū)易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，隨之形成橫向裂縫，致使路面涌出大量地表水，產(chǎn)生一系列病害。而部分施工區(qū)域的天然砂礫儲量較為豐富，可將其用于沖溝中部的填筑工作中，此類材料的基本特點在于孔隙度大、透水性好、CBR值處于較大水平。

（3）沖溝填平區(qū)填筑。涵洞進口處基礎(chǔ)標高位置，較于沖溝上游填平區(qū)地面標高而言，前者明顯偏高，致使地表流水難以及時從涵洞排出?；诖?，分析沖溝高填方路堤填筑標高，若所得結(jié)果表明其與沖溝上游填平區(qū)標高保持一致，可針對填平區(qū)與路堤采取同步填筑的方法，選擇合適的填筑材料，其應(yīng)當與路堤施工中所用的填料保持一致，經(jīng)壓實作業(yè)后要滿足壓實度≥90%的要求。

3.8 強夯

強夯施工流程如圖2所示。為確保溝底換填天然砂礫質(zhì)量，施工之前的強夯作業(yè)必不可少。針對填筑高度達到5m的沖溝，必須注重對填挖交界區(qū)域的處理，該處每填高5m都要展開一次強夯作業(yè)，作業(yè)寬度挖方側(cè)2m、填方側(cè)4m。強夯分階段展開，前兩遍都采取的是點夯的方式，各自能級均為1500kN·m，產(chǎn)生的夯點以正方形布置的方式為宜。實際作業(yè)時，各夯位都要遵循持續(xù)性夯擊的原則，次數(shù)約10次，重點分析最后兩次夯擊產(chǎn)生的夯沉量，其均值不可超過50mm。結(jié)束點夯作業(yè)后，再實行滿夯，此處以低能級為宜，即600kN·m。

3.9 路基兩側(cè)急流槽施工

根據(jù)實際施工情況，地表水易滲入路基中，隨之引發(fā)路基下沉現(xiàn)象。對此，可在路基兩側(cè)施作急流槽，將沖溝上游自流水口有效連接至涵洞進口處，將出口接入自然溝渠。

3.10 沉降與穩(wěn)定監(jiān)測

圖2 強夯施工流程圖

基于高填方路堤的實際情況，創(chuàng)建觀測點網(wǎng)，在其支持下獲得路基加載后的實際情況，諸如位移量等，隨之評定路基穩(wěn)定程度。

（1）沉降監(jiān)測。①結(jié)束基底處理后，于該處埋設(shè)沉降板，埋設(shè)點地面鋪設(shè)砂墊層，將其平穩(wěn)的置于坑內(nèi)，利用黃砂材料對四周填充，并利用水準儀校正，在此基礎(chǔ)上回填土并有效壓實。②優(yōu)先對沉降板周邊區(qū)域展開填料壓實作業(yè)，此舉可有效保護沉降板。③每結(jié)束一層填筑施工后，均要隨即展開沉降觀測，結(jié)束路堤填筑施工后，便進入自由沉降期，此階段的觀測工作每14d展開一次。④將所得觀測數(shù)據(jù)記錄好，創(chuàng)建表格與圖像，為后續(xù)施工作業(yè)提供可靠的工程資料。

（2）穩(wěn)定監(jiān)測。①位移邊樁的設(shè)置，較為可行的是鋼筋砼預(yù)制樁，所用材料為C25砼，各樁長度均為1.7m，通過預(yù)埋的方式將鋼筋側(cè)頭設(shè)置在樁頂（有效避免磨損現(xiàn)象），需在該處劃出十字絲，主要目的在于提升后續(xù)觀測的便捷性。②水平位移觀測過程中，需參考沉降監(jiān)測，二者在頻率與測定時間上都保持一致。③關(guān)于水平位移的觀測方法，較為可行的是單三角前方交會法，其具備的觀測精度在1mm內(nèi)。④每結(jié)束一次觀測作業(yè)后，都要及時整理所得結(jié)果，并形成相關(guān)曲線資料。

4 結(jié)束語

濕陷性黃土施工環(huán)境復(fù)雜，在該處展開沖溝高填方路基施工作業(yè)時易出現(xiàn)工后沉降等問題。基于此，需從工程實際情況出發(fā)，嚴格遵循公路路基技術(shù)規(guī)范，確定合適的工藝方法，將各項工作落實到位，并以實際情況為準靈活調(diào)整施工方案，全面確保路基質(zhì)量。