軟基地段高填方路基施工技術(shù)解析

文/姚妮、賴忠桂

1 前言

高速公路因區(qū)域土質(zhì)存在著一定的差異，因此具體的施工就應(yīng)做出特定的選擇。特別是對于軟基路段的技術(shù)操作，務(wù)必要保證所選施工方式的科學(xué)適宜，這樣才能最大限度地保障公路工程建設(shè)的安全高效。鑒于這樣的基本情況，加強(qiáng)高速公路軟基地段高填方路基施工技術(shù)的研究就顯得極為重要。只有在確保此類特定技術(shù)科學(xué)高效的前提下，才能切實保障高速公路運(yùn)行的穩(wěn)定安全。

2 施工特點(diǎn)

對于高填方路基的施工來說，其中遇到的難題以及復(fù)雜情況往往比較多，而針對其處理務(wù)必要引起高度重視。路堤累積沉降、填筑高度較大和填筑斷面較大等無疑是此類路基施工需要重點(diǎn)處理的一些內(nèi)容，加之施工前后跨度較大且整個的工程量比較龐大。因此，具體設(shè)計以及后續(xù)的質(zhì)量控制相對來說就很難達(dá)到預(yù)期的效果。鑒于此類路基填筑高度較大的現(xiàn)實情況，具體的施工過程中應(yīng)選擇最為適宜的操作方式，切實保障路基整體抗壓以及邊坡的穩(wěn)定。與此同時，由于路堤自身累積沉降較大，因此涉及的沉降和填筑高度等的設(shè)計務(wù)必要嚴(yán)謹(jǐn)精細(xì)地予以實施。諸多的研究表明，高填方路基工程后續(xù)的運(yùn)行過程中存在的問題往往較多，相應(yīng)地維護(hù)也就顯得極為復(fù)雜，應(yīng)投入更多的成本和資源。路基開裂以及路基局部或是整體性的沉降因與公路整體的運(yùn)行有著直接的關(guān)系，務(wù)必要對其做出特定的處理[1]。

3 工程實況

本文所引述的是一處位于山區(qū)的高速公路項目，針對路基的處理多是以高填方形式為準(zhǔn)。涉及的路段主要有A、B 段，高度以及填方量則應(yīng)保持為40m 和55 萬m3。由于其在國內(nèi)同類的工程施工中很少遇到，軟土路段的占比也比較多，因此應(yīng)對其做出重點(diǎn)防范。理論層面上來看，要想有效提升路基工程的施工質(zhì)量，就應(yīng)在地基以及路基填筑上予以精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜刂?，最大限度地保障路基工程的科學(xué)高效。

4 高填方路基施工質(zhì)量病害形成原因

所謂的高路堤，通常是指填方總體高度處在大于18m（土質(zhì)）或者大于20m 范圍內(nèi)，填方占地較寬、數(shù)量較大，具體的施工往往比較復(fù)雜。與此同時，伴隨著常年的重復(fù)荷載，使其病害的發(fā)生概率進(jìn)一步增大，很難得到根本性的解決。路基局部或整體性的沉降以及路基縱向開裂等病害對于路基工程的穩(wěn)定運(yùn)行有著不良影響，之所以會出現(xiàn)這樣的一些病害，多與以下因素有關(guān)。

4.1 設(shè)計計算不合理

對于高速公路工程來說，前期進(jìn)行路線設(shè)計時就應(yīng)高度關(guān)注高填方路基的特殊情況，對其做出針對性處理，尤其是沉降以及穩(wěn)定性等方面的精細(xì)計算，最大程度保障路基工程施工的科學(xué)高效。如果前期驗算所依靠的施工實驗資料或是收集到的土質(zhì)材料與現(xiàn)實施工狀況存在出入，這樣基礎(chǔ)下所得出的計算結(jié)果也就不能滿足現(xiàn)實的需求，甚至于還會影響到整個工程的穩(wěn)定推進(jìn)。

4.2 地基處理不合理

因公路工程施工區(qū)域地基狀況比較復(fù)雜，存在比較嚴(yán)重的軟土地基。因此，針對此類特殊地基的處理就應(yīng)做出高度重視，以確保其與既定施工環(huán)境的適宜。只有這樣才能使后續(xù)地基施工與既定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的一致，以往可能出現(xiàn)的沉陷風(fēng)險也就得到了有效防范。

4.3 施工方法不當(dāng)

由于高填方的施工情況往往比較復(fù)雜多變，因此所選用的工藝通常也比較復(fù)雜，受制于諸多因素的影響。工藝選擇時不能切實保障與現(xiàn)實施工環(huán)境的適宜，由此也就造成了諸多安全事故或是質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

4.4 填料質(zhì)量較差

對于路基中混入腐殖土等較差土質(zhì)的情況，路基后期出現(xiàn)的沉陷以及塑性變形多與其有關(guān)。尤其是膨脹土在路基中的存在，其遇水膨脹軟化的固有特性，嚴(yán)重削弱了路基的穩(wěn)定性和固定性，甚至于導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)性的潰散[2]。

4.5 填筑工藝不合理

高填方路基施工過程中涉及的填筑通常應(yīng)按照分層的方式進(jìn)行，各個方面都應(yīng)達(dá)到國家有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，特別是填筑厚度的控制。切忌隨意調(diào)整填筑厚度，否則必將會對其壓實度造成嚴(yán)重的不良影響。通常情況下，填筑到路基設(shè)定的標(biāo)高時會出現(xiàn)累積沉降的問題，加之填料重力負(fù)載的存在，沉陷等不良情況也就隨之出現(xiàn)。與此同時，由于整幅分層填筑的不可操作性，現(xiàn)實條件下的分幅處理顯然無法保證科學(xué)，路基縱向開裂也就成了經(jīng)常出現(xiàn)的情況。

4.6 壓實方法不合理

碾壓未能按照既定的工藝標(biāo)準(zhǔn)實施，實際選用的壓實方法不科學(xué)且與現(xiàn)實施工環(huán)境并不協(xié)調(diào)，使壓實度無法達(dá)到預(yù)期效果，高填方路段沉降變形等不良情況的出現(xiàn)很大程度就與其有關(guān)。

5 高速公路高填方路基工程的施工技術(shù)

5.1 現(xiàn)場準(zhǔn)備

5．1．1 地表清理

前期地表清理應(yīng)確保徹底，區(qū)域內(nèi)的植被以及表層土等都應(yīng)清除，并通過推土機(jī)以及裝卸車輛將其運(yùn)送出施工區(qū)域外。通常工程施工都會設(shè)定專門的廢土場，為后續(xù)的填土施工提供基礎(chǔ)保障。棄土的堆放也要保證科學(xué)規(guī)范，不可用于填筑材料的土方應(yīng)徹底清除，最大程度保障路基施工質(zhì)量的科學(xué)高效。施工區(qū)域內(nèi)存在的魚塘或低洼路段，排水及淤泥的處理務(wù)必要保證嚴(yán)謹(jǐn)高效，以免影響到工程的整體質(zhì)量。這些前期的準(zhǔn)備工作完成以后，即可在原有的基礎(chǔ)上實施碾壓，通常將其壓實度控制在不低于90%即可，但要保障回填與原地面標(biāo)高的一致。另外對于表層軟土的處理也應(yīng)確保精細(xì)嚴(yán)謹(jǐn)，清除、開挖等施工都應(yīng)按照既定的標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)高效地實施。

5．1．2 軟基換填

填筑之前涉及的軟基換填施工務(wù)必要保證嚴(yán)謹(jǐn)高效，其與后續(xù)路基的穩(wěn)定性和堅實性密切相關(guān)。因此，與換填施工相關(guān)的各個方面都應(yīng)處在最佳的狀態(tài)。換填所需的材料透水性應(yīng)放在第一位。就拿碎石層來說，通常應(yīng)使其與排水溝等保持接通，這樣后續(xù)的壓實及填筑才會更為便捷高效[3]。

5．1．3 試驗段

對于試驗段的選擇來說，既要保證其長度不小于200m，還要具有一定的代表性。之所以選擇試驗段，為的是確定最為適宜高效的技術(shù)參數(shù)，例如松鋪厚度系數(shù)和壓路機(jī)類型等。只有這些參數(shù)確定科學(xué)適宜的前提下，后續(xù)的整個施工推進(jìn)才會更穩(wěn)定高效。

5．1．4 臨時排水

臨時排水設(shè)施的設(shè)置應(yīng)以不妨礙正常工程施工為前提，保證施工現(xiàn)場排水的通暢，這樣整個工程施工才能按照既定的標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定有序推進(jìn)。

5．1．5 施工測放

該階段操作的實施應(yīng)與既定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)以及獲得的設(shè)計資料為準(zhǔn)，對填筑寬度、中線和邊樁做出明確。獲得測量報告以后及時交由監(jiān)理工程審核，審核通過才可作用到正常的工程施工中去。

5.2 填筑施工

5．2．1 將填筑材料運(yùn)送到施工場地實施攤鋪，松鋪厚度以先前試驗段確定的30cm 為準(zhǔn)。

5．2．2 對填筑材料的含水量實施檢測，如果大于最佳含水量則應(yīng)對其晾曬，小于則應(yīng)開展灑水增濕。只有含水量處在最佳含水量±2%內(nèi)時，才可穩(wěn)定地推進(jìn)后續(xù)的碾壓施工，而路堤也能達(dá)到既定的壓實效果。

5．2．3 碾壓施工所選用的機(jī)械以自重50t 以上的振動壓路機(jī)為準(zhǔn)，各方面參數(shù)的確定應(yīng)嚴(yán)格參考試驗段的相關(guān)數(shù)據(jù)。具體碾壓時，直線段應(yīng)按照從兩邊向中間的順序推進(jìn)，半徑較小的曲線段則按照由內(nèi)向外的推進(jìn)方式進(jìn)行，同時還應(yīng)保證橫縱向進(jìn)退的穩(wěn)定嚴(yán)謹(jǐn)。第一遍的碾壓通常是靜壓，節(jié)奏應(yīng)先慢后快、先弱后強(qiáng)。最后一遍也應(yīng)堅持靜壓的方式，切實保障整個碾壓施工的穩(wěn)定高效。碾壓完成以后應(yīng)達(dá)到整體均勻且無死角的狀態(tài)，如有機(jī)械無法觸及的地方，一般應(yīng)采取人工方式精細(xì)處理。

5．2．4 碾壓完成以后就應(yīng)對其壓實度進(jìn)行檢測，確保質(zhì)量控制的穩(wěn)定。此處選用的檢測方式是灌砂法，對整個施工實施實時跟蹤檢測。經(jīng)過這樣的檢測分析得到一些壓實度不佳的現(xiàn)實性影響因素，做出針對性處理。如影響依然沒有改善，則進(jìn)行返工處理，保障壓實度與既定要求的一致。

5．2．5 每層填筑施工之前，都應(yīng)通過開挖的形式使其形成臺階的狀態(tài)，再進(jìn)行碾壓，確定達(dá)到既定的壓實度以后即可開始填筑。填筑達(dá)到適當(dāng)?shù)母叨群螅M(jìn)行交界部位的開挖施工，此處通常鋪設(shè)土工格柵，確保路基的穩(wěn)定和堅實。對于格柵的鋪設(shè)來說，一般還涉及其在臺階上的加固問題，這點(diǎn)可通過錨釘予以有效實施。

5．2．6 路床下方0．8m 部分的填筑，通常應(yīng)使用強(qiáng)度較高的材料，例如強(qiáng)風(fēng)化砂巖。而分層澆筑及碾壓按照既定的設(shè)計方案進(jìn)行即可，切實保障路基填筑的穩(wěn)定和堅實。

5．2．7 填筑施工在橫斷面全寬范圍內(nèi)分層實施，遵照先低后高的順次穩(wěn)定實施。卸料通常應(yīng)按照從兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行，在推土機(jī)的輔助下實施推平，如有不平整的地方，一般應(yīng)采用嵌填石屑的方式保障。每層填筑完成檢測達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，才可進(jìn)行上一層的施工。

5．2．8 壓實施工涉及的碾壓遍數(shù)以及平整度和含水量等都應(yīng)不斷加強(qiáng)，以免對整個壓實施工的推進(jìn)造成不良影響。松鋪厚度的控制通常是以掛線的方式進(jìn)行，平整度的檢查則按照既定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)精細(xì)化實施。為保障邊坡的穩(wěn)定，填方施工時應(yīng)在外側(cè)超填一定的高度，這樣其壓實度也就得到了切實保障。

5．2．9 即便是土石混填施工，也可通過分層澆筑的方式完成，但應(yīng)使其松鋪厚度控制在30cm，同時還應(yīng)保證石料厚度處在壓實厚度的60%以下。對于填料中石料占比處在70%以內(nèi)的情況，通常應(yīng)在土石混合的情況下實施填筑，保證混合的均勻；對于石料占比超過70%的情況，首先對大塊石料實施平穩(wěn)攤鋪，然后將小塊石料填入空缺部位，整體平整度達(dá)標(biāo)的情況下即可實施碾壓。

5．2．10 施工過程中對于路基沉降的監(jiān)測也應(yīng)高度重視，通常會在坡腳向外5m 處設(shè)置動態(tài)監(jiān)測點(diǎn)，對于部分極易出現(xiàn)滑移和沉降的部位設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)測控制，全面掌控精密儀器的監(jiān)測下區(qū)域內(nèi)路基的基本情況，后續(xù)的各方面處理也就有了可靠的依據(jù)和參考。

5．2．11 填筑施工完成以后還應(yīng)對其實施修整，特別是路基中線以及全寬和縱坡等都進(jìn)行精細(xì)全面地檢查，確保其與既定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的一致。如有不達(dá)標(biāo)的情況，應(yīng)及時調(diào)整，以免對后續(xù)的工程推進(jìn)造成不良影響。

6 結(jié)語

歷經(jīng)21 個月的填筑施工，路基工程達(dá)到了預(yù)期基本的效果。填筑初期，路基沉降相對較慢。而當(dāng)填筑到達(dá)相應(yīng)平臺后，沉降速度隨著填筑高度不斷增大。特別是處在標(biāo)高位置，沉降的速度增加更為明顯，直到路基整體填筑完成才趨于平穩(wěn)。然而沉降速率依舊沒有很大變化，前期沉降速度增大與填土速度較快有關(guān)。

從中分析可知，路基填筑過程中涉及的地基承載力可以承受高填土的壓力。因此，沉降的情況也就很少出現(xiàn)。路基出現(xiàn)的彈性變化，是在填土高度增加條件下產(chǎn)生的，沉降量處在這樣的一種彈性變化之內(nèi)，不會出現(xiàn)較大規(guī)模沉降。

通過對路基沉降實時跟蹤性的觀測發(fā)現(xiàn)，該路段路基的整個施工相對來說比較嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，不管是前期設(shè)計還是后續(xù)的工序安排，都處在穩(wěn)定有序的狀態(tài)下。通過對多個技術(shù)方案的對比和不斷調(diào)整，最終的選擇也達(dá)到了最佳施工效果。通過路基填筑的施工，路段內(nèi)的路基沉降得到了有效控制，為路基強(qiáng)度以及堅實度等提供了強(qiáng)有力的支持。