公路高填方路基設(shè)計及施工關(guān)鍵技術(shù)研究

李燕華、范滿蘭

（1.撫州贛東公路設(shè)計院，江西撫州344000；2.江西軼通建設(shè)工程有限公司，江西撫州344000）

0 引言

在公路工程管理改革背景下，如何提高公路路基穩(wěn)固性已成為眾多施工企業(yè)普遍關(guān)注的焦點問題。公路高填方路基施工是保障路基穩(wěn)固性的重要條件，因此需完善公路高填方路基設(shè)計及施工關(guān)鍵技術(shù)，以便有效提高公路質(zhì)量。

1 公路高填方路基的實際意義

公路路基是直接影響公路工程質(zhì)量的關(guān)鍵條件，其穩(wěn)固性是保障廣大市民交通出行安全的重要支撐。尤其是長年積水地區(qū)，路基土壤受水浸濕后，在自身重量引起的應(yīng)力與由外荷引起的應(yīng)力兩者共同作用下，路基的結(jié)構(gòu)很容易被破壞，從而產(chǎn)生非常明顯的變形，存在很大的安全隱患。比如，出現(xiàn)路基土體坍塌的現(xiàn)象，引起沉降事故的發(fā)生，嚴(yán)重危害廣大人民群眾的人身安全。因此，建議應(yīng)用公路高填方路基。公路高填方路基是指在積水地區(qū)（例如在我國西南地區(qū)的丘陵山區(qū)，由于當(dāng)?shù)氐匦蔚孛蔡卣魇嵌嗌?，且山勢陡峭，公路路基土質(zhì)結(jié)構(gòu)較為疏松，比較容易積水），用細(xì)顆粒填筑路堤高度大于6m，在其他地區(qū)填方總高度大于18m（土）或大于20m（石）的路基。公路高填方路基采用分層填筑壓實，每層填筑厚度由所用填料確定，能夠有效增加路基的穩(wěn)固性，防止路基土塑性破壞，從而大幅度提高了公路工程質(zhì)量。

另外，由于路基承載力與基礎(chǔ)下土層的抗剪強(qiáng)度有關(guān)，因此用抗剪強(qiáng)度更高的細(xì)粒仁填筑材料來代替軟弱的濕陷土，能夠有效提高路基的承載力，防止路基受到破壞。通常路基淺層的沉降量占總沉降量的比例較大，因此用細(xì)粒仁填筑材料來代替路基淺層的濕陷土土層，能夠有效減少上部的沉降量，并且因為細(xì)粒仁墊層對應(yīng)力有一定的擴(kuò)散作用，因此公路高填方路基可以有效減小下臥層土上的壓力，同時相應(yīng)減少下臥層土的沉降量。

2 公路高填方路基施工的常見問題

現(xiàn)階段，國內(nèi)公路高填方路基施工存在著諸多問題，如施工管理政策不完善、施工管理制度不健全、“重施工輕養(yǎng)護(hù)”觀念嚴(yán)重、養(yǎng)護(hù)定額和規(guī)范不到位、建設(shè)資金投入不足等。另外，公路高填方路基施工工作區(qū)域規(guī)劃與公路工程發(fā)展協(xié)調(diào)不足的問題日益突出，嚴(yán)重影響了公路高填方路基施工水平的提高和管理機(jī)制的創(chuàng)新。

2.1 公路高填方路基施工管理制度體制存在不足

公路工程項目施工企業(yè)在施工前，未能將提高施工品質(zhì)作為管理目標(biāo)，既沒有對公路工程周邊環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)勘察，也沒有結(jié)合施工技術(shù)的實際操作需求，全面分析影響高填方路基施工質(zhì)量的影響因素，導(dǎo)致制定的公路高填方路基施工管理制度體系不夠完善，并且沒有對高填方路基施工設(shè)計與施工進(jìn)行合理規(guī)劃，導(dǎo)致施工人員的職責(zé)分工混亂，致使工程施工流程紊亂，在實際施工過程中需要花費大量的施工時間。

2.2 公路高填方路基施工缺乏預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念

部分公路工程項目施工企業(yè)并未對施工人員進(jìn)行相應(yīng)的方法指導(dǎo)，導(dǎo)致公路高填方路基施工缺乏預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念，比如應(yīng)用的施工原材料與設(shè)備可靠性較低，從而嚴(yán)重增加了后期的維修工程量。當(dāng)公路高填方路基施工完成后，既沒有適時采用土工布或塑料薄膜養(yǎng)生，也沒有對施工后的公路工程路面設(shè)置交通管制，導(dǎo)致由于路人或機(jī)械的損壞，公路工程路面表面產(chǎn)生干縮裂縫，嚴(yán)重影響了公路高填方路基施工質(zhì)量。

2.3 公路高填方路基施工技術(shù)存在不足

公路高填方路基施工技術(shù)的應(yīng)用往往會受到諸多外部因素的影響，部分施工企業(yè)在實際施工中卻沒有綜合考慮到公路工程施工地質(zhì)的含水量、不同的施工材料以及不同型號施工設(shè)備對高填方路基施工效果的影響。另外，一線員工的實際施工水平，是影響整體施工品質(zhì)的關(guān)鍵因素，但是據(jù)公路高填方路基施工現(xiàn)場實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多施工單位的一線員工未能取得專業(yè)工程師執(zhí)業(yè)資格，部分施工人員并不具備應(yīng)有的專業(yè)能力，嚴(yán)重影響了施工質(zhì)量。

3 公路高填方路基設(shè)計及施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 統(tǒng)籌規(guī)劃

在公路高填方路基施工前，設(shè)計人員必須在聽從總承包方安排的前提下，依據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，對公路工程所需的施工措施進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計。另外，為了盡可能減少公路工程施工過程中的干擾影響，必須對施工設(shè)備的應(yīng)用以及施工所占公路進(jìn)行合理規(guī)劃設(shè)計。公路高填方路基施工所使用的填筑材料與壓實設(shè)備一般情況下都是工廠按照施工圖紙的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制作出來的，必須經(jīng)過嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)工藝，確保填筑材料與壓實設(shè)備的質(zhì)量能夠符合公路工程的實際施工需要后才能允許開始施工。此外，需建立健全現(xiàn)場安全文明作業(yè)和環(huán)境保障體系，并進(jìn)一步完善施工保護(hù)措施，做好交通安全保障工作，施工區(qū)域要保證公路暢通，在施工區(qū)域、便道處以及路況較差地段設(shè)置警示標(biāo)識。仔細(xì)分析研究規(guī)劃圖紙，確定公路高填方路基施工具體措施。嚴(yán)格按照預(yù)定方案實施，施工過程中應(yīng)隨時有專人指揮協(xié)調(diào)，防止建筑物遭到破壞。同時，要加強(qiáng)一線員工安全操作意識，由專業(yè)監(jiān)理人員全程監(jiān)督和指導(dǎo)，使公路高填方路基施工真正做到科學(xué)有序管理[1]。

3.2 設(shè)置集水明排系統(tǒng)做好路面截排水

在公路高填方路基施工時，施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)實際施工現(xiàn)場條件以及地勢情況，派遣施工人員提前做好截水溝，避免發(fā)生鉆孔平臺被地表水或雨水浸泡的情況。或者在鉆孔平臺應(yīng)設(shè)置排水明溝、集水井構(gòu)成的集水明排系統(tǒng)，從而確保在第一時間可以將地表水或雨水排出鉆孔平臺。例如：在實施公路高填方路基施工技術(shù)過程中，施工人員可以采用輕型井點降水，來抽取鉆孔平臺內(nèi)地表水或雨水，從而保證安全、順利地實施公路高填方路基施工技術(shù)。另外，為了避免出現(xiàn)滑坡體失穩(wěn)的情況，實施公路高填方路基施工技術(shù)的施工人員在灌注施工完全結(jié)束之前，不可以對坡體的前緣進(jìn)行規(guī)模過大的挖掘，應(yīng)結(jié)合公路高填方路基施工現(xiàn)場實際情況，確定集水明排系統(tǒng)的具體設(shè)置位置。

3.3 嚴(yán)格管控填筑材料質(zhì)量

為確保公路路基的碾壓質(zhì)量，壓實機(jī)械的噸位選擇應(yīng)根據(jù)對換填處理路基承載力的具體要求來確定，并嚴(yán)格控制填筑材料的質(zhì)量，填筑材料中絕對不可以包含任何動植物殘體、凍土、膨脹土、木屑等雜質(zhì)，填筑材料中有機(jī)質(zhì)含量應(yīng)嚴(yán)格控制在5%以內(nèi)。并且，要保障填筑材料有優(yōu)質(zhì)的顆粒級配，顆粒級配應(yīng)通過室內(nèi)篩分試驗確定。另外，填筑材料還需要注意是否達(dá)到理想含水量，以便于進(jìn)行壓實處理。一般來說，用手握緊能成團(tuán)，松手用手指輕彈或掉到地上能散開，即為填筑材料的理想含水量。除此之外，還需要注意控制填筑材料的虛鋪厚度，嚴(yán)格遵循壓實機(jī)械的噸位來確定，倘若壓實機(jī)械的噸位足夠大，那么填筑材料的虛鋪厚度可以適當(dāng)厚些。如果壓實機(jī)械的噸位很小，那么填筑材料的虛鋪厚度應(yīng)當(dāng)薄一些。通常分層虛鋪厚度掌握在200～300mm。

3.4 嚴(yán)格管控分層壓實技術(shù)

進(jìn)行重錘夯實施工在路基開始加固前，坑、槽底面標(biāo)高需要比設(shè)計標(biāo)高再高一些，按照起重機(jī)位置分段進(jìn)行。當(dāng)遇到基底標(biāo)高不一樣的情況，施工人員需要先按基礎(chǔ)淺的標(biāo)高挖掘，將其夯實后，再將深基礎(chǔ)部分加深并夯實。另外，重錘夯實施工在10～15m 以內(nèi)往往影響較大，因此需要采取一定的防護(hù)措施。倘若夯坑超過預(yù)留厚度，并且在標(biāo)高之下，施工人員應(yīng)及時停止夯擊，在坑內(nèi)換填灰土后再進(jìn)行重錘夯實施工。在進(jìn)行樁施工時，施工人員需要提前挖好基坑，并且預(yù)留出20～30cm 的土層，之后在坑內(nèi)進(jìn)行樁施工。另外，施工人員需要嚴(yán)格控制樁施工順序，應(yīng)當(dāng)先外排、后里排，并且同排內(nèi)應(yīng)間隔一或兩孔進(jìn)行。在成孔之后，施工人員需要及時清底夯平，且夯實次數(shù)不得小于8 次。樁孔回填厚度為250～400mm。在進(jìn)行施打時，逐層定量向孔內(nèi)下料。除此之外，施工人員在挖土?xí)r需要將高出部分清除。如果孔底有地下水流入，應(yīng)及時采用井點降水的方法，再回填填料或向樁孔內(nèi)填入適量的干磚渣和石灰[2]。

3.5 施工后做好公路路面覆膜養(yǎng)生

施工單位首先需要在公路高填方路基施工后派專人做好公路路面覆膜養(yǎng)生，第一時間在公路路面上覆蓋養(yǎng)生膜，并且在氣溫較低時要重點注意保證養(yǎng)生溫度，確保公路路面強(qiáng)度。另外，正常的情況下公路路面的強(qiáng)度需要達(dá)到設(shè)計的具體要求后，施工人員才可以進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，預(yù)應(yīng)力張拉之后才可以對公路路面上的養(yǎng)生膜進(jìn)行拆除。另外，施工單位需要對公路路面的細(xì)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)地研究，重點做好日常路面保潔與清理工作。例如公路路面出現(xiàn)殘破、不平穩(wěn)邊坡、路面邊溝處等，第一時間將堆積的雜物進(jìn)行清除，如圖1所示。

圖1 公路高填方路基設(shè)計

4 結(jié)語

綜上所述，在公路高填方路基施工中，施工企業(yè)需根據(jù)現(xiàn)場實際情況對公路高填方路基施工措施進(jìn)行統(tǒng)籌設(shè)計，做好人員、物料以及現(xiàn)場布置等管理工作，如設(shè)置集水明排系統(tǒng)做好路面截排水，嚴(yán)格管控填筑材料質(zhì)量與分層壓實技術(shù)，并且在施工后要做好公路路面覆膜養(yǎng)生，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)管控每個步驟，以有效提升施工質(zhì)量和效率。