路基分層填筑施工技術(shù)在公路工程建設(shè)中的應(yīng)用

張文武

摘 要：現(xiàn)階段，社會(huì)各界對(duì)高速公路質(zhì)量提出更高的要求，根據(jù)工程施工情況應(yīng)用科學(xué)的施工技術(shù)是創(chuàng)建高品質(zhì)公路工程的必要前提。對(duì)此，文章結(jié)合寧韶公路二標(biāo)段項(xiàng)目為工程實(shí)例，圍繞路基分層填筑施工技術(shù)進(jìn)行展開，對(duì)施工過程中攤鋪、夯擊等技術(shù)針對(duì)研究并提出了施工要點(diǎn)和優(yōu)化建議，希望所提內(nèi)容可作為類似工程的參考。

關(guān)鍵詞：高速公路;路基工程;分層填筑

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

路基是高速公路結(jié)構(gòu)組成中的基礎(chǔ)部分，其對(duì)于路面等其它結(jié)構(gòu)層的影響較為顯著，通常采取分層填筑的方式完成路基的施工作業(yè)。作為施工單位，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況合理應(yīng)用分層填筑施工技術(shù)，保證路基滿足密實(shí)度、平整度的要求，充分發(fā)揮出該技術(shù)在路基工程中的作用。

1 工程概況

寧韶二標(biāo)建設(shè)于寧鄉(xiāng)境內(nèi)，起于壩塘鎮(zhèn)溈烏村，在溈水河南岸接第1合同段后逐步向南布線，跨越烏江及在建的金塘公路，設(shè)南田坪互通及寧鄉(xiāng)南服務(wù)區(qū)，最后止于東湖塘鎮(zhèn)。該公路與韶山北互通相交，順接長(zhǎng)韶婁高速公路韶山支線起點(diǎn)。

2 總體施工方案

路基填筑施工量較大，遵循的是分層填筑的基本原則（見圖1）。填土方挖運(yùn)施工采取的是挖掘機(jī)與自卸車聯(lián)合作業(yè)的方式，以便快速運(yùn)輸填料，利用推土機(jī)攤鋪后再借助平地機(jī)整平處理;配置重型振動(dòng)壓路機(jī)，分層依次壓實(shí)到位，每完成一層壓實(shí)作業(yè)后均隨即檢查施工質(zhì)量，無(wú)誤則組織下一層施工作業(yè)，若與設(shè)計(jì)值存在誤差則合理調(diào)整，從而保證路基的密實(shí)度。

3 路基分層填筑的主要工藝原理

3.1 分層壓實(shí)原理

分層壓實(shí)主要借助共振、反復(fù)荷載沖擊的途徑而實(shí)現(xiàn)，根據(jù)施工需求配置壓力機(jī)設(shè)備，其反復(fù)作用在被碾壓的結(jié)構(gòu)體上，產(chǎn)生反復(fù)的振動(dòng)沖擊，此過程中材料的內(nèi)摩擦系數(shù)可大幅降低，土體所具有的黏性有所增強(qiáng)，路基密實(shí)度可滿足日常使用要求。

3.2 分層強(qiáng)夯加固原理

針對(duì)非飽和土的強(qiáng)夯作業(yè)，其主要借助夯錘而實(shí)現(xiàn)，該裝置在與地面接觸時(shí)將產(chǎn)生橫波、縱波和表面波，并向土層發(fā)生徑向傳播行為，各自所對(duì)應(yīng)的傳播路徑具有差異性，因此土體內(nèi)波的加固效果也不盡相同，從而形成隆脹區(qū)，其中以夯坑底部最為明顯。若飽和土內(nèi)的空隙較大，同時(shí)存在較豐富的粗顆粒時(shí)，在對(duì)該處采取夯擊處理措施后土體間形成緊密接觸的關(guān)系，原本相對(duì)較大的土體空隙有效縮小，同時(shí)降低了土體內(nèi)氣相，土顆粒從分散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫奂癄顟B(tài)，最終結(jié)果則是密實(shí)度得到大幅的提升。

4 路基分層填筑施工工藝

4.1 施工流程

4.2 分層填筑

填筑采取橫斷面全寬、縱向分層填筑的方式。當(dāng)原地面高低不平時(shí)，從最低處分層填筑，由兩邊向中心填筑。為保證全斷面壓實(shí)度一致和完工后的路堤邊緣有足夠的壓實(shí)度，邊坡兩側(cè)各超填0.5 m，竣工時(shí)刷坡整平。填筑施工根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，采用推土機(jī)、平地機(jī)或裝載機(jī)配合自卸汽車運(yùn)輸，松鋪厚度為35 cm，碾壓8遍。為節(jié)省攤鋪平整時(shí)間，在運(yùn)送填料時(shí)，嚴(yán)格控制倒土密度，根據(jù)車載量及松鋪厚度計(jì)算卸車密度，采用方格網(wǎng)方法倒土。用不同填料填筑時(shí)，各種填料禁止混雜填筑，每一水平層的全寬用同一種填料填筑。

4.3 攤鋪整平

填料轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后不可隨即投入使用，應(yīng)組織含水量試驗(yàn)，以預(yù)先設(shè)計(jì)的最佳含水量為基準(zhǔn)，若實(shí)測(cè)值超過該值的±2%，則要采取處理措施，如風(fēng)干晾曬降低含水量或是灑水提高含水量，在填料含水量足夠合理后方可組織攤鋪碾壓作業(yè)。各層松鋪厚度≤30 cm，每側(cè)寬度超過設(shè)計(jì)值50 cm。首先利用推土機(jī)粗平填料，再利用平地機(jī)按照自外向內(nèi)的順序依次整平，從而使路基表面形成2%～4%的雙向橫坡，可達(dá)到快速排水的效果。平整度檢測(cè)所用工具為3 m直尺，實(shí)測(cè)值與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的誤差不可超過±15 mm，否則不可進(jìn)入到壓實(shí)環(huán)節(jié)。

4.4 碾壓成型

（1）碾壓應(yīng)遵循先靜后振，先慢后快的原則。碾壓順序?yàn)椋合炔捎脡郝窓C(jī)靜壓一遍，然后弱振碾壓一遍，而后強(qiáng)振碾壓，直至碾壓到合適的壓實(shí)度時(shí)為止。碾壓合格后，靜壓1～2遍，消除輪跡。碾壓過程中，壓路機(jī)必須保持勻速碾壓，嚴(yán)禁突然啟動(dòng)或緊急剎車，避免對(duì)級(jí)路基產(chǎn)生推移。

路基壓實(shí)選用的是噸位達(dá)22 t或更高的振動(dòng)壓路機(jī)，遵循先慢速后快速的原則，提速不可過猛，全程不超過4 km/h，遇直線段時(shí)從兩側(cè)開始逐步向中間推進(jìn)，遇曲線段時(shí)從內(nèi)側(cè)開始碾壓再轉(zhuǎn)向外側(cè);輪跡重疊量0.4 m～0.5 m;避免漏壓現(xiàn)象，全程各段均要得到充分的碾壓。

（2）先靜壓2遍，施工機(jī)械從慢速逐步提高至快速，并從弱振逐步轉(zhuǎn)為強(qiáng)振。平地機(jī)整平，向施工區(qū)域均勻?yàn)⑺?，若表面水分向攤鋪層滲入后，便可組織2遍靜壓作業(yè)，以達(dá)到穩(wěn)定填料表面的效果;隨后再轉(zhuǎn)為強(qiáng)振碾壓，持續(xù)4～6遍;最后微振1遍。結(jié)束振動(dòng)作業(yè)后，及時(shí)檢測(cè)壓實(shí)度，若不滿足要求則要及時(shí)補(bǔ)充碾壓。

（3）填筑區(qū)段完成一層填料后，用推土機(jī)粗平、平地機(jī)精平攤鋪平整，做到填鋪面在縱向和橫向平順均勻，以保證壓路機(jī)壓輪表面能均勻地接觸填鋪面進(jìn)行碾壓，達(dá)到碾壓效果。攤鋪時(shí)邊坡兩側(cè)各加寬0.5 m，在攤鋪的同時(shí)利用推土機(jī)對(duì)路肩進(jìn)行初步壓實(shí)，并保證壓路機(jī)壓到路肩時(shí)不致發(fā)生滑坡。

4.5 分層強(qiáng)夯施工工藝

4.5.1 試夯

為給正式強(qiáng)夯提供正確的工藝指導(dǎo)，在正式施工前組織試夯作業(yè)，選取K26+880～K26+960作為試驗(yàn)段，配置強(qiáng)夯機(jī)械、水準(zhǔn)儀、全站儀各1臺(tái)，根據(jù)施工結(jié)果確定合適的工藝參數(shù)。

（1）強(qiáng)夯使用的是40 t履帶式起重機(jī)，配置直徑2.5 m、重20 t的圓形夯錘，設(shè)4個(gè)φ300 mm的貫通式氣孔。

（2）綜合考慮施工要求和所用機(jī)械的工作性能，單次夯擊能取1 000 kN·m，給予2遍滿夯處理。夯錘落距對(duì)夯擊效果的影響較大，結(jié)合所用工具的基本參數(shù)，取：1 000 kN·m/20 t=5 m。

（3）施工所用夯錘重M為20 t，正常狀況下最大落錘高度h為20 m，由此可求得有效處理深度，即10 m。

（4）夯點(diǎn)采取梅花形布置方式，間距采取3.5 m的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)束第一遍夯擊作業(yè)后，在其中心點(diǎn)處組織第二遍夯擊，若無(wú)誤則滿夯2遍。

4.5.2 強(qiáng)夯施工

（1）依據(jù)規(guī)范做好準(zhǔn)備工作，如基底處理、清表等，盡可能消除雜物等外界因素對(duì)路基填筑施工效果的不良影響，經(jīng)過填筑后的路基高度應(yīng)超過原地面1.5 m，標(biāo)出夯點(diǎn)并測(cè)量場(chǎng)地高程。

（2）保證夯點(diǎn)布設(shè)無(wú)誤后，夯擊機(jī)械進(jìn)入指定施工位置，提起夯錘并調(diào)整，使其中心能夠與夯點(diǎn)中心相同，采取固定措施以確保夯機(jī)在運(yùn)行中可維持穩(wěn)定，加強(qiáng)防護(hù)措施，保證夯錘的通氣孔不存在堵塞現(xiàn)象。

（3）以夯擊能和夯錘重量為參考，根據(jù)公式計(jì)算后確定合適的落距，同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量錘頂高程，完整記錄測(cè)量所得信息，將其作為后續(xù)工藝分析的依據(jù)。

（4）提升夯錘至指定高度，脫鉤后使其發(fā)生自由下落運(yùn)動(dòng)，測(cè)量夯錘的頂高程，對(duì)于坑底傾斜情況，則必須將該處填補(bǔ)平整。

（5）按照上述方法重復(fù)多次夯擊，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)要求控制好夯錘次數(shù)，要求最后兩次夯擊的沉降差<5 cm，對(duì)于不達(dá)標(biāo)的夯點(diǎn)，則要繼續(xù)夯擊，直至符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

（6）經(jīng)過第1遍夯擊后將形成夯坑，利用粗顆粒回填后再使用推土機(jī)整平，根據(jù)設(shè)計(jì)要求間隔一段時(shí)間，隨后即可組織第二遍夯擊作業(yè)。保證各道工序可以緊密銜接，縮短不必要的間隔時(shí)間，保證夯擊遍數(shù)、壓實(shí)度、夯擊后高程等都可滿足要求。

（7）結(jié)束強(qiáng)夯作業(yè)后，持續(xù)2遍的滿夯，此階段單次夯擊能量設(shè)為1 000 kN·m，以施工所用夯錘自重為基準(zhǔn)，經(jīng)計(jì)算后將夯錘落距控制為5 m，產(chǎn)生的夯印搭接量至少要達(dá)到夯錘直徑的1/3，非特殊情況下均按照設(shè)計(jì)要求控制夯擊遍數(shù)，若情況特殊需多方協(xié)調(diào)，采取行之有效的夯擊施工工藝，保證滿夯施工效果。

4.6 路面、邊坡整形

按設(shè)計(jì)標(biāo)高填筑完成后，恢復(fù)中邊樁。進(jìn)行高程測(cè)量，計(jì)算平整高度，施放路肩邊線樁，修筑路拱，并用光輪壓路機(jī)碾壓一遍，使路面光潔無(wú)浮土，依據(jù)路肩邊線樁，用人工按設(shè)計(jì)坡率掛線刷去超填部分。邊坡刷去超填部分后進(jìn)行整修夯實(shí)，整修后的邊坡達(dá)到坡面平順沒有凹凸，轉(zhuǎn)折處棱線明顯，直線處平直，變化處平順，壓實(shí)度合格。避免因路基壓實(shí)質(zhì)量不合格而引起的重復(fù)檢測(cè)，橫向排水坡符合要求。

4.7 質(zhì)量保證

按驗(yàn)標(biāo)要求對(duì)填料質(zhì)量、填筑厚度、填層面縱橫方向平整度、壓實(shí)質(zhì)量、寬度、邊坡質(zhì)量及坡度等進(jìn)行檢查驗(yàn)收簽證，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的不驗(yàn)收。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，文章以公路工程建設(shè)為背景，圍繞其中的路基分層填筑施工技術(shù)展開探討，體現(xiàn)在等方面，希望所提內(nèi)容可作為類似工程的參考。作為施工單位，則要以施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為立足點(diǎn)，在既有路基分層填筑施工技術(shù)的基礎(chǔ)上作出優(yōu)化，提出與施工現(xiàn)場(chǎng)相適的技術(shù)，并依據(jù)規(guī)范將各項(xiàng)施工作業(yè)落實(shí)到位，保證路基施工質(zhì)量，給公路工程其它環(huán)節(jié)的施工作業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。

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