高速公路軟基的高填方路基施工工藝

龍獻(xiàn)江

（中交四航局第三工程有限公司，廣東湛江 524000）

1 工程概況

廣州從化至清遠(yuǎn)連州高速公路，線路全長28.223 km，按雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度120 km/h，路基寬度34.5 m。路基最高填方約20 m，受低洼地勢(shì)的影響，易形成大范圍的積水，迫使地下土的含水量明顯提高，使原本穩(wěn)定性不足的軟土受到嚴(yán)重，承載力大幅下降。為給公路施工創(chuàng)設(shè)良好的條件，應(yīng)對(duì)軟土地基采取針對(duì)性的處理措施。

2 軟基換填施工工藝

2.1 淤泥的挖除

放水晾曬后挖除干凈，在現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)臨時(shí)道路，供車輛以及機(jī)械設(shè)備通行，實(shí)施挖掘機(jī)挖泥裝載、自卸車高效外運(yùn)的聯(lián)合作業(yè)模式?？紤]淤泥黏性較強(qiáng)的特點(diǎn)，將自卸車的車廂底部清理干凈后預(yù)裝砂石質(zhì)干土，避免淤泥黏附在車廂上。

挖泥時(shí)，挖掘機(jī)從邊部開始作業(yè)，逐步向中間推進(jìn)，連續(xù)施工，力爭一次開挖至設(shè)計(jì)高程。局部的淤泥厚度較大，用挖掘機(jī)盡可能開挖，對(duì)于超出大臂作業(yè)范圍的部分，用石渣回填，構(gòu)成穩(wěn)定性較好的施工便道，再安排挖掘機(jī)駛?cè)朐撎?，繼續(xù)開挖剩余部分在，直至淤泥完全挖除，將為了滿足臨時(shí)施工要求而設(shè)置的石渣清理干凈?；讕r土的坡度超過1∶5時(shí)，重點(diǎn)對(duì)堅(jiān)實(shí)巖土層做開挖處理，采分臺(tái)階開挖的方法，寬度不超過2 m，橫坡按4%控制。

2.2 換填

（1）測(cè)量放樣。

以設(shè)計(jì)圖紙為準(zhǔn)，測(cè)放換填施工邊界線；由專員操作水準(zhǔn)儀，測(cè)定基底高程，采集數(shù)據(jù)并記錄。第一層填筑試驗(yàn)前，中邊線拉出松鋪厚度，用適量的石灰形成標(biāo)記。

（2）填料運(yùn)輸。

自卸車和挖掘機(jī)聯(lián)合作業(yè)，有條不紊地向現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送優(yōu)質(zhì)填料，加強(qiáng)協(xié)調(diào)，盡可能縮短運(yùn)輸時(shí)間，做到連續(xù)施工。

（3）攤鋪。

路基填筑施工環(huán)節(jié)，逐層施工并做平整處理，從中線開始向兩側(cè)設(shè)2%的橫向坡度。一次性全幅填筑，單層攤鋪厚度最大為30 cm。材料的質(zhì)量會(huì)直接影響填筑施工效果，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)填料粒徑級(jí)配的檢測(cè)與控制，在填筑前過篩，剔除超粒徑的填料。

（4）整平。

以推土機(jī)為主，人工輔助作業(yè)，高效整平換填的碎石，施工期間及時(shí)檢測(cè)松鋪頂面的高程數(shù)據(jù)，完整記錄。

（5）碾壓。

遵循“先慢后快、先低后高”的基本原則，沿路線縱向碾壓，直線段施工時(shí)從兩側(cè)開始有序向中間部位推進(jìn)，曲線段則優(yōu)先處理內(nèi)側(cè)，再轉(zhuǎn)向外側(cè)。碾壓時(shí)，控制好壓路機(jī)的運(yùn)行速度，盡可能保持勻速行駛的工作狀態(tài)，不可急剎車或忽然提速，避免影響攤鋪料的平整性。

2.3 攪拌樁處理

（1）樁位放樣。

施工前，先確定場(chǎng)地的覆蓋范圍，清理、整平；測(cè)放樁位作為施工的基準(zhǔn)；遇水塘、低洼區(qū)等含水量較高部位時(shí)，采取排水、清淤、換填措施，直至滿足整平高程要求。

（2）鉆機(jī)就位與調(diào)試。

鉆機(jī)按設(shè)計(jì)要求精準(zhǔn)就位，保持平穩(wěn)；試運(yùn)行，判斷設(shè)備的工作狀態(tài)，若有問題及時(shí)處理。

（3）鉆進(jìn)。

經(jīng)過對(duì)攪拌頭的調(diào)整，使其對(duì)準(zhǔn)設(shè)計(jì)樁位，啟用電機(jī)，在其帶動(dòng)作用下使攪拌頭轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的過程中同步切土下沉，按照此方式持續(xù)操作，直至達(dá)到加固深度要求。鉆進(jìn)速度變化不宜過大，全程穩(wěn)定在0.8～1.5 m/min。

（4）上提噴粉。

鉆頭反轉(zhuǎn)，做到邊旋轉(zhuǎn)提升邊噴粉，全過程中提升速度穩(wěn)定在0.5～0.8 m/min；隨著提升量的增加，待鉆頭與地面的距離減小至1 m后，適當(dāng)放慢提升速度；噴粉口即將出地面時(shí)，及時(shí)終止提升，在該位置攪拌數(shù)秒，經(jīng)過此操作后切實(shí)保證樁頭攪拌的均勻性。

（5）循環(huán)提鉆、噴漿。

以試驗(yàn)路段確定的參數(shù)為準(zhǔn)，完成重復(fù)下沉、提升、噴粉、攪拌四項(xiàng)關(guān)鍵的操作。

（6）鉆機(jī)移位。

將鉆桿完整提出，根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃將鉆機(jī)轉(zhuǎn)移至下一根攪拌樁的作業(yè)點(diǎn)位，有序推進(jìn)施工進(jìn)程。

3 路基施工工藝

3.1 攤鋪

（1）水平分層攤鋪，各層虛鋪厚度不超過30 cm，同一層施工時(shí)，全寬范圍內(nèi)的填料類型保持一致（不得混用）。最后一層施工時(shí)，壓實(shí)度厚度至少達(dá)到100 mm，保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（2）部分路段存在較強(qiáng)烈的地下水干擾時(shí)，采用透水性較好的填料，避免水損害。

（3）分段填筑施工時(shí)，若不具備交替填筑的條件，則對(duì)先填路段進(jìn)行處理，按1∶1坡度分層留臺(tái)階；條件允許時(shí)，直接分層交替填筑，考慮到連接穩(wěn)定性要求，搭接長度達(dá)到2 m或視實(shí)際情況適當(dāng)增加。

（4）按橫斷面全寬縱向水平分層施工，逐層將填筑、壓實(shí)工作落實(shí)到位，每200 m左右劃分為一個(gè)施工區(qū)段，逐段施工。以試驗(yàn)路段所確定的參數(shù)為準(zhǔn)，有效控制分層厚度，路堤每20 m設(shè)一組標(biāo)高點(diǎn)，作為攤鋪施工時(shí)的控制基準(zhǔn)，每次松鋪厚度20～30 cm。

（5）自卸車將填料運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)后，以車容量為依據(jù)展開計(jì)算，確定合適的堆土間距，劃出準(zhǔn)確的堆土方格，均勻卸料，以滿足攤鋪施工對(duì)于填料數(shù)量的要求。

（6）路堤高度超過20 m時(shí)，鋪設(shè)土工格柵（每4.0 m鋪設(shè)一層），用于提升路基的穩(wěn)定性[1-2]。

3.2 整平

按照先粗平、后精平的順序施工，前者所用設(shè)備為推土機(jī)，后者采用平地機(jī)。攤鋪時(shí)，設(shè)置橫向排水坡（向兩側(cè)傾斜2%～4%），提高排水效率，避免路基填筑時(shí)形成積水。

路堤填筑過程中密切關(guān)注填料的質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)含水量的檢測(cè)與控制。對(duì)于黏砂土、細(xì)粒土，其實(shí)際含水量不超過最佳含水量的±2%。若實(shí)測(cè)含水量偏低，則以灑水的方式處理，將含水率提高至合理范圍內(nèi)；若實(shí)測(cè)含水量偏高，則以翻松晾曬的方式處理。

以灑水的方式增加填料含水量時(shí)，增添的水量：

式中：V——所需加水量（kg）；W0——土的含水量；W——最佳含水量；Q——需要加水的土的重量（kg）。

按前述方法計(jì)算，初步得到需要增加的水量，用水車均勻?yàn)⑺?。?jīng)6 h的滲透后，按照規(guī)范檢測(cè)含水量，若滿足要求則繼續(xù)后續(xù)施工（碾壓），否則根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步處理。

3.3 碾壓

碾壓設(shè)備采用重型振動(dòng)壓路機(jī)，由具有資質(zhì)的司機(jī)進(jìn)行操作，沿線路方向縱向行進(jìn)，嚴(yán)格控制包含設(shè)備運(yùn)行速度、壓實(shí)遍數(shù)在內(nèi)的關(guān)鍵作業(yè)參數(shù)。靜壓時(shí)、弱振時(shí)、強(qiáng)振時(shí)，壓路機(jī)的行駛速度分別不超過2、3、4 km/h，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)條件靈活調(diào)整，且禁止隨意大幅度變更速度。設(shè)備縱向進(jìn)退式行進(jìn)，邊緣部位易失穩(wěn)，因此多碾壓2～3遍。為保證施工面的完整性，橫向輪跡重疊量達(dá)到40 cm或適當(dāng)增加，上下兩側(cè)填筑接頭錯(cuò)開3 m。

3.4 高填路堤補(bǔ)強(qiáng)施工

考慮路堤結(jié)構(gòu)的完整性以及工后沉降要求（盡可能避免大范圍沉降），地基處理時(shí)采用強(qiáng)夯法，有效夯實(shí)填料，使填料緊密結(jié)合。高填方路基施工中，路堤在100 m以內(nèi)，填筑高度達(dá)到4 m或更大時(shí)，必須采取強(qiáng)夯處理方法。

（1）機(jī)械設(shè)備的配套。

強(qiáng)夯設(shè)備為履帶式起重機(jī)，帶有自動(dòng)脫鉤裝置，提高施工靈活性，保證強(qiáng)夯效果；配套輔助門架，將其設(shè)置在臂桿端部，以免機(jī)架落錘時(shí)失穩(wěn)。為及時(shí)掌握垂直高度，提前在起重機(jī)臂桿處設(shè)置醒目的標(biāo)識(shí)，此外也可以將其設(shè)在門架上；夯錘是強(qiáng)夯施工中的關(guān)鍵裝置，采用10 t圓形夯錘，落距10 m；施工前確定錘底直徑以及夯錘重量，精準(zhǔn)施工。

（2）夯前準(zhǔn)備。

在現(xiàn)場(chǎng)選取具有代表性的場(chǎng)地，于該處組織試夯，采集數(shù)據(jù)并記錄，判斷實(shí)際夯實(shí)效果，得到強(qiáng)夯施工方案。

（3）強(qiáng)夯施工要點(diǎn)。

①正式施工前，先清理現(xiàn)場(chǎng)的雜物并整平，以便起重機(jī)順暢通行。注重對(duì)施工范圍內(nèi)的勘察，并查閱既有資料，明確地下構(gòu)筑物和管線的分布情況，對(duì)其采取防護(hù)措施，以免因施工的干擾而無法正常使用。

②經(jīng)過場(chǎng)地清理、整平后，準(zhǔn)確標(biāo)出第一遍夯擊點(diǎn)的位置，設(shè)置紅色塑料袋，形成顯眼的標(biāo)記。第一遍夯點(diǎn)呈正方形布置，中心間距為5 m，第二、第三遍夯點(diǎn)的該距離調(diào)整為2.5 m。實(shí)際夯實(shí)施工中，最后一遍必須滿夯，全面增強(qiáng)夯實(shí)效果；夯點(diǎn)搭接量以夯痕1/3～1/2為宜。

滿點(diǎn)布置如圖1所示。

圖1 滿點(diǎn)布置

③根據(jù)施工規(guī)劃，使起重機(jī)就位，調(diào)整夯錘的姿態(tài)，直至對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)，確定錘頂高程。按要求提升夯錘，在特定高度脫鉤，使夯擊裝置自由下落，并再次測(cè)量錘頂高程。如果坑底傾斜而出現(xiàn)夯錘歪斜現(xiàn)象，根據(jù)坑底的實(shí)際情況整平。

④主夯點(diǎn)、副夯點(diǎn)各自的夯擊次數(shù)分別為8、5次，夯擊能量2 000 kN·m，有序夯擊。最后兩擊為重點(diǎn)控制對(duì)象，其產(chǎn)生的平均沉降量不可超過50 mm。

⑤經(jīng)過強(qiáng)夯施工后，再對(duì)夯擊后的作業(yè)面進(jìn)行滿夯，此舉目的在于提高表面的密實(shí)性與平整性。夯點(diǎn)呈梅花形布置，取重疊搭接量的1/4，作為夯跡重疊量的控制要求，形成完整的夯擊面。

4 結(jié)語

綜上所述，軟土地基的地質(zhì)條件較差，在正式施工前需要加強(qiáng)處理，切實(shí)解決承載力不足、不均勻沉降等問題。本文經(jīng)過分析后，提出軟基的高填方路基施工工藝，希望可作為類似工程的參考。