高速公路路基巨粒土填筑施工技術(shù)的應(yīng)用

焦麗強(qiáng)

山西路橋第八工程有限公司 山西運(yùn)城 044000

在建設(shè)高速公路工程的過程中，路基填筑是極為關(guān)鍵的一環(huán)，此時(shí)路基部分已經(jīng)成為整個(gè)項(xiàng)目的重要承載結(jié)構(gòu)之一，在應(yīng)用期間，其質(zhì)量水平影響著車輛載荷能力，除此之外，還需要擔(dān)負(fù)起結(jié)構(gòu)重量及自身重量，因此這一部分的質(zhì)量有無契合標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)影響將來應(yīng)用期間的安全可靠性以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，如果在實(shí)際工程中，路基施工不過關(guān)，那么就極易誘發(fā)路基沉降的問題，這極大地影響高速公路的總體質(zhì)量。因此，應(yīng)以科學(xué)合理的方式完成路基填筑施工作業(yè)，相關(guān)的工作人員要采取針對(duì)性的方法提高路基工程的質(zhì)量。在路基作業(yè)期間，要依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范開始填筑、壓實(shí)以及檢測(cè)，對(duì)此，筆者將詳盡地闡述巨粒土填方在高速公路路基中的施工工藝，以此為鑒。

1 巨粒土填筑材料的優(yōu)勢(shì)

巨粒土路基填筑材料主要來自隧道開挖產(chǎn)生的棄渣，其就近用于路基填筑，能降低棄渣運(yùn)輸?shù)念~外費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能環(huán)保效益顯著，且有利于縮短施工工期，加快施工進(jìn)度，與其余路基填筑材料相比，巨粒土強(qiáng)度高、透水性好。但是，巨粒土路基填筑材料穩(wěn)定性不佳，如果施工過程中無法保證材料壓實(shí)度，后期很容易出現(xiàn)路基塌陷。大量的工程實(shí)踐表明，通過高強(qiáng)度振動(dòng)碾壓或強(qiáng)夯能有效確保巨粒土路基填筑達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度。例如采用沖擊式壓路機(jī)，能較好地提升巨粒土路基填筑施工壓實(shí)效果，再結(jié)合施工機(jī)械的配合與施工工藝技術(shù)的改進(jìn)，能夠有效保證巨粒土路基填筑施工質(zhì)量。

2 巨粒土填筑施工影響因素

2.1 施工前期準(zhǔn)備工作不充分

高速公路路基前期的施工準(zhǔn)備工作不夠充分，未制定專項(xiàng)計(jì)劃對(duì)生活的每個(gè)階段和每個(gè)步驟進(jìn)行具體劃分。在施工之前，往往會(huì)出現(xiàn)未檢查下層路面的質(zhì)量問題，尤其是未檢查軟土地基是否已經(jīng)清理干凈，沒有及時(shí)地確定碾壓的遍數(shù)和松鋪的厚度。不僅如此，土的性質(zhì)與土的含水量之間的關(guān)系沒有選擇合適的填料。除此之外，未確定壓實(shí)厚度，并且未安排確定施工的順序，沒有控制好施工的層厚，往往會(huì)造成水泥路面排水不好，路基往往會(huì)被雨水浸泡。施工人員未結(jié)合路基兩側(cè)的情況進(jìn)行認(rèn)真的確認(rèn)，難以疏通排水系統(tǒng)。

2.2 路基下沉

路基作為高速公路的基礎(chǔ)，如果路基不穩(wěn)定，整個(gè)高速公路都會(huì)受到相應(yīng)的破壞，影響交通，甚至危及生命安全。造成路基沉降的主要原因是施工現(xiàn)場(chǎng)遇到了軟土層，處理不當(dāng)導(dǎo)致。通常遇到軟土地基時(shí)，技術(shù)人員會(huì)將地基和加固材料混合以增加地基的硬度，避免塌陷。后期高速公路投入使用時(shí)，還需要定期對(duì)道路進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)問題隨時(shí)解決，避免出現(xiàn)重大安全隱患，確保改善道路質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理較差

高速公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理較差，路基施工影響了高速公路的平整性、承載力及其使用情況。路基的施工質(zhì)量未進(jìn)行嚴(yán)密的控制與監(jiān)測(cè)，施工現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量和交通運(yùn)輸情況較差，難以保證高速公路路基的使用年限，在后期會(huì)造成高速公路工程的施工成本大大提高。不僅如此，施工的現(xiàn)場(chǎng)未建立完善的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工質(zhì)量規(guī)定，許多施工人員的規(guī)范意識(shí)較差，施工的習(xí)慣較差，往往造成了許多質(zhì)量問題甚至是生產(chǎn)事故。除此之外，施工現(xiàn)場(chǎng)也缺乏嚴(yán)密的監(jiān)管和控制，在高速公路的施工過程中往往會(huì)出現(xiàn)路面裂縫、路面下陷的問題。

3 高速公路施工中巨粒土填筑技術(shù)的運(yùn)用

3.1 清表及地基處理

以路基寬度和紅線為參照基準(zhǔn)，劃定施工界線，對(duì)周邊的構(gòu)造物及植物采取防護(hù)措施，盡可能減小對(duì)外部環(huán)境的影響；全面清理用地范圍內(nèi)的樹根、垃圾等不利于正常施工的雜物，保證清表深度至少達(dá)到30cm，以免影響正常施工；期間產(chǎn)生的各類雜物均統(tǒng)一轉(zhuǎn)至指定堆放場(chǎng)所，作為綠化工程的原材料而使用，提高資源的利用價(jià)值。

清表工作落實(shí)到位后用重型壓路機(jī)碾壓，要求實(shí)測(cè)壓實(shí)度≥90%；遇軟土地基時(shí)考慮到其穩(wěn)定性不足的情況，按照先換填碎石土、再碾壓的方式處理，確保施工現(xiàn)場(chǎng)具有足夠的穩(wěn)定性與平整性。

3.2 填料選擇

填料的性質(zhì)將直接影響路基的施工質(zhì)量，為合理選擇填料，在施工前組織取樣試驗(yàn)，確定施工效果最佳時(shí)的填料，將其投入使用。秉承著資源效用最大化的原則，填料選用的是項(xiàng)目挖方施工中產(chǎn)生的花崗巖或花崗片麻巖，檢測(cè)其粒徑，剔除超粒徑部分，篩選優(yōu)質(zhì)的材料，用于路基填筑施工。

3.3 測(cè)量工作分析

在路基開工之前，相關(guān)的操作人員要完成復(fù)測(cè)工作，通常要仔細(xì)測(cè)量中線、高程及橫斷面。首先，要以構(gòu)造物的作業(yè)規(guī)范為準(zhǔn)，在適當(dāng)?shù)姆轿粯?gòu)建導(dǎo)線網(wǎng)，同時(shí)要安置一系列高程控制點(diǎn)，充分利用混凝土合理保護(hù)控制樁，而且還應(yīng)該放出護(hù)樁。在測(cè)設(shè)路基邊坡線的過程中，明確樁位高程，系統(tǒng)性地登記在此過程中產(chǎn)生的多項(xiàng)信息，根據(jù)既有信息計(jì)算后明確左右端的路基填筑寬度調(diào)控規(guī)范。以路堤設(shè)計(jì)頂面寬度作為基本標(biāo)準(zhǔn)，在此前提下增設(shè)500mm，這就能夠更好地確保邊坡具備充足的密實(shí)度，而且也可以給壓實(shí)設(shè)施的順利運(yùn)作帶來充足的空間，安置邊線樁點(diǎn)，運(yùn)用石灰順著邊線調(diào)控樁撒白線，由此明確實(shí)際的填土施工范疇。在作業(yè)過程中，相關(guān)的工作人員還要完成觀測(cè)工作，按時(shí)把控各層的中線及高程掌控，還需要確保坡度緩和、各區(qū)域厚度保持統(tǒng)一，除此之外，還應(yīng)該在既定區(qū)域修理排水溝，避免由于積水而造成路基填筑質(zhì)量不佳。

3.4 路基碾壓

（1）碾壓過程設(shè)計(jì)。①自行式壓路機(jī)碾壓巨粒土路基，并按照試驗(yàn)段的試驗(yàn)結(jié)果設(shè)置碾壓次數(shù)和速度；②當(dāng)路基填筑完成之后，先利用羊角壓路機(jī)進(jìn)行一次靜壓，當(dāng)平地機(jī)完成一次表面精平之后，重噸位壓路機(jī)遵循“由兩邊到中間，先靜壓后振壓”的原則進(jìn)行二次碾壓；③兩次碾壓過程中的輪跡重疊寬度應(yīng)保持在1/3輪寬左右，同時(shí)應(yīng)保證碾壓均勻，無死角和漏壓現(xiàn)象；④當(dāng)完成三次碾壓之后，相關(guān)操作人員應(yīng)每隔25m檢查路基的壓實(shí)度和沉降量，直到滿足設(shè)計(jì)要求，最后靜壓收光即可；⑤各節(jié)的連接位置要重疊壓實(shí)，并控制搭接長(zhǎng)度為2m。

（2）碾壓方式。該項(xiàng)目選用25t振動(dòng)壓路機(jī)沿著路基表面由兩邊向中間的逐漸進(jìn)行縱向平行碾壓，并保證相鄰兩次碾壓的輪跡重疊寬度至少應(yīng)為1/3輪寬。為了保證邊坡具有良好的碾壓密實(shí)度，應(yīng)加寬路基兩邊的寬度。具體的碾壓操作如下：①利用羊角壓路機(jī)以3～5km/h的車速進(jìn)行1次靜壓，然后再利用車速為1.5～1.8km/h的自行式壓路機(jī)完成2次靜壓；②先后以2.0～2.5km/h的車速和2.5～3.0km/h的車速進(jìn)行2次中振，3次重振碾壓；③為了保障路基表面的平整度，利用自行式壓路機(jī)進(jìn)行1次靜壓完成補(bǔ)壓和收光操作。

4 解決高速公路路基施工問題的建議

4.1 在路基填筑前的質(zhì)量控制

在路基填筑施工前，需要對(duì)路基地面做好全方位檢查，了解該施工區(qū)域是否存在軟土地基。一旦發(fā)現(xiàn)軟土地基，則要結(jié)合施工現(xiàn)狀采取針對(duì)性舉措，做好地基穩(wěn)固性舉措，對(duì)施工區(qū)域存有的植被、垃圾等雜質(zhì)物做好清除。在應(yīng)用機(jī)械設(shè)備對(duì)地面做壓實(shí)度處理時(shí)，則需要確保地面具有較強(qiáng)的密實(shí)性，等待其符合工程施工要求時(shí)再做好工程施工，盡可能避免出現(xiàn)安全隱患。

4.2 邊坡防護(hù)

高速公路路基邊坡防護(hù)前，施工方一定要掌握巨粒土材料厚度與質(zhì)量、高速公路路基周圍環(huán)境現(xiàn)狀等相關(guān)信息，加強(qiáng)邊坡的坡度控制。針對(duì)邊坡施工材料的選用，一樣要加強(qiáng)材料外部形態(tài)的把控，原則上材料表層不可有過多的孔洞，只有這樣路基邊坡結(jié)構(gòu)的緊湊性才會(huì)有更大保障，投用階段減少或規(guī)避松動(dòng)等問題。也要加強(qiáng)材料承載力的控制，一方面要確保材料自體平整度達(dá)標(biāo)，另一方面也要使其內(nèi)部穩(wěn)定性抵達(dá)更高層次，對(duì)高速公路邊坡施工質(zhì)量提升發(fā)揮更大的輔助作用。

4.3 做好施工人員和施工設(shè)備管理工作

施工人員的專業(yè)性和工程機(jī)械的合理性對(duì)路基施工質(zhì)量和效率起著關(guān)鍵性作用。針對(duì)各種建設(shè)項(xiàng)目，要采用不同的管理施工人員和相應(yīng)施工設(shè)備，以確保路基工程的施工效率和質(zhì)量的穩(wěn)定性。因此，施工單位需要注意工程機(jī)械的管理，包括各種機(jī)械的配置組合和機(jī)械的適用性，施工單位負(fù)責(zé)人必須安排專業(yè)的維護(hù)人員對(duì)工程機(jī)械進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，這樣可減少由工程機(jī)械損壞和性能降低引起的質(zhì)量和安全事故。施工管理人員是否具備足夠的專業(yè)素養(yǎng)、質(zhì)量意識(shí)、責(zé)任心和一定的管理能力，對(duì)保證施工技術(shù)方案的落實(shí)和工藝質(zhì)量的控制也起著決定性的作用。

4.4 巨粒土路基填筑期間的質(zhì)量控制措施

（1）填料強(qiáng)度至少達(dá)到15MPa，路床頂面以下120cm內(nèi)的填筑施工統(tǒng)一采取分層的方法，所用材料為質(zhì)量達(dá)標(biāo)的碎石土，要求其粒徑均不超過10cm。每完成一層填筑作業(yè)后，先由施工單位自檢，若無誤則由監(jiān)理工程師進(jìn)一步檢驗(yàn)，滿足要求后方可進(jìn)入后一層填筑施工環(huán)節(jié)。

（2）以網(wǎng)格線為基準(zhǔn)，由專員指揮卸料，保證各處均有足量的填料。試驗(yàn)人員跟班作業(yè)，加強(qiáng)質(zhì)量檢查，及時(shí)測(cè)定沉降差，若存在問題則采取處理措施，確保各層的施工質(zhì)量均可滿足要求。易溶性巖石對(duì)水較為敏感，易在外部環(huán)境的影響下而出現(xiàn)質(zhì)量問題，因此不宜作為路基填料而使用；強(qiáng)風(fēng)化石料不可直接用于填筑，超粒徑部分應(yīng)視為廢料處理。

（3）以現(xiàn)場(chǎng)施工需求為準(zhǔn)，及時(shí)運(yùn)輸適量的填料，避免現(xiàn)場(chǎng)等料或是材料堆積量過多，卸料時(shí)應(yīng)由專員指揮。

4.5 做好排水處理工作

如果土壤中的水分含量過高，則土壤之間的附著力相對(duì)較低，這對(duì)于路基的施工來說是一個(gè)難題，即使在修筑道路之后，威脅也很大，對(duì)這種含水量高的土質(zhì)進(jìn)行排水處理很有必要。有許多具體的排水措施，比如擠壓技術(shù)，該技術(shù)使用專業(yè)的高科技設(shè)備定期擠壓土壤水分以滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。抽水技術(shù)也很常用，它的技術(shù)原理是使用專業(yè)設(shè)備從路基中抽水。抽水時(shí)，需要找到一個(gè)特殊的點(diǎn)進(jìn)行操作。以上兩種技術(shù)更適合山區(qū)，因?yàn)樯絽^(qū)有一定的坡度，有利于水的流動(dòng)，施工技術(shù)人員需要在坡下找到合適的位置來安裝設(shè)備和收集水分。

4.6 土工格室柔性搭板材料的應(yīng)用

為了避免路橋連接位置處產(chǎn)生不均勻沉降情況，防止出現(xiàn)橋頭跳車現(xiàn)象，可把土工格室柔性搭板模量應(yīng)用在該施工位置完成路橋的過渡。土工格室是由數(shù)條高密度聚乙烯寬帶通過超聲焊接方式而形成的一種三維網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)，此種新型土工合成材料不僅伸縮性強(qiáng)，而且折疊性也很好。若把土石材料放置在格室里面，土石材料與格室側(cè)壁之間會(huì)相互摩擦，而格室又會(huì)約束土石材料，兩者的結(jié)合作用可有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度。

所選用的土工格室，高度、焊距、板材厚度分別為15cm、40cm、1.25mm，拉升強(qiáng)度不小于20MPa，拉伸模量不小于650MPa，脆化低溫小于-23℃，使用年限大于30年，在常溫環(huán)境中焊接的接縫剝離強(qiáng)度不小于100N/cm。為了確保土工格室所有柔性材料的性能均達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，每5000m2要進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測(cè)試驗(yàn)。

參照施工區(qū)域內(nèi)的行車舒適性和橋臺(tái)高度，可把土工格室的層數(shù)設(shè)為3～4層，結(jié)構(gòu)層過渡段的長(zhǎng)度設(shè)為8～15m。為了避免該格室柔性結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力發(fā)生擴(kuò)散，加寬下方鋪設(shè)寬度，確保填筑在柔性搭板和路基中的材料是相同的且填筑材料的粒徑應(yīng)最多為5cm，要使各層格室填料的虛填厚度保持在20～30cm范圍內(nèi)，確保路基的壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

5 結(jié)語

綜上所述，若在建造高速公路時(shí)，運(yùn)用巨粒土施工工藝，利用棄渣填筑路基，不僅可極大地提高工作效率，還能有效節(jié)省施工成本。本文分析高速公路路基巨粒土填筑施工工藝，以期為其他從業(yè)者提供借鑒。