高填方路基施工要點(diǎn)及沉降處理措施研究

王昭佩

（石家莊市京昆高速公路京石運(yùn)營(yíng)中心，河北石家莊 050000）

0 引言

在公路工程項(xiàng)目建設(shè)中，高填方路基較為常見(jiàn)，此類路基投用一段時(shí)間后，容易發(fā)生沉降，從而引起各種病害問(wèn)題，對(duì)公路的性能造成不利影響，使用年限隨之縮短。為避免這一問(wèn)題的發(fā)生，在高填方路基施工中，除了要提高軟基的承載力之外，還要掌握高填方施工技術(shù)要點(diǎn)，并針對(duì)可能出現(xiàn)的沉降問(wèn)題采取有效的措施加以防治。借此就高填方路基施工要點(diǎn)及沉降處理措施展開(kāi)研究。

1 工程概況

某高速公路工程項(xiàng)目中的一個(gè)路段，樁號(hào)為K23+104—K23+605，該路段位于地勢(shì)低洼的區(qū)域，地形起伏變化相對(duì)較大，高路堤區(qū)高差為38.6m。高填方路基的主要工程量為強(qiáng)夯與填筑，要求壓實(shí)度達(dá)到94%以上，為避免工后沉降，要針對(duì)可能出現(xiàn)的沉降問(wèn)題，采取有效的措施加以處理。下面重點(diǎn)對(duì)該公路高填方路基施工要點(diǎn)及沉降處理措施展開(kāi)分析。

2 高填方路基施工要點(diǎn)及沉降處理措施

2.1 強(qiáng)夯施工

2.1.1 施工準(zhǔn)備

（1）要做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，為后續(xù)施工提供有利條件。將強(qiáng)夯作業(yè)范圍內(nèi)的雜物清理干凈，包括草皮、樹(shù)根、垃圾等，并設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施，防止地表水流入施工區(qū)域。

（2）復(fù)核道路中樁和水準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)加密的方法，使其達(dá)到強(qiáng)夯施工要求，確保夯擊點(diǎn)的位置符合規(guī)范要求。

2.1.2 強(qiáng)夯要點(diǎn)

（1）先碾壓強(qiáng)夯作業(yè)區(qū)域，使表面達(dá)到平整度要求，然后測(cè)量地面高程并記錄，按照所選夯錘的直徑布設(shè)夯擊點(diǎn)，夯點(diǎn)放樣后，可在距離夯擊區(qū)域10m左右的地方測(cè)放出控制樁，為第二遍夯點(diǎn)放樣提供條件[1]。

（2）夯擊設(shè)備進(jìn)場(chǎng)就位，按照施工方案設(shè)定起重機(jī)的起吊高度，夯擊前，重點(diǎn)檢查脫鉤器，看是否靈活。需要注意的是，每次夯擊前，都要檢查夯錘上的通風(fēng)孔，看是否有堵塞，如果有要及時(shí)疏通，確保通氣順暢。

（3）先將夯錘置于夯擊點(diǎn)位上，測(cè)量夯錘的頂面高程，隨后起吊夯錘達(dá)到設(shè)計(jì)高度，松開(kāi)脫鉤器，使夯錘從高空自由下落，再次測(cè)量夯錘的頂面標(biāo)高。本次施工中，采用的夯擊方式為點(diǎn)夯，夯錘的起吊高度為13.73m，夯擊時(shí)夯錘若偏離點(diǎn)位中心，應(yīng)在移開(kāi)夯錘后，將夯坑填平重新夯擊[2]。當(dāng)一個(gè)點(diǎn)位夯擊完畢后，將夯擊設(shè)備移動(dòng)至下個(gè)點(diǎn)位，重復(fù)上述操作，直至所有點(diǎn)位全部夯擊密實(shí)為止。

（4）在強(qiáng)夯施工的過(guò)程中，要布設(shè)好測(cè)點(diǎn)，開(kāi)展沉降觀測(cè)工作，測(cè)點(diǎn)布設(shè)好后采取保護(hù)措施。在填土施工期間，每個(gè)工作日至少觀測(cè)1～2次。

2.2 路基填筑

2.2.1 放樣清表

（1）貫通道路中線，準(zhǔn)確定出高填方路基的填筑邊線樁，用石灰撒出路基邊線，使用推土機(jī)對(duì)路基清表，將有機(jī)土、種植土全部鏟除，并以人工配合推土機(jī)清除草皮、樹(shù)根和淤泥，通過(guò)裝載機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至棄土場(chǎng)妥善堆放。

（2）要將場(chǎng)地范圍內(nèi)所有不適宜作為填料的土壤全部清除干凈，以分層的方法回填后碾壓密實(shí)，確保壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求。高填方路基填筑施工中，要對(duì)填料的粒徑與質(zhì)量嚴(yán)格控制，這是保證填筑效果的有效途徑。

2.2.2 基面平整

以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的基底尺寸作為主要依據(jù)，使用平地機(jī)對(duì)路段初平，利用鋼輪壓路機(jī)碾壓，使基底壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求。針對(duì)未能充分壓實(shí)的路段，可通過(guò)翻曬或摻灰的方法處理。

2.2.3 分層填土

（1）本工程中，高填方路基采用分層的方法填筑，先在場(chǎng)地上劃分網(wǎng)格，為填料均勻布設(shè)提供條件。當(dāng)自卸式車輛將高填方路基填筑使用的填料從取土場(chǎng)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，便可將填料卸入劃好的網(wǎng)格內(nèi)。

（2）用裝載機(jī)和平地機(jī)將填料填鋪整平，粒徑較大的土塊要做破碎處理，根據(jù)設(shè)定好的厚度攤鋪填料，確保均勻性。為提高機(jī)械設(shè)備的作業(yè)效率，要按照預(yù)先確定好的間距卸料，填筑過(guò)程中，路基兩側(cè)要比設(shè)計(jì)寬度多出30～50cm，由此保障邊坡的壓實(shí)質(zhì)量[3]。

2.2.4 攤鋪晾曬

（1）按照預(yù)先確定好的松鋪厚度在路基上填鋪填料，隨后使用平地機(jī)做出路拱，再利用壓路機(jī)靜壓一遍，使不平整的局部位置顯現(xiàn)出來(lái)。工人配合平地機(jī)精平。初平完畢后，要及時(shí)測(cè)定填料的松鋪厚度，找出不均勻的位置加以修補(bǔ)。同時(shí)，在路基上設(shè)置橫向排水坡，確保坡度在2%以上[4]。

（2）當(dāng)填料攤鋪完畢后，要及時(shí)檢測(cè)含水量，看是否在最佳范圍內(nèi)，若超出規(guī)定范圍，則可采取翻曬的方法處理。如果含水量并未達(dá)到最佳，則可在準(zhǔn)確計(jì)算加水量的基礎(chǔ)上，用灑水車對(duì)填料灑水潤(rùn)濕，提高含水量。

2.2.5 碾壓密實(shí)

（1）當(dāng)填料攤鋪整平后，確認(rèn)含水量等指標(biāo)達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，便可用壓路機(jī)將填料碾壓密實(shí)。可從路基兩側(cè)開(kāi)始碾壓，逐步向中間位置處推進(jìn)，縱向逐幅，先靜壓后振動(dòng)碾壓。

（2）為達(dá)到預(yù)期中的壓實(shí)效果，要控制好壓路機(jī)的碾壓速度，根據(jù)同類工程經(jīng)驗(yàn)，以3.0km/h 為宜，確保碾壓完成后表面無(wú)明顯輪跡。交接部位要重疊壓實(shí)，在縱向上搭接時(shí)，要控制好長(zhǎng)度，確保達(dá)到2.0m 以上。同時(shí)，上層與下層之間接頭必須錯(cuò)開(kāi)布設(shè)。

（3）壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)與壓實(shí)效果和平整度密切相關(guān)，所以必須保證碾壓遍數(shù)合理。本次施工中，共計(jì)碾壓6遍[5]。

2.2.6 技術(shù)措施

（1）推土機(jī)作業(yè)時(shí)，為避免操作不當(dāng)誘發(fā)安全事故，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程操作，并且要注意如下事項(xiàng)：確保上坡或下坡的坡度在推土機(jī)允許的坡度范圍內(nèi)，當(dāng)多臺(tái)推土機(jī)同步作業(yè)時(shí)，前后兩臺(tái)推土機(jī)之間的距離應(yīng)保持在8.0～10m。在高邊坡上作業(yè)時(shí)，要安排專人指揮。

（2）在高填方路基施工中，壓路機(jī)的主要作用是碾壓密實(shí)。為避免壓路機(jī)操作不規(guī)范引起質(zhì)量問(wèn)題，或是誘發(fā)安全事故，施工時(shí)要注意以下事項(xiàng)：壓路機(jī)起步前，要確保前后左右無(wú)障礙物和施工人員，當(dāng)兩臺(tái)以上的壓路機(jī)同時(shí)碾壓時(shí)，要控制好彼此的間距，以3.0m 以上為宜；壓路機(jī)與路基邊緣要保持一定距離，即不小于1.0m，碾壓完畢后，壓路機(jī)不得停在已經(jīng)碾壓密實(shí)的路段上，要停在平坦堅(jiān)實(shí)的場(chǎng)地內(nèi)，切不可停放在斜坡上[6]。

（3）挖掘機(jī)在開(kāi)展挖掘工作時(shí)，必須確保挖掘機(jī)停穩(wěn)，當(dāng)鏟斗從作業(yè)面上離開(kāi)后，挖掘機(jī)不得回轉(zhuǎn)和行走。當(dāng)開(kāi)挖作業(yè)完畢后，要將挖掘機(jī)的鏟斗收回，平放在堅(jiān)硬的地面上，不可以停放在高邊坡附近[7]。配合挖掘機(jī)開(kāi)展基底清理、攤鋪、平整的施工人員，必須在挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)半徑以外作業(yè)。

2.3 沉降處理

在高填方路基施工中，會(huì)出現(xiàn)沉降問(wèn)題，會(huì)對(duì)路基的填筑質(zhì)量造成不利影響。為此，可根據(jù)沉降原因，采取有效的處理措施。

2.3.1 沉降原因

（1）沉陷容易造成路基沉降，在路基施工中，時(shí)常會(huì)遇到軟土地基，此類地基土體的壓縮性較大，承載力偏低，無(wú)法滿足路基建設(shè)需要，所以路基施工前要采取有效的措施處理軟土地基。若未處理軟基或是采用的處理方法不合理，則會(huì)導(dǎo)致路基成型后，地基在填料自重的作用下產(chǎn)生局部沉陷[8]。

（2）路基作為路面的承載體，除了需要承受路面結(jié)構(gòu)的自重外，還要承受車輛的荷載作用，一旦路基沉降，會(huì)對(duì)路面造成損害，進(jìn)而影響行車的安全性和舒適性。導(dǎo)致路基不均勻沉降的原因較多，主要可歸納為以下幾個(gè)方面：施工過(guò)程中，未嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范操作，盡管以分層的方法填筑路基，但填筑厚度未達(dá)到規(guī)范要求，壓實(shí)度不足，致使路基填土的回彈模量降低[9]；填料的質(zhì)量不合格，或是選用的填料中腐殖土、垃圾等含量超標(biāo)，造成路基填筑后局部不均勻沉降；橋涵臺(tái)背回填部位處理不當(dāng)，壓實(shí)度不足，導(dǎo)致結(jié)合處開(kāi)裂，引起沉降；臺(tái)背回填的方法不正確，部分位置存在虛填的現(xiàn)象，從而造成壓縮沉降。

2.3.2 處理方案

高填方路段施工前必須做好基底處理工作，這是預(yù)防沉降的有效途徑之一，尤其是要保證基底的壓實(shí)度達(dá)到85%以上，壓實(shí)后必須進(jìn)行檢測(cè)，合格后方可進(jìn)行填筑施工[10]；高填方路基的填料選擇與沉降之間的關(guān)系較為密切，可將黏性強(qiáng)的土體作為首選，當(dāng)需要更換填料時(shí)，必須進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)，保證填料的性能滿足高填方路基填筑需要，尤其是填料的最佳含水量和最大干密度；對(duì)于橋涵臺(tái)背位置處的沉降，可以通過(guò)強(qiáng)夯的方法處理，若地下滲水，則可在橫向上設(shè)置盲溝排水，消除水體的影響[8]。

2.3.3 處治措施

（1）當(dāng)路段需要采用填筑的方法施工時(shí)，表層必須全面清理，這是解決路基沉降問(wèn)題的有效途徑之一，清表工作要徹底，能夠清除的雜物要全部清理干凈，包括樹(shù)木的根系、雜草、腐殖土、種植土、垃圾等。原地面經(jīng)過(guò)清表處理后要碾壓密實(shí)，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，壓實(shí)完畢要現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓實(shí)度，若未達(dá)標(biāo)，則不得填筑，必須重新壓實(shí)，直至合格后方可填筑[11]。

（2）在路基填筑施工中，填料的選擇與沉降存在非常密切的關(guān)系。為避免出現(xiàn)沉降的情況，填筑路基時(shí)，應(yīng)選擇黏結(jié)性強(qiáng)的土體作為填筑材料，并控制好填料的含水量及干密度，這是解決路基沉降較為簡(jiǎn)單且實(shí)用的措施。

（3）大量的工程實(shí)踐及相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明，含水量低、水分散失速度快是細(xì)粒砂性土的特點(diǎn)，使得此類土體很難壓實(shí)成型，增大了路基沉降的可能性。為此，當(dāng)路基填料選用的是細(xì)粒砂性土?xí)r，為避免填筑后路基出現(xiàn)沉降的問(wèn)題，可在施工中采取如下控制措施：以細(xì)粒砂性土鋪筑路床時(shí)，要確保選用的填料含水量在最佳范圍內(nèi)，碾壓前可以采取灑水的方法潤(rùn)濕填料，為使路基的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，分層鋪筑的厚度應(yīng)控制在30cm 以內(nèi)，以試鋪段得出的參數(shù)作為依據(jù)，確定路基的碾壓遍數(shù)，控制在6～8 遍，靜壓1～2遍，振動(dòng)碾壓4～6遍，碾壓時(shí)輪跡要重疊50%，從而保證壓實(shí)效果。

（4）黏性土具有良好的黏聚性和塑性，以此類土體作為路基填料時(shí)，要控制好含水量，使其達(dá)到最佳含水量后再開(kāi)始碾壓，從而提高壓實(shí)度。具體做法如下：先用推土機(jī)對(duì)黏性土排壓，以2遍為宜，隨后用平地機(jī)將地面刮平，再用光輪壓路機(jī)碾壓，確保壓實(shí)厚度在25cm以內(nèi)。當(dāng)黏性土的含水量超過(guò)最佳含水量時(shí)，可摻入適量的石灰，改良土體，降低含水量[12]。

（5）為防止橋涵臺(tái)背處的高填方路基出現(xiàn)沉降問(wèn)題，可以采用如下措施：在地基處理時(shí)，將回填路段上的雜物全部清除，并在回填前將地表壓實(shí)，以此來(lái)提高承載力。對(duì)壓路機(jī)無(wú)法碾壓到的部位，可以用夯機(jī)夯實(shí)；臺(tái)背回填時(shí)，應(yīng)以半剛性的填筑材料作為首選，并使路基、臺(tái)身以及回填實(shí)體三者之間形成漸變過(guò)渡；可在臺(tái)背與路基銜接的部位設(shè)置臺(tái)階，采用分層的方法填筑時(shí)，每層的壓實(shí)厚度控制在15cm 以內(nèi)[13]。為避免雨水侵入，應(yīng)在適宜位置修筑盲溝。

3 結(jié)語(yǔ)

高填方路基的施工過(guò)程具有一定的復(fù)雜性，其中涵蓋的內(nèi)容較多，一旦某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都可能影響路基質(zhì)量。高填方路基強(qiáng)夯施工前，要將強(qiáng)夯作業(yè)范圍內(nèi)的雜物清理干凈，包括草皮、樹(shù)根、垃圾等，并設(shè)置臨時(shí)排水設(shè)施，防止地表水流入施工區(qū)域，為后續(xù)施工提供有利條件。在強(qiáng)夯施工過(guò)程中，要布設(shè)好測(cè)點(diǎn)，開(kāi)展沉降觀測(cè)工作，測(cè)點(diǎn)布設(shè)好后，要采取保護(hù)措施。施工中沉降問(wèn)題也會(huì)隨之出現(xiàn)，為此應(yīng)掌握相關(guān)的施工技術(shù)要點(diǎn)，并采取有效的措施防止沉降的產(chǎn)生，確保高填方路基的整體施工質(zhì)量。