高速互通工程路基施工方案及技術措施研究

楊力文

（中建路橋集團有限公司，石家莊 050001）

1 工程概況

某高速互通項目，路基工程主要包含主線路基拼寬、匝道施工等內(nèi)容，挖方總量為89 356.7 m3，填方總量為287 561.78 m3，全長30.25 km。路基結(jié)構(gòu)為雙向4車道，設計速度為80 km/h，路基橫斷面尺寸布置包括3 m硬路肩+0.5 m土路肩、4×3.75 m行車道等，路基總寬25 m。該高速互通路基橫斷面較為復雜，為優(yōu)化高速互通工程整體布局、提升路網(wǎng)連接水平，建設單位有針對性地完善了互通區(qū)域的路基施工方案，使互通路基順利竣工，且整體質(zhì)量符合相關要求。

2 高速互通工程路基施工方案

2.1 路基施工設計

高速互通工程路基施工設計時，建設單位結(jié)合路基開挖、填筑工程量，以及互通區(qū)域拼接、擴寬施工要求，安排路基施工隊伍，配置推土機、裝載機、挖掘機、壓路機等機械設備，打造挖、裝、運、攤平、碾壓為一體的施工設計方案[1]。為確?；ネ▍^(qū)域路基施工的可靠性，路基施工設計應保證施工作業(yè)的標準化，科學安排各項工序。相關人員要明確該路基施工流程，并分別從填筑區(qū)、整平區(qū)、碾壓區(qū)、檢驗區(qū)對施工現(xiàn)場進行施工管理，隨后結(jié)合互通工程施工內(nèi)容，細化各個施工環(huán)節(jié)，明確施工要點，具體施工過程如圖1所示。

圖1 高速互通工程路基施工基本流程圖

2.2 路基填筑方案

互通路基填筑施工方案中，基本施工流程包括：準備下承層→確定互通拼接位置→攤鋪土方→攤鋪石灰→拌和材料→整形碾壓→互通區(qū)域接縫處理→壓實檢測等。

1）施工人員應清除互通區(qū)域的浮料，灑水后壓實該區(qū)域作為下承層。場地平整后，每隔20 m用全站儀放樣，確定邊樁、半中樁位移，初次檢測填筑區(qū)域的平整度、標高、寬度、壓實度等數(shù)值。

2）針對互通路基開展填筑工作時，施工人員可基于臺階法自上而下地對路基展開拼接與填筑。填筑過程中，將高強度土工格柵鋪設在路基基底，上下路床之間可使用鋼塑格柵，借此確?；ネ坊姆€(wěn)定性，減少不均勻沉降的風險[2]。

3）為保證互通路基有效銜接，填筑前淺挖路基時，還應通過反挖一級臺階法進行施工。開挖結(jié)束后用重型壓路機碾壓互通區(qū)域，將礫類土填筑在路基底部結(jié)構(gòu)中，同時將鋼塑土工格柵布設在上下路床，隨后對路基進行填筑。

4）采用路基橫斷面全寬、縱向分層填筑的施工方式對路基進行填筑。分層填筑時，若互通區(qū)域路基原地面高度不一，施工人員應由兩邊向中心移動，使路堤全斷面壓實度符合設計要求，邊坡區(qū)域需要超填0.5 m左右，在后期進行整平。

2.3 路基整形及碾壓

填筑結(jié)束后，用平地機等設備對路基填筑段進行攤鋪平整，使互通路基填筑鋪面均勻、平順。

1）攤鋪材料拌和結(jié)束后，初步整平填筑段，然后借助輪胎壓路機快速碾壓，排查不平整區(qū)域。局部低洼區(qū)域可用石灰混合材料整形、找平處理。整形結(jié)束后，測量路基區(qū)域橫坡度、標高，評估互通區(qū)域接縫處的平整性。

2）整形后，在混合料含水量處于1%~2%時，啟動重型輪胎壓路機、振動壓路機在路基區(qū)域進行全面碾壓，碾壓期間后輪應重疊1/3~1/2倍輪寬。碾壓作業(yè)需要穩(wěn)定、持續(xù)進行，并堅持先輕后重，由慢到快的基本原則。碾壓路線應保持順直，碾壓次數(shù)約為6~8遍，前2次碾壓時碾壓速度應控制在1.5~1.6 km/h，后期碾壓速度應調(diào)整為2~2.5 km/h。

3）碾壓過程中應避免出現(xiàn)急剎車、隨意掉頭情況，并且為使碾壓段保持濕潤，還應及時補充水分。發(fā)現(xiàn)碾壓段存在起皮、松散情況后，還應翻開該區(qū)域重新拌和后再次碾壓。碾壓結(jié)束后量測路基橫坡度和標高，用平地機縱向整平1次。

2.4 互通區(qū)域處理及壓實檢測

高速互通區(qū)域的路基一般會采用搭接形式，施工人員在前段拌和、整形結(jié)束后，預留5~8 m的區(qū)域不碾壓，與后段未碾壓區(qū)域拌和后共同碾壓。碾壓后測量互通區(qū)域路基的壓實度，檢測方法可采用灌砂法，詳細檢測路基寬度、平整度、中心軸線、橫坡度等參數(shù)，確保路基壓實度符合相關要求，如表1所示。

表1 高速公路路基壓實度標準

3 高速互通工程路基施工關鍵技術措施

3.1 互通段路基拼接技術

1）單側(cè)拼接是在高速互通區(qū)域中合理調(diào)整防排水、橫坡結(jié)構(gòu)，使互通區(qū)域路基順利銜接。單側(cè)拼接技術施工工藝簡單，原有路基適當處理后方可與新路基完成拼接。

2）單側(cè)平面分離則是將原有路基作為半側(cè)路基，隨后根據(jù)高速互通工程路基結(jié)構(gòu)設計，用中央隔離段分離路基，然后在路基某一側(cè)拼接新路基，使得路基寬度、整體結(jié)構(gòu)符合高速互通要求。單側(cè)平面分離技術具體方式包括總分離后集中加寬、單側(cè)平面分離后加寬等。此種互通路基拼接方式有利于修整路基拼接斷面狀態(tài)，保障高速互通施工質(zhì)量。

3）兩側(cè)拼接具有經(jīng)濟性強、節(jié)約施工資源和能源的技術優(yōu)勢，是通過公路擴寬的方式促進新舊路基的銜接，滿足高速互通施工要求，但施工過程中對各工藝實施的專業(yè)性有著較高要求。

4）對于高速互通改擴建工作，相關人員還可采用兩側(cè)分離的拼接方式，靈活調(diào)整路基，改變互通區(qū)域的路基結(jié)構(gòu)，增加車道數(shù)量。

3.2 路基測量技術

高速互通工程施工前還應進行路基測量，具體測量內(nèi)容包括對現(xiàn)有路基中線、導線、水準點的復測。測量期間應增設臨時測點，補測路基橫斷面，同時根據(jù)高速互通施工設計圖紙、現(xiàn)有路基的路線中樁定位路堤填筑坡腳等區(qū)域的位置樁。與路基中心線間隔50 m范圍內(nèi)布設控制樁，全面恢復路基施工前的路線控制。

初測結(jié)束后，復測施工圖紙中的水準點、導線點。然后通過測量放樣工作確定路基中心線，計算現(xiàn)有路基寬度，定位路基坡腳路基施工后互通區(qū)域邊緣能夠壓實。

3.3 互通路基填挖技術

1）路基填挖時，互通區(qū)域所用的回填材料最大粒徑應控制在10 cm以內(nèi)，碎石材料應具有耐風化性能，且材料壓實度應大于96%，填挖過程中，施工人員可借助沖擊式壓路機在互通區(qū)域重復碾壓2~3遍，碾壓后進行填筑。

2）挖方時，施工人員可將包含低強度軟石的土質(zhì)填筑在路堤頂面，使互通區(qū)域超挖至下路床，再次用沖擊式壓路機補壓后鋪設土工格柵，固定后分層填筑路床，然后將第二層土工格柵鋪設在路床頂面。

3）采用臺階法開挖時，應嚴格遵守高速互通路基設計尺寸進行開挖，開挖立面時應預留10 cm空間，然后通過人工處理的方式修正立面區(qū)域。在此過程中，臺階坡面、路基內(nèi)斜坡比應控制在3.5%左右，使銜接區(qū)域能夠充分壓實。臺階暴露約3 d后，施工人員應進行最后一次填土，然后用小型壓路機將接縫區(qū)域碾壓密實。

3.4 路基互通搭接施工技術

高速互通工程中新舊路基拼接時，路基結(jié)構(gòu)壓實度、填料配比會有一定的差異性，因此，會導致互通區(qū)域路基變形、沉降風險增加，路基剛度變化明顯，最終導致路基縱斷面、加寬區(qū)域存在裂縫問題，嚴重影響著路基的安全性能。

對此，施工人員在填筑加寬、拼接路基前，還應在現(xiàn)有路基邊坡上開挖斜度為2%~4%的臺階，自上而下地開挖路基結(jié)構(gòu)。每開挖一階即對路基進行填筑，借此避免拼接區(qū)域的路基存在不均勻沉降問題。另外，施工人員還應基于互通路基設計方案，分別在地表上2級臺階設置土工格柵，使現(xiàn)有路基、互通路基土體結(jié)構(gòu)相互連接，從而限制互通段路基變形，使路基荷載均勻分布，新舊路基拼接為整體結(jié)構(gòu)。

3.5 互通路基臺背回填技術

1）施工過程中，臺背回填2 m范圍內(nèi)，施工人員應采用小型壓實機具夯實該區(qū)域；回填材料粒徑應小于10 cm。對于2 m范圍外的回填作業(yè)，可直接借助振動式壓路機進行壓實；回填所用的材料粒徑應小于15 cm。

2）回填過程中，可用20 t壓路機分層壓實互通區(qū)域，分層回填厚度應小于20 cm。靠近墻體結(jié)構(gòu)的2 m范圍內(nèi)，可操作打夯機壓實，但該區(qū)域的松鋪厚度應與回填厚度相一致，不大于20 cm。碾壓時可重復碾壓4遍，并用打夯機壓實4遍后檢測該區(qū)域的壓實度。檢測頻率一般為每層50 m2布設1個測點，合格后方可進行下一層填筑作業(yè)。

3）橋臺和路堤的互通區(qū)域，臺背回填時，施工人員還應分別在上下路床地面布設雙向土工格柵。土工格柵延伸率應小于3%，極限抗拉強度大于80 kN/m，土工格柵、橋臺連接時可應用鋼板夾條，鋪設方式與普通土工格柵施工工藝相同。

3.6 差異沉降控制技術

1）填筑路基前，徹底清除現(xiàn)有路基的表面覆土，清除后開展回填碾壓工作。壓實方法應采用沖擊碾壓施工工藝，總碾壓次數(shù)應＞15次。另外，互通區(qū)域每間隔50 cm還應填筑碎石，用碎石層對路基結(jié)構(gòu)進行補強。

2）填筑過程中，施工人員還應靈活運用土工合成材料，使路基拼接區(qū)域能夠有效銜接，同時有助于預防互通區(qū)域的路基土方變形問題，增強路基結(jié)構(gòu)的綜合抗剪強度。施工人員在開挖填筑高于路面、低于路床的路段，以及非低填區(qū)域時，還應在超挖結(jié)束后鋪設土工格柵，土工格柵縱向間距應控制在1.5~2 m，必要時可建設土工格室。

3）互通路基施工時，若原有路基屬于擋墻段，施工人員在拼接路基時，還應將土工格室布設在移除墻頂?shù)穆坊鶇^(qū)域，隨后對路基開挖填筑段的臺階頂面上的互通區(qū)域進行常規(guī)壓實、夯實補強作業(yè)。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路互通工程是現(xiàn)階段城市交通系統(tǒng)的重要組成部分，掌握高速互通工程路基施工技術尤為關鍵。相關人員應結(jié)合高速互通項目實況，制訂出合理的施工方案，同時基于高速互通需求，明確互通區(qū)域路基施工技術要點，用可靠的路基拼接、碾壓技術，夯實互通工程施工質(zhì)量管理基礎，在保障高速公路工程的安全性能的前提下，解決道路擁擠問題。