高填方路基施工技術(shù)要點(diǎn)探討

鄧銘武

摘要 公路建設(shè)的不斷發(fā)展和完善是交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。文章通過對高填方路基存在病害及施工技術(shù)要點(diǎn)的討論，總結(jié)了高填方路基施工質(zhì)量控制措施，并結(jié)合某高填方路基施工實(shí)際案例沉降速率及沉降量的變化進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，對于塑性變形、不均勻沉降以及滲透破壞等病害需要從設(shè)計(jì)及施工層面不斷改進(jìn)提升；施工前期的沉降速率波動(dòng)相對較大，需要重點(diǎn)關(guān)注高填方路基施工前期的沉降量變化。

關(guān)鍵詞 高填方路基；施工技術(shù)；分層壓實(shí)；沉降量

中圖分類號 U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 2096-8949（2023）16-0069-03

0 引言

路基是公路發(fā)揮功能的最重要承力結(jié)構(gòu)。路基的施工質(zhì)量直接影響到公路的整體使用性能，決定了公路的壽命和維修保養(yǎng)成本。在現(xiàn)代公路建設(shè)中，高填方路基的應(yīng)用越來越廣泛[1]。相對于普通路基的施工要求，高填方路基更高，所要求的填方量更大，其填料的主要來源是路基周邊的挖方和隧道棄方。該部分填料顆粒的粒徑變化范圍較大，因此，在回填過程中需要重點(diǎn)控制路基回填料的粒徑變化范圍，滿足相關(guān)規(guī)范要求，保障高填方路基回填料的質(zhì)量[2]。

高填方路基工程的建設(shè)不僅具有較大的工程量，同時(shí)還具有施工難度大的特點(diǎn)，作為路面施工的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量不僅會(huì)影響路面的使用效果，還會(huì)影響其使用年限。如果路基壓實(shí)程度不足，松軟不穩(wěn)定，經(jīng)過行車荷載的持續(xù)作用，極易導(dǎo)致公路路面的不均勻沉陷等病害的出現(xiàn)，路面的平整度遭到破壞，影響行車速度，進(jìn)一步加速路面的損耗[3]。因此，路基工程的質(zhì)量是公路工程施工的關(guān)鍵，在高填方路基施工過程中，不僅要做好前期的施工準(zhǔn)備工作，還需要根據(jù)不同的施工方式選擇不同的施工方案，針對路基回填料的選擇以及路基施工過程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在高填方路基施工過程中，減少路基的沉降變形、開裂滲透等病害的出現(xiàn)，進(jìn)而保證路基耐久性和安全性是重中之重。因此，選擇恰當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)、制定明確的路基施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)成為施工組織控制中的重要環(huán)節(jié)[4]。該文基于某高填方路基工程，總結(jié)了高填方路基常見的病害類型及防治措施，對其施工質(zhì)量的控制進(jìn)行了分析研究，并結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)一步討論了其控制要求，可以為高填方路基工程的施工和質(zhì)量控制提供一定的參考。

1 高填方路基病害及原因

在常見的路基病害中，路基的不均勻沉降、縱橫向開裂、滑動(dòng)以及邊坡滑坍均會(huì)對公路的使用壽命造成嚴(yán)重的影響。高填方路基以及路堤中病害的出現(xiàn)會(huì)造成路面破壞，影響路面的行車安全，病害的出現(xiàn)還會(huì)增加路面養(yǎng)護(hù)成本，并縮短其使用壽命。

1.1 塑性變形破壞

種植土或者泥沼土等劣質(zhì)回填料的性質(zhì)一般抗水性較差，且強(qiáng)度相對較低，如果在高填方路堤施工時(shí)路堤施工填料摻雜了此類劣質(zhì)回填料，就容易導(dǎo)致路堤出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞等病害，尤其是回填料中的膨脹土，遇水會(huì)出現(xiàn)膨脹軟化、風(fēng)化收縮開裂的現(xiàn)象，穩(wěn)定性差，收縮開裂的現(xiàn)象隨著水分的蒸發(fā)尤為嚴(yán)重。此外，在高填方路基施工中，如果原地面地基承載力較低，同樣會(huì)致使高填方路基出現(xiàn)不同程度的變形，產(chǎn)生病害，其中軟基處理的質(zhì)量是影響高填方路基使用性能的一個(gè)最常見的病害因素。

1.2 不均勻沉降

壓實(shí)工藝的處理同樣是影響高填方路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在該過程中需要嚴(yán)格控制填料的實(shí)際含水量（通常的最佳含水量一般為2%），并配備相應(yīng)的碾壓機(jī)具，按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求進(jìn)行操作，保障壓實(shí)工藝的施工質(zhì)量。壓實(shí)工藝無法滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，會(huì)導(dǎo)致路基的壓實(shí)強(qiáng)度無法達(dá)到控制要求，高填方路段將會(huì)出現(xiàn)較大的沉降變形以及不均勻沉降，出現(xiàn)不同程度的路基病害。

1.3 沉陷變形

高填方路基的施工要求在相關(guān)的規(guī)范中均具有明確的要求，尤其是填筑工藝的施工不當(dāng)將會(huì)對路基的沉降變形造成不同程度的影響。因此，填料在分層回填施工時(shí)，應(yīng)按照要求的厚度及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行鋪筑，不允許隨意改變鋪筑厚度。鋪筑厚度的增加，即使增加碾壓次數(shù)，仍然會(huì)存在壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的要求。此時(shí)，如果填筑到路基設(shè)計(jì)標(biāo)高，沉降變形會(huì)逐漸積累，在重復(fù)載荷與填料自重的影響下產(chǎn)生不同程度的沉陷變形。

1.4 滲透開裂

雨水的作用對高填方路基的影響所產(chǎn)生的病害嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致路基的嚴(yán)重?fù)p壞，造成不同程度的財(cái)產(chǎn)損失和人員安全隱患。由于排水不暢容易形成地表積水，出現(xiàn)路基浸泡的情況，積水下滲則會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)季節(jié)性裂隙水或潛水。地表水無法快速排流，浸泡的影響將會(huì)使路基強(qiáng)度迅速下降，形成路基滲透開裂的現(xiàn)象。開裂后的路基表層無法及時(shí)封閉，積水下滲則進(jìn)一步造成路基濕軟、產(chǎn)生不均勻沉陷等嚴(yán)重病害，成為影響高填方路基結(jié)構(gòu)安全的重要因素。

2 高填方路基施工質(zhì)量控制措施及應(yīng)用

高填方路基的施工過程復(fù)雜，施工質(zhì)量的水平也受到多種因素影響，不僅包含人為施工因素，還會(huì)受到環(huán)境及地質(zhì)條件變化的影響。高填方路基出現(xiàn)的不同程度的病害，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的下降，嚴(yán)重降低公路工程的使用價(jià)值[5]。因此，為了最大限度地避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要結(jié)合高填方路基的施工環(huán)境及影響因素，完善和優(yōu)化其施工工藝流程和施工組織方案，全面提升高填方路基施工設(shè)計(jì)方案質(zhì)量水平。如圖1所示，給出了公路高填方路基施工工藝的基本流程。在高填方路基施工開始后，需要結(jié)合環(huán)境條件及施工地質(zhì)情況，加強(qiáng)材料攤鋪、壓實(shí)、澆筑等施工流程，完成基地填方的分層壓實(shí)，并需要重點(diǎn)針對壓實(shí)度的情況進(jìn)行檢查分析，確定壓實(shí)度是否滿足相關(guān)要求，保障高填方路基的施工質(zhì)量。

2.1 路基施工準(zhǔn)備

由于公路工程的施工特點(diǎn)應(yīng)用，施工操作的過程較為復(fù)雜，為了保證高填方路基施工的有序開展和推進(jìn)，需要針對路基的施工進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作。現(xiàn)代公路高填方路基施工過程中，施工設(shè)備種類更多，為工程的順利高效開展奠定了基礎(chǔ)。為了保證高填方路基工程中各項(xiàng)作業(yè)的合理開展，強(qiáng)化機(jī)械器具的施工準(zhǔn)備管理也是十分重要的環(huán)節(jié)。因此，做好設(shè)備的性能及施工場地特點(diǎn)的分析，完成設(shè)備入場前的質(zhì)量檢查，成為保證公路工程中高填方路基工程設(shè)備質(zhì)量安全的重要保障。

2.2 填料的攤鋪及平整

為了提升公路高填方路基結(jié)構(gòu)填充攤鋪的施工質(zhì)量，可以采用分層填充的施工工藝將公路高填方路基填充材料按照工程設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行合理的科學(xué)配比，利用大型器具或者設(shè)備，將回填材料攤鋪至施工路段，此過程中要求其材料的厚度需要控制在50 cm左右。在攤鋪過程中，為了確保局部細(xì)節(jié)的攤鋪質(zhì)量滿足要求，通常是以機(jī)械設(shè)備為主，同時(shí)在公路邊緣以及細(xì)節(jié)處采用人工攤鋪的方式進(jìn)行。填充材料攤鋪結(jié)束之后，采用大型的壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，進(jìn)而提升公路路基土層的壓實(shí)密度，減少后期涂層出現(xiàn)松軟的情況。

2.3 填方的碾壓施工

公路高填方路基碾壓時(shí)，施工人員必須按照施工順序針對回填部位進(jìn)行碾壓，相鄰的碾壓部位重疊部分一般控制在20～30 cm左右，避免局部碾壓不到位的情況出現(xiàn)。攤鋪過程中，技術(shù)人員要嚴(yán)格按照碾壓施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，并及時(shí)監(jiān)測公路工程填土密度以及相關(guān)參數(shù)的變化情況，結(jié)合相關(guān)參數(shù)的變化調(diào)整碾壓的施工工藝，保證填充材料的數(shù)量和填充方式均能夠符合工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量要求。其次，由于壓實(shí)度是非常關(guān)鍵的碾壓施工技術(shù)參數(shù)，施工過程中需要精準(zhǔn)地控制壓實(shí)度等參數(shù)的波動(dòng)，進(jìn)而保障公路工程高填方路基施工的質(zhì)量。如表1所示，給出了不同壓實(shí)度要求下的高填方路基分層壓實(shí)的施工參數(shù)。

2.4 質(zhì)量控制及測量管理

主要控制參數(shù)的測量在高填方路基施工中十分關(guān)鍵。高填方路基填筑過程中，每層均要求測放中樁、邊樁，還需要檢測壓實(shí)后路基面標(biāo)高及中線的偏位情況。在此過程中，對挖方段開挖邊線以及平臺坡腳線的準(zhǔn)確測量是控制邊線的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注控制基床標(biāo)高等參數(shù)。此外，還需要增強(qiáng)質(zhì)量管控意識，嚴(yán)格做好施工測量工作，定時(shí)監(jiān)測路基的沉降變化情況，并對高填方路基的施工質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收和評定，總結(jié)施工中存在的不足，進(jìn)一步完善施工工藝。

2.5 高填方路基工程應(yīng)用

2.5.1 工程概況

該文以梅州某高填方路基為例，進(jìn)一步分析和討論了此類工程施工的技術(shù)要點(diǎn)。該公路路基施工地的高程為262.0～293.2 m，地形高低差最大相差31.2 m，整體具有較大的起伏變化。該工程施工所在地區(qū)夏季雨量較多，其年均降雨量為1 800 mm，年平均氣溫約為22.1 ℃；路基夯實(shí)的工程量為46 982 m，設(shè)計(jì)要求的路基壓實(shí)度為95%，沉降量小于300 mm。

2.5.2 沉降監(jiān)測及分析

基于高填方路基工程的基本概況，為了監(jiān)測路基的夯實(shí)情況，保障項(xiàng)目施工中路基的夯實(shí)密度，針對該路基的夯沉量的變化進(jìn)行了監(jiān)測和分析。如圖2所示，給出了該工程路基夯實(shí)過程中第一次夯沉量及第二次夯沉量隨著夯擊次數(shù)增加的變化情況。由圖2可知，隨著夯擊次數(shù)的不斷增加，其夯沉量逐漸減少，且降低的幅度逐漸減緩。

為了進(jìn)一步觀測高填方路基沉降的變化情況，設(shè)置了不同的觀測點(diǎn)來監(jiān)測其沉降的變化情況。如圖3所示，給出了觀測點(diǎn)沉降速率及累計(jì)沉降量的變化情況。沉降速率在觀測的前期變化較大，最大值達(dá)到1.73 mm，也反映出在此階段是高填方路基發(fā)生了較大沉降量的階段。此外，由圖3可知，在沉降速率較快的5～10天觀測期間內(nèi)，其累計(jì)沉降量增加較快，后期在25～50天的觀測期間，其沉降速率相對穩(wěn)定且較小，因此其累計(jì)沉降量的增加量也逐步趨緩。累計(jì)進(jìn)行了50 d的沉降量觀測，總沉降量為13.2 mm，完全可以滿足施工質(zhì)量指標(biāo)中沉降量小于300 mm的要求，也反映了該工程施工質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。

3 結(jié)論

該文通過分析高填方路基病害的類型及發(fā)生的原因，梳理了高填方路基工程施工質(zhì)量的控制措施，并結(jié)合實(shí)際工程討論了其施工的技術(shù)要點(diǎn)，同時(shí)監(jiān)測了沉降速率以及累計(jì)沉降量的變化情況?？梢缘贸鲆韵陆Y(jié)論：

（1）高填方路基由于環(huán)境因素、地質(zhì)條件以及人為施工過程的影響會(huì)產(chǎn)生塑性變形、不均勻沉降以及滲透開裂等病害，需結(jié)合實(shí)際的工程設(shè)計(jì)要求及相關(guān)的施工工藝增強(qiáng)質(zhì)量管控意識，通過施工措施的不斷提升保障其施工質(zhì)量。

（2）通過分析高填方路基的沉降速率和累計(jì)沉降量的變化，其最大沉降速率約為1.72 mm，累計(jì)50個(gè)觀測周期的沉降量約為13.2 mm；沉降速率較大且波動(dòng)更強(qiáng)的階段位于沉降發(fā)生的前期，需要針對工程前期的沉降量進(jìn)行重點(diǎn)檢測。

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