公路工程挖方路基施工技術(shù)的應(yīng)用研究

張 鵬

（山西交通控股集團(tuán)有限公司大同北高速公路分公司， 山西 大同 037000）

伴隨國家的社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，公路工程事業(yè)也得到了快速的發(fā)展，方便了人們的日常生活，促進(jìn)了國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在公路工程中，地基的施工質(zhì)量關(guān)系整個公路工程的質(zhì)量以及使用的壽命。

1 公路工程路基挖方重點(diǎn)

1.1 力學(xué)計(jì)算邊坡穩(wěn)定性

在對公路工程路基挖方邊坡進(jìn)行分析時(shí)，采用的分析方法應(yīng)與開挖過程中的失穩(wěn)形式保持一致。在使用力學(xué)的方法時(shí)，對于基坑邊坡的失穩(wěn)機(jī)理較為復(fù)雜的情況，必須與有限元方法相結(jié)合。對于基坑開挖后的邊坡，由于其結(jié)構(gòu)容易發(fā)生折線形破壞，必須采用非均衡的方法進(jìn)行力學(xué)計(jì)算；對于開挖邊坡容易發(fā)生線性失穩(wěn)的情況，應(yīng)結(jié)合平面滑移面分析法。要想從根本上提升力學(xué)計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性，還必須選擇適當(dāng)?shù)挠?jì)算參數(shù)。比如，路基邊坡結(jié)構(gòu)的內(nèi)摩擦力、邊坡各巖層厚度等。同時(shí)，在完成了表面清掃工作之后，還要對地基沉降進(jìn)行精確測量?？傮w上講，路堤中心處的沉降量在24 h內(nèi)應(yīng)小于15 mm。每24 h，邊柱的移動應(yīng)保持在5 mm以內(nèi)。在實(shí)際工程中，如果基礎(chǔ)的沉降量與設(shè)計(jì)不符，則需對其進(jìn)行額外的壓實(shí)處理，直至其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范后方可繼續(xù)進(jìn)行。

1.2 現(xiàn)場地質(zhì)分析

在對公路工程項(xiàng)目路基挖方邊坡進(jìn)行評價(jià)時(shí)，還應(yīng)對施工現(xiàn)場地質(zhì)條件、氣候環(huán)境、水文特征進(jìn)行對比，以此為依據(jù)，對邊坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行評估。在進(jìn)行巖土工程勘查過程中，要以結(jié)構(gòu)解析結(jié)果為依據(jù)來判斷人為邊坡的變形位置及變形方式。通過對比分析天然和人造兩種不同類型的坡高、坡度、坡形等數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)對開挖后路基土體的準(zhǔn)確評價(jià)，為工程建設(shè)提供科學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1.3 鋪設(shè)土工格柵

為避免損壞土工網(wǎng)構(gòu)筑物，在架設(shè)構(gòu)筑物時(shí)，應(yīng)去除地表的硬質(zhì)。在鋪設(shè)過程中，網(wǎng)架的抗拉屈服強(qiáng)度必須維持在80 kN以上，屈服伸長率不能超過12%。在鋪設(shè)的過程中，要保證網(wǎng)格的平直，不能有任何的褶皺。一般來說，鄰近柵格的寬度應(yīng)控制在30 cm或更高。

1.4 排水

在確定了坡口位置后，為了防止因邊坡積水而引起的路堤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，必須在路堤上設(shè)置截流槽，以保證路堤的排水。若樁側(cè)有地下水，則應(yīng)在樁側(cè)中間開挖集水槽，將井側(cè)的地下水集中于樁側(cè)，利用水泵進(jìn)行抽干。

1.5 開挖

當(dāng)基坑工程場地縱斷面較平坦時(shí)，可采用自卸式車輛進(jìn)行基坑工程以保證施工安全。同時(shí)，在施工路段的左側(cè)和右側(cè)可以進(jìn)行換道，使自卸車可以在不同的車道上穿行。若路基開挖場地縱坡較陡，則需使用推土機(jī)，在開挖之前，將頂面高度降低5～6 m。此外，在不穩(wěn)固的斜坡上，采用開挖和加固相結(jié)合的方法。在公路工程中，由于其工程地質(zhì)條件比較復(fù)雜，在對邊坡進(jìn)行加固時(shí)，應(yīng)該與采用錨桿筋網(wǎng)噴混凝土的方法相結(jié)合。

2 公路工程挖方路基施工技術(shù)

2.1 路基開挖方法

2.1.1 橫挖法

橫挖法作為一種常用的填筑方式，適用于土層不深的施工地段。在利用橫挖法進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場勘察情況，采取單層水平全寬挖掘或分層水平全寬挖掘進(jìn)行施工。若勘察后發(fā)現(xiàn)施工路段的開挖量非常少，則選擇使用單層水平全寬挖掘；若開挖量非常大，則選擇使用分層水平全寬挖掘。

2.1.2 縱挖法

在路基長度比較長的工程中，需要結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況、路段情況科學(xué)選擇?？v挖法可以被劃分成兩種類型，一種是分層縱挖，另一種是通道縱挖。在分層縱挖施工中，大部分都是使用挖土機(jī)進(jìn)行，通常采用側(cè)向鏟土法，在建設(shè)道路的坡度很大時(shí)，也會采用側(cè)向鏟土法。通道縱挖是指在公路上沿公路走向進(jìn)行縱深挖，先挖出中部，然后在兩邊拓寬，最終實(shí)現(xiàn)挖方。該基坑施工速度快，技術(shù)簡單，且可有效地實(shí)現(xiàn)土石的輸送，是目前應(yīng)用最為廣泛的基坑施工技術(shù)。

2.1.3 混合開挖法

作為一種組合施工方法，混合挖掘法結(jié)合了縱挖法和橫挖法，其多應(yīng)用于施工方工程量較大路段、地質(zhì)條件復(fù)雜路段。具體施工方法需結(jié)合工程勘察結(jié)果理性科學(xué)選擇。一般情況下，混合挖掘方法對場地、機(jī)械設(shè)備、施工人員專業(yè)素養(yǎng)有較高的要求。除此之外，混合挖掘方法成本較高，工藝較為復(fù)雜，適用性一般。

2.2 規(guī)范對路基換置深度的指引

①可以選擇粗顆?；蛏倭康牡V物膠凝材料（在濕潤地段推薦使用水泥）等材料進(jìn)行換填，并選擇合適的回填層。②對于較細(xì)的顆粒狀土壤，可以采用砂、礫石、碎石等混合處理，也可以采用礦物粘結(jié)劑加固處理。在進(jìn)行細(xì)顆粒土處治時(shí)，必須進(jìn)行室內(nèi)物理和機(jī)械實(shí)驗(yàn)，以明確處治物質(zhì)種類和用量，并對處治后的路堤特性進(jìn)行評價(jià)。

2.3 公路路基開挖施工

2.3.1 施工準(zhǔn)備

在進(jìn)行施工準(zhǔn)備工作時(shí)，先要將機(jī)械設(shè)備投入到施工當(dāng)中，包括地基開挖使用的挖掘機(jī)、推土機(jī)以及地基壓實(shí)使用的壓路機(jī)等。接著，對現(xiàn)場的工作人員展開合理的分配，讓不同類型的施工人員開展不同的作業(yè)。在此基礎(chǔ)上，要對他們的工作內(nèi)容展開全面的質(zhì)量和安全教育。

2.3.2 開挖技術(shù)選擇

道路工程地基挖掘施工技術(shù)類型主要有兩種。①縱挖技術(shù)，包括分區(qū)縱挖法、分層縱挖法、通道縱挖法；②水平挖掘技術(shù)。一般來說，水平挖掘技術(shù)涉及的線路長度較長，而且涉及排水、擋墻、邊坡防護(hù)和涵洞等的建設(shè)，所以在進(jìn)行該工程之前，必須將臨時(shí)排水設(shè)施完善好，同時(shí)要從上面開始，不能亂挖、超挖，要做到開挖一級、防護(hù)一級。當(dāng)前，大多數(shù)地區(qū)都采用分層縱挖方法，在路壕的基礎(chǔ)上，采用垂直推進(jìn)與分層開挖的方法，將開挖的深度維持在3 m。除此之外，在進(jìn)行大規(guī)模土方挖掘的時(shí)候，應(yīng)該將“多方向、多層次”作為挖掘的基本原理，利用橫向來完成各個層次的逐漸拉開，對建設(shè)中的資源進(jìn)行適當(dāng)?shù)乩?，這樣才能更快速地完成地基的挖掘，確保建設(shè)的質(zhì)量。當(dāng)?shù)缆繁容^陡時(shí)，應(yīng)采取橫挖工藝，禁止進(jìn)行深挖，以確保邊坡的穩(wěn)定性，在挖到邊坡線之前，應(yīng)保留一段寬度，以確保在進(jìn)行沖坡時(shí)，不影響邊坡線以外的土壤。

2.4 針對地下排水不暢單方面問題的處治方案

當(dāng)挖方段路槽彎沉小于規(guī)范時(shí)，由于地下排水不良，用換填法無法徹底解決這個問題?；诖耍x擇原本的超限開挖方案排水無法達(dá)到實(shí)際應(yīng)用需求。此外，路基內(nèi)的病害及變形明顯，與地表水浸泡、地表水沖刷等因素有關(guān)。為確保路堤的穩(wěn)定和抗剪強(qiáng)度，應(yīng)采用柔性排水措施，以減少或消除水對路堤的破壞，并保持路堤在使用期內(nèi)的低含水量。同時(shí)，瀝青路面在長期的車輛荷載影響下，其穩(wěn)定性也會有所降低。在此條件下，需改進(jìn)挖方段碎石滲溝，結(jié)合路槽濕度，靈活選擇滲溝、滲井及其他排水設(shè)計(jì)方案。比如，在觀察施工項(xiàng)目某挖方段路槽滲流、管涌等現(xiàn)象時(shí)，盡可能選擇管式滲溝，結(jié)合現(xiàn)場的管涌深度確定埋設(shè)深度。值得一提的是，需要保障深度大于不透水層界面30 cm以上，避免路基受到隔絕巖層潛水浸入影響。根據(jù)情況，可對已有的潮濕土壤進(jìn)行簡單的“砂化”，如翻耕、晾干，或加入一定數(shù)量的生石灰。

2.5 公路工程路基填筑工藝

2.5.1 路基基底處理

路基施工水平對公路工程的后期運(yùn)營有直接的影響，由于其主要承擔(dān)公路的巖土重力，所以在進(jìn)行填筑前，要對地基進(jìn)行良好的處理，通過合理的地基處理方法，提升填土與表土緊密度，確保初期填土工作順利開展。當(dāng)施工場地地表有大斜坡時(shí)，需對外部坡腳及護(hù)腳進(jìn)行專門的處理，對原來的場地進(jìn)行修整，形成階梯，階梯的高度不能超過0.5 m；當(dāng)?shù)乇砥陆挡淮髸r(shí)，應(yīng)預(yù)先對地基草皮做一次預(yù)處理，以保證地基面達(dá)到填方要求。另外，如果工地有坑洞，則應(yīng)提前對坑洞進(jìn)行回填和碾壓。當(dāng)施工區(qū)域中有地下水存在時(shí)，需提前引流或攔截，排掉地下水，避免地下水影響路基施工。

2.5.2 選擇適宜的填筑材料

在道路建設(shè)過程中，必須重視邊坡的穩(wěn)定。相關(guān)研究結(jié)果表明，在不同條件下，路基填料粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角對路基斜面的穩(wěn)定具有重要作用。因此，在進(jìn)行路堤填料的設(shè)計(jì)時(shí)，必須對其進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和研究，并對其進(jìn)行合理的選用。例如，可以通過對土壤的構(gòu)造進(jìn)行滲透實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的成果來對填料中的礦物質(zhì)種類和濃度進(jìn)行控制。在一般的條件下，不適宜用作填料的物質(zhì)主要包括高有機(jī)質(zhì)的物質(zhì)、低耐蝕性的物質(zhì)和高含水率的物質(zhì)等。

3 公路工程路基填筑施工優(yōu)化

在道路工程的地基填筑時(shí)，分層控制填筑標(biāo)高，將每層填料寬度控制在40 cm內(nèi)。路基的填充應(yīng)該按照道路平行的路線進(jìn)行，并且填充物的厚度應(yīng)該比填充物要大30 cm。在采用橫向分層填料時(shí)，應(yīng)該在橫向上逐漸進(jìn)行填料和壓實(shí)，以保證在壓實(shí)過程中的品質(zhì)和效率。填充物回填后，必須按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行攤鋪路拱，結(jié)合平地機(jī)設(shè)備，在推土機(jī)推平以后，平地機(jī)從兩邊朝著中央移動，以此確保壓實(shí)質(zhì)量。在填充完成后，還要對填充后的道路進(jìn)行含水率的檢測，填充物的含水率與真實(shí)的最佳含水率的偏差值應(yīng)當(dāng)在±2%以內(nèi)。

4 結(jié)語

綜上所述，在道路建設(shè)中，采用填筑地基技術(shù)可加快建設(shè)進(jìn)度。其中，工作人員一定要注意施工的安全，嚴(yán)格遵守有關(guān)的規(guī)章制度，確保整體的質(zhì)量，確保道路能夠正常地運(yùn)轉(zhuǎn)和運(yùn)用?？⒐ず螅瑧?yīng)檢查施工情況，保證施工質(zhì)量。