高陡半挖半填路堤穩(wěn)定性施工技術(shù)

曾可端

摘 要 本文借仁新高速高陡半挖半填路基施工多種施工工藝的比選，說(shuō)明高陡半挖半填路基最佳的施工工藝，同時(shí)通過(guò)設(shè)置路基沉降觀測(cè)板及深層測(cè)斜孔了解路基沉降及位移狀況，為高陡路基穩(wěn)定研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞 高陡 半挖半填 工藝選擇

1 工程概況簡(jiǎn)述

廣東省仁化（湘粵界）至博羅公路仁化至新豐段TJ3標(biāo)段位于韶關(guān)市仁化縣丹霞街道辦，線路總長(zhǎng)度14.576 km。公路等級(jí)為高速公路，設(shè)計(jì)行車速度100 Km/h，雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度26.0 m（整體式），13.0 m（分離式）；平曲線最小半徑1300 m；凸曲線最小半徑16000 m；凹曲線最小半徑10000m；最大縱坡3.5%；橋梁設(shè)計(jì)荷載：公路-I級(jí)；設(shè)計(jì)洪水頻率：特大橋1/300，其余橋涵、路基1/100；地震動(dòng)峰值加速度≤ 0.15 g。

本項(xiàng)目處于山嶺縱丘區(qū)，路基工程劈山開(kāi)石，深挖、高填及半挖半填路基較多。安全風(fēng)險(xiǎn)高，高陡半挖半填路基較多，地方雨水較多，旱季不旱；填料天然含水率高，含有大量煤系層；裂隙水、泉水、地表水發(fā)育。路基若處理不好，將產(chǎn)生不均勻沉降和沿填挖交界面的滑移，進(jìn)而造成路基縱向或橫向裂縫，造成路面的開(kāi)裂，影響正常使用。高陡半挖半填路基如何施工，才能保證不出現(xiàn)上述病害，是本文的闡述要點(diǎn)。

2 半挖半填路基處理原理及施工要點(diǎn)

填方路基土質(zhì)及壓實(shí)度與挖方天然路基存在較大的差異，填挖土體的強(qiáng)度及穩(wěn)定性也存在較大差異，再加上地勢(shì)陡峭，填高較大，導(dǎo)致產(chǎn)生不均勻沉降。為減少不均勻沉降，應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手處理：

（1）保證足夠的地基承載力，地基承載力不足時(shí)采用換填處理。

（2）保證排水通暢，通過(guò)設(shè)置合理的排水設(shè)施確保地下、地表水能快速排出路基，避免因水造成路基自重加大及降低路基土質(zhì)強(qiáng)度，導(dǎo)致路基病害。

（3）處理填挖交界面。填挖交界面受力復(fù)雜，是產(chǎn)生滑移的起點(diǎn)。通過(guò)在天然路基上設(shè)置內(nèi)傾的臺(tái)階及土工格柵，增加滑動(dòng)面的抗阻力。土工格柵對(duì)填料提供了較大的抗彎剛度及抗剪強(qiáng)度復(fù)合體。此復(fù)合體能夠隔離應(yīng)力和位移傳遞，從而柔性過(guò)渡并協(xié)調(diào)路基沉降，土工格柵的加筋作用減少了土中豎向應(yīng)力及剪切應(yīng)力，增加了路基穩(wěn)定性。

（4）提高填方路基的壓實(shí)度，減小填挖路基壓實(shí)度的差異。隨著科技的發(fā)展，重型壓路設(shè)備發(fā)展速度快，36噸高性能壓路機(jī)、三邊沖擊碾壓設(shè)備、液壓夯設(shè)備不斷涌現(xiàn)，采用上述新設(shè)備施工，提高路基的壓實(shí)度，減少沉降差異。

3 施工工藝介紹

3.1 基底處理

將路基基底范圍內(nèi)的淤泥及其他非適用性材料挖除換填成透水性好強(qiáng)度高的材料，如砂礫、碎石、石渣等，增強(qiáng)地基承載力；增加片石、碎石盲溝，將裂隙水、泉水、地表水引出路基以外。盲溝的尺寸根據(jù)水量的大小一般為1m？m片石盲溝，片石包裹透水土工布。

3.2 臺(tái)階開(kāi)挖及土工格柵鋪設(shè)

3.2.1 開(kāi)挖臺(tái)階工藝流程

（1）將坡面的樹(shù)木、草根、松土清理干凈。

（2）沿坡面上填挖交界處開(kāi)挖臺(tái)階并夯實(shí)。臺(tái)階寬度不小于2米，并設(shè)置內(nèi)傾4%的橫坡。夯實(shí)設(shè)備可采用小型壓路機(jī)或手扶振動(dòng)碾。

（3）路基填筑至臺(tái)階高度時(shí)，開(kāi)始鋪設(shè)土工格柵。

3.2.2 土工格柵鋪設(shè)施工工藝

（1）施工工藝。清理平整土層頂面→標(biāo)出鋪設(shè)范圍、方向→鋪土工格柵→錨固土工格柵內(nèi)端頭→填土（石）→回折土工格柵外端頭。

（2）施工方法。鋪土工格柵前首先對(duì)壓實(shí)層頂面進(jìn)行清理，表面應(yīng)平整，不得有堅(jiān)硬物凸出。根據(jù)填層寬度確定土工格柵鋪設(shè)內(nèi)、外邊界，用白灰撒線標(biāo)出土工格柵鋪設(shè)范圍、方向。按鋪設(shè)土工格柵的長(zhǎng)度現(xiàn)場(chǎng)下料，長(zhǎng)度不小于10m。將土工格柵強(qiáng)度高的方向置于垂直于路堤軸線方向，土工格柵橫向疊合長(zhǎng)度不小于20cm，將土工格柵繃緊并用u型釘固定。土工格柵鋪設(shè)應(yīng)平順無(wú)扭曲，與下層密貼好。土工格柵上填土完畢后，人工回折土工格柵外露端頭。

（3）土工格柵上的第一層填土攤鋪宜采用輕型推土機(jī)或前置式裝載機(jī)，填料的攤鋪與填筑從路堤的中線位置開(kāi)始，對(duì)稱地向兩側(cè)填土；一切車輛、施工機(jī)械只容許沿路堤的軸線方向行駛。

3.3 路基填筑及補(bǔ)強(qiáng)

路基壓實(shí)厚度不得超過(guò)25cm，采用22-26t壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，壓實(shí)度達(dá)到95%以上，除正常碾壓外，還需要采取補(bǔ)強(qiáng)措施進(jìn)一步提高路基的壓實(shí)度，減少工后沉降。

3.3.1 高性能36噸壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)

36噸超重噸位超大激振力全液壓自行式振動(dòng)壓路機(jī)，不僅可以高效充分壓實(shí)當(dāng)前層，還可以對(duì)深達(dá)一米的先前層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，把正常碾壓和補(bǔ)強(qiáng)碾壓施工進(jìn)行有效結(jié)合。每正常填筑3層，采用36噸壓路機(jī)補(bǔ)強(qiáng)一次。見(jiàn)圖2。

3.3.2 高速液壓強(qiáng)夯機(jī)補(bǔ)強(qiáng)

對(duì)于邊角地段無(wú)法用壓路機(jī)壓實(shí)的地方采用液壓強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)。見(jiàn)圖3。

高速液壓強(qiáng)夯機(jī)是一種獨(dú)特的夯實(shí)設(shè)備，采用獨(dú)特技術(shù)填補(bǔ)了傳統(tǒng)的表層壓實(shí)技術(shù)和傳統(tǒng)強(qiáng)夯技術(shù)間的空白。該機(jī)是基礎(chǔ)工程夯實(shí)的得力設(shè)備，可以快捷、迅速地安裝于挖掘機(jī)或裝載機(jī)上，具有良好的機(jī)動(dòng)性、可控性和高效性。液壓強(qiáng)夯的加固原理：動(dòng)力密實(shí)、動(dòng)力固結(jié)、動(dòng)力置換。

清理整平場(chǎng)地，確定夯點(diǎn)位置、測(cè)量高程，起重機(jī)就位，測(cè)量夯前錘頂標(biāo)高，夯擊，按設(shè)計(jì)控制標(biāo)準(zhǔn)和要求，完成一個(gè)夯點(diǎn)的夯擊，重復(fù)以上工序，完成第一遍全部夯點(diǎn)的夯擊。

3.3.3 沖擊碾壓

為進(jìn)一步提高路基壓實(shí)度，當(dāng)工作面足夠大，采用沖擊式壓路機(jī)每填高2米增強(qiáng)補(bǔ)壓一次，每次沖擊碾壓20遍。

沖擊壓路機(jī)以非圓形輪沿地面對(duì)土石材料進(jìn)行靜壓、揉搓、周期性沖擊的連續(xù)作業(yè)，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波，向下具有地震波傳播特性，以25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機(jī)在石渣、沙礫路基上沖擊壓實(shí)為例，壓路機(jī)按12 KM/h速度沖碾20遍后，實(shí)測(cè)深度0.8 m處的平均垂直動(dòng)土壓力為1366 kpa，相當(dāng)于對(duì)地面產(chǎn)生沖擊力200t～250t，產(chǎn)生的沖擊功可達(dá)到超重型擊實(shí)功，可使地下深層土體的密實(shí)度不斷累積增加。

4 結(jié)束語(yǔ)

路基施工結(jié)束后通過(guò)沉降觀測(cè)板、深層位移孔等先進(jìn)的檢測(cè)手段檢測(cè)，路基沉降位移均在規(guī)范控制范圍內(nèi)，有效防止了高陡半填半挖路基的不均勻沉降的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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