河谷及低山丘陵區(qū)公路路基的填筑施工技術(shù)

尚榮輝

（中交第二航務(wù)工程局有限公司 湖北武漢 430014）

1 工程概況

項(xiàng)目位于新疆伊犁哈薩克自治州尼勒克縣及新源縣境內(nèi)，為山嶺區(qū)二級(jí)公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，起點(diǎn)與S315相接，線路終點(diǎn)連接至G218老路。本段總長(zhǎng)28.14km，多數(shù)路段設(shè)計(jì)速度為60km/h（因地質(zhì)環(huán)境特殊性，地質(zhì)災(zāi)害路段限速20km/h），采取整體式路基形式，總寬10m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況與施工要求，土石方工程中開(kāi)挖量64.2萬(wàn)m3，填筑量87.2萬(wàn)m3。

本項(xiàng)目所處地理位置地形起伏較大，沿線的巖性主要為濕陷性黃土，地質(zhì)條件較差，需對(duì)濕陷性黃土段視情況進(jìn)行換填、重錘夯實(shí)處理。部分段落為滑坡、泥石流的松散堆積體，考慮附近山體滑坡的影響采取換填處理方案。項(xiàng)目局部存在弱-中硫酸鹽鹽漬土，路基需進(jìn)行隔斷處理。

2 施工準(zhǔn)備

本項(xiàng)目線路分布于山嶺區(qū)，沿線主要以河谷及低山丘陵居多，局部路基施工難度大，挖深超過(guò)20m。根據(jù)此特點(diǎn)施工單位便采取了逐級(jí)開(kāi)挖的方式。石方開(kāi)挖段施工條件欠佳易受到復(fù)雜地形影響，難以修筑便道，最終選擇爆破施工的方式。其中主爆區(qū)控制爆破參數(shù)為：

（1）底盤(pán)抵抗線W底=1.25m。

（2）炮孔間距a=m×W底=1×1.25=1.25m。

（3）炮孔排距 b=0.9a~1.0a，取 1.25m。

（4）鉆孔深度L=H+h=10.5m。

（5）單位體積耗藥量q：路塹上部取0.25~0.32kg/m3，下部取0.30~0.32kg/m3，每個(gè)炮孔裝藥量 Q=q×a×W×H（kg）。

3 路基填筑施工技術(shù)

3.1 挖方施工

（1）測(cè)量放樣。對(duì)挖方位置提前預(yù)留、標(biāo)記開(kāi)挖坡口線，檢查距原地面高度，找出挖方段，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)估出合適的開(kāi)挖厚度。

（2）截水溝施工。開(kāi)始施工前需安設(shè)截水溝，盡可能避免因雨雪天氣造成大量雨雪水積于開(kāi)挖部位，從而提升施工環(huán)境的安全性能。截水溝完工后方可開(kāi)挖路塹。

（3）開(kāi)挖作業(yè)。開(kāi)挖順序：分幅分層、由上而下、由高到低逐級(jí)進(jìn)行，開(kāi)挖過(guò)程中應(yīng)采取措施保證邊坡穩(wěn)定。開(kāi)挖時(shí)需給邊坡線提前預(yù)留部分位置，以防止在刷坡時(shí)因產(chǎn)生沖擊力影響邊坡原本結(jié)構(gòu)。開(kāi)挖設(shè)備應(yīng)選擇挖掘機(jī)，挖土則需使用自卸車(chē)將其運(yùn)至指定位置進(jìn)行堆放。

開(kāi)挖時(shí)需要注意：應(yīng)使用縱挖法，先由縱向挖出一個(gè)通道，然后向兩端開(kāi)挖；邊坡開(kāi)挖后按照要求及時(shí)防護(hù)；對(duì)路塹部位開(kāi)挖時(shí)應(yīng)堅(jiān)持分級(jí)開(kāi)挖的原則，及時(shí)防護(hù)已開(kāi)挖完成的臺(tái)階；同時(shí)需注重排水系統(tǒng)，若實(shí)際情況需要可安設(shè)截水溝，從而減緩雨水對(duì)邊坡造成的沖刷。

此外，本合同段挖方區(qū)大部分上層為土方，下層為石方，施工時(shí)采用石方爆破法進(jìn)行開(kāi)挖。先用挖掘機(jī)挖開(kāi)上層土再用潛孔鉆鉆孔，爆破后再用挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝車(chē)，自卸汽車(chē)出運(yùn)至填土區(qū)域或棄土場(chǎng)。

按照項(xiàng)目特征以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、資源條件之類(lèi)的因素，選擇分層分段多個(gè)開(kāi)挖面同時(shí)工作的方案。在施工過(guò)程中借助深孔微差爆破工藝，將路塹主槽先行挖通，并在其兩邊保留1~2m的巖石層，以此盡可能降低爆破工作給邊坡地基帶來(lái)的損傷；此外，在對(duì)該部分進(jìn)行爆破時(shí)應(yīng)結(jié)合主爆體完成狀況以及巖石土質(zhì)計(jì)算出最為合適的參數(shù)數(shù)據(jù)。不同地形地質(zhì)條件要制定不同的爆破方案，認(rèn)真驗(yàn)算飛石沖擊波等的影響范圍，確保爆破安全。

3.2 路基填筑施工

3.2.1 填料分類(lèi)

路基填料材質(zhì)主要包含填石、土石渣混合料以及表層覆蓋坡。而填土與填石的主要區(qū)別則在其含石量的不同，填土具備30%~40%的含石量，填石則具備70%的含石量，而土石混填的含石量則是介于兩者之間。同時(shí)，若是軟質(zhì)石料、強(qiáng)風(fēng)化石料的強(qiáng)度在15MPa以下，相比于其他石料更易碾碎。在施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制對(duì)填石路基路段的各項(xiàng)施工參數(shù)，以保證其最終效果。本項(xiàng)目采用壓實(shí)沉降差或孔隙率進(jìn)行檢測(cè)，采用壓實(shí)沉降差作為質(zhì)量控制指標(biāo)時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)段確定沉降差值。在實(shí)際施工過(guò)程中，每段填石路基必須有足夠的點(diǎn)進(jìn)行孔隙率測(cè)定，其數(shù)量應(yīng)滿足監(jiān)理規(guī)范?？紫堵蕼y(cè)定采用水袋法進(jìn)行，一定要保證填料的粒徑在要求的范圍內(nèi)。

3.2.2 一般路基填筑

填料控制及碾壓方法：首先是強(qiáng)度，若是強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)則不可作為填筑材料，其CBR值達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)才能將其作為土石混填的原料之一；其次需考慮粒徑的影響，若其不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)則也無(wú)法投入使用；最后應(yīng)注意選擇合適的邊坡設(shè)計(jì)方案，如果是土石混填料，則需在填筑過(guò)程中順著邊坡方向進(jìn)行施工；若是填石路基則順著路基邊坡開(kāi)展。

填石路基開(kāi)始碾壓前應(yīng)對(duì)路基進(jìn)行分層且將粒徑控制在10cm內(nèi)，注意調(diào)整其內(nèi)部含水量、壓實(shí)度等，以保證最終效果；若是土石混填路段要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的分層厚度，且混填材料的粒徑應(yīng)控制在15cm內(nèi)，其厚度不可大于攤鋪層厚度的66%。同時(shí)，對(duì)于填石路基段需同時(shí)對(duì)邊坡與主體兩部分進(jìn)行施工，以此確保其緊密度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；由于粘土填筑、壓實(shí)厚度和石渣相比有顯著差距，兩側(cè)各層壓實(shí)厚度均控制在0.2m以內(nèi)，與石渣層壓實(shí)工作同時(shí)進(jìn)行。碾壓順序堅(jiān)持由兩側(cè)至中央，不僅能夠提升其內(nèi)部密實(shí)度，而且可使其連為一體。此外，邊部的壓實(shí)厚度應(yīng)控制在主體部位的50%~66%之間，隨工程實(shí)際情況選擇合適的填筑方案。

填筑過(guò)程中，各層路基填筑厚度均需＜0.2m，同時(shí)填料粒徑應(yīng)＜0.1m；施工過(guò)程中之所以頻繁發(fā)生不均勻沉降主要是因?yàn)閮煞N方案選材差異導(dǎo)致土粒間孔隙較大，因此應(yīng)在兩種方案間增設(shè)過(guò)渡層（厚度為0.3m），填料的粒徑≤15cm，細(xì)料含量≤30%；整個(gè)路基由上之下0.5m厚度間應(yīng)選擇4%粘土摻灰作為填筑材料，采取分層法進(jìn)行填土以此避免滲水、節(jié)省資源；而基底位置則選用石渣、砂礫之類(lèi)粒徑較大的物質(zhì)進(jìn)行填筑，厚度應(yīng)控制在0.4m。

3.2.3 橋涵臺(tái)后路基填筑

在對(duì)橋涵、通道之類(lèi)的部位進(jìn)行填筑時(shí)，往往會(huì)因其剛度不等從而出現(xiàn)明顯的梯形沉降，這就是施工中常常出現(xiàn)的“橋頭跳車(chē)”問(wèn)題，因此對(duì)該段進(jìn)行施工時(shí)要對(duì)兩側(cè)采取特殊處理，即選擇4%灰土代替原本的填筑材料，以此使臺(tái)后路基各部位剛度趨于一致，提升內(nèi)部密實(shí)度，使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；而對(duì)擋土墻后部等位置則需選擇砂礫料。

3.2.4 零填及土質(zhì)挖方段

在對(duì)土質(zhì)挖方段進(jìn)行施工時(shí)，需先清理碾壓，使其內(nèi)部緊密度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，剩余其它層則按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)準(zhǔn)則等進(jìn)行測(cè)試，從而選擇合適的施工方案。當(dāng)?shù)孛鏅M向及縱向自然坡度陡于1：5時(shí)，需將其挖成階梯型，每階寬約2m且預(yù)留4%的傾斜坡度。在填土過(guò)程中應(yīng)確保土基內(nèi)不包含雜草等物質(zhì)。

3.2.5 特殊路基填筑處理

（1）縱向填挖交界處理。在縱向填挖交界部位施工時(shí)，若是該處坡度與路基坡度之比為1：5以上，不僅要順著路基縱向進(jìn)行開(kāi)挖，還需為填土路段地基處增加0.6m厚的4%灰土，以提升其硬度與穩(wěn)定性，從而盡可能避免出現(xiàn)交界處不均勻沉降的現(xiàn)象。除此之外，項(xiàng)目施工過(guò)程中應(yīng)夯實(shí)填石路基部位的基底；倘若地下水出現(xiàn)在土質(zhì)、巖質(zhì)連接位置，則需安設(shè)橫向方位的滲水盲溝，便于配合縱向盲溝促進(jìn)排水。

（2）含地下水的挖方路段。經(jīng)過(guò)開(kāi)挖處理后大量基巖裂隙水匯聚并分布在路槽底部，因此在邊坡開(kāi)挖作業(yè)時(shí)需準(zhǔn)確判定地下水的來(lái)源途徑，為之采取合適的排水設(shè)施，可施作碎石盲溝等，順著路基縱（橫）向?qū)⒌叵滤觯源_保路面的正常使用。

（3）地面橫坡較陡路段。首先將坡面的植物根系清理干凈，選擇質(zhì)量良好的砂礫石，通過(guò)分層的方式完成填筑作業(yè)，嚴(yán)格控制填筑厚度，此處施工可選用的材料有砂礫、碎石等，可避免地下水帶來(lái)不良影響。

（4）地勢(shì)低洼路段。相比于此路段而言地下水的水位相對(duì)較高，為提升地下水的排出效率可在路基兩側(cè)設(shè)置排水溝，以達(dá)到降低水位的效果，確保基底具有足夠的強(qiáng)度。

（5）漿砌片石擋土墻路段。做好砌筑擋墻施工的準(zhǔn)備工作，即復(fù)查地基承載力，要求擋墻具有足夠的穩(wěn)定性。檢驗(yàn)砂漿強(qiáng)度，若該值滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%的要求時(shí)即可安排人員回填墻背。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，若是公路路線設(shè)計(jì)在河谷、低山丘陵區(qū)等位置，在修建地基過(guò)程中需按路基所在位置，考慮其周邊地勢(shì)、土壤以及水文等因素，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)出合適的開(kāi)挖、回填方案，選擇合適的材料設(shè)備并確定分層高度，嚴(yán)格遵循控制指標(biāo)開(kāi)展填筑工作，以此確保最終路基質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而延長(zhǎng)其使用壽命。