高速公路土石混填路基施工技術(shù)研究

江海波

新疆路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 新疆 烏魯木齊 830000

1 引言

近年來，國(guó)內(nèi)公路得到了較大的發(fā)展建設(shè)，特別是高等級(jí)公路建設(shè)數(shù)量有較大的提高。而作為對(duì)公路基礎(chǔ)，路基施工質(zhì)量直接關(guān)系到公路整體使用性能的好壞。鑒于此，本文將對(duì)土石混填料路基進(jìn)行研究分析。

2 工程概況

某高速公路項(xiàng)目所在地為丘陵地區(qū)，公路沿線溝壑縱橫，地勢(shì)起伏大，全線長(zhǎng)137.5km。該高速公路路基設(shè)計(jì)高度范圍為0～25m，路基寬度28m，邊坡坡率1:1.4，填高大于8m時(shí)，每10m設(shè)置一級(jí)寬2.5m的邊坡平臺(tái)，上下坡率均為1:1.4。路基填筑材料為開山挖方或隧道爆破廢料，主要為第四系粉土、碎石、卵石等，粗料含量在45%～80%之間，顆粒粒徑差異較大。

3 地基處理要求

對(duì)于含有較多粗顆粒的土石混填料而言，其通常具有較大的透水性，容易在路面以及邊坡等區(qū)域出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，從而導(dǎo)致路基出現(xiàn)不均勻沉降。在山區(qū)等地區(qū)多采用土石混合料作為路基的填料，鑒于其地理位置的特殊性，通常采用較大的填筑高度，但因此容易使得路基不具備足夠的承載力而出現(xiàn)施工完路基之后有較大的沉降出現(xiàn)，或者是因?yàn)槌霈F(xiàn)不一樣的變形模量而導(dǎo)致其發(fā)生不均勻沉降。因此，為保證土石混合料填筑的路基足夠的穩(wěn)定性，因針對(duì)其承載力提出要求。

采用土石混合料填筑的路基，特別是在路堤的填方高度較高時(shí)，路基的使用性能將受到地基承載力的直接影響。若不具備足夠的地基承載力，將會(huì)導(dǎo)致路基出現(xiàn)失穩(wěn)并破壞路面結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)行規(guī)范只對(duì)路基施工時(shí)的壓實(shí)度進(jìn)行要求，并未對(duì)承載力進(jìn)行要求，但路基施工時(shí)在滿足壓實(shí)度的條件下，其地基的承載力是否一定能夠滿足，本文將針對(duì)此進(jìn)行研究。

資料表明，在地基施工時(shí)，很多單位并為對(duì)控制承載力提出要求，從而使得路基在施工時(shí)以及完工后就有變形破壞現(xiàn)象產(chǎn)生。據(jù)此，本文在此基礎(chǔ)上結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)土石混填路基的地基承載力初步提出相關(guān)的技術(shù)要求。

3.1 地基承載力要求

土石混填路基就有較為嚴(yán)格的沉降要求，在填筑施工之前應(yīng)測(cè)試其承載力，具體實(shí)施步驟可按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，對(duì)于不同高度的路基應(yīng)有不同的承載力要求。具體如表1所示。

表1 土石混填路基地基承載力要求

3.2 土質(zhì)地基處理要求

應(yīng)在填筑路基施工之前開展地面的清理工作。對(duì)于耕植土地面，應(yīng)以15cm的深度清除地面表層土，并且將其所挖的坑洞采用設(shè)計(jì)要求的土料進(jìn)行回填壓實(shí)。若地基為具有較高含水量的松散土，應(yīng)先將其翻曬之后再進(jìn)行壓實(shí)工作，使其具有90%以上的壓實(shí)度；對(duì)于具有80cm以上高度的土石混填路基，應(yīng)使其具有95%以上的壓實(shí)度。若其原狀土不具備足夠的強(qiáng)度，應(yīng)采取換填施工，并控制其具有30cm以上的換填深度。若其地基處于不良地質(zhì)條件下，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件采用復(fù)合地基或者排水固結(jié)等方式進(jìn)行加固。

3.3 地基的排水要求

對(duì)于具有較多粗顆粒的土石混填路基，鑒于其具有較好的滲透性能，若路基所處地點(diǎn)具有較多的地下水含量并對(duì)路基穩(wěn)定性造成影響時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的引流等措施，或者可以在路堤底部采取設(shè)置相應(yīng)透水層的方式進(jìn)行排水，但應(yīng)使其厚度在30cm以上，防止地基受到水的影響。

3.4 地基坡度的處理要求

為使土石混填路基在存在地基坡度的情況下保證其整體的穩(wěn)定性，應(yīng)采取相應(yīng)的處理措施：

對(duì)于比1:5還陡的地基橫坡路段，應(yīng)以內(nèi)接搭接臺(tái)階的方式對(duì)原地面進(jìn)行開挖，并將其平整壓實(shí)，以使路基具有足夠的強(qiáng)度以及密實(shí)度；

對(duì)于比1:5緩的地基橫坡段，若在將其表層清除干凈之后仍具有滿足要求的承載力時(shí)，可在其原地面直接進(jìn)行土石混填路基的填筑施工。

3.5 石質(zhì)地基的處理要求

石質(zhì)地基具有較大的承載力，能夠使路基具有較好的穩(wěn)定性。但若在石質(zhì)地基施工時(shí)不具備適當(dāng)?shù)氖┕し椒?，仍然?huì)因不均勻的承載力現(xiàn)象而導(dǎo)致路基出現(xiàn)破壞。因此，石質(zhì)路基施工時(shí)應(yīng)具有均勻的強(qiáng)度以及平整度。對(duì)于土石混填的路基常會(huì)采用巖石混填細(xì)粒土作為填料。該種填料所組成的路基強(qiáng)度分布均勻性較差，并且該種地基平整性較差，對(duì)路基穩(wěn)定性影響較大，特別是對(duì)于較高路基而言，容易出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象，因此需采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行處理。對(duì)于采用巖石混合細(xì)粒土作為填料的地基而言，強(qiáng)度不均勻是其主要存在的問題，鑒于此，應(yīng)使其細(xì)粒土部位的強(qiáng)度有所提高，具體方法為：炸平巖石，并設(shè)置過渡層于細(xì)粒土所處位置。若為石牙狀的地基基地，應(yīng)將該巖石炸出80cm以上，并對(duì)其細(xì)粒土采取相應(yīng)的巖石置換措施，使其所形成的的混合地基具有足夠的均勻性以及平整性。

4 填料施工

土石混合料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)與填料的攤鋪工作有關(guān)，應(yīng)在攤鋪填料時(shí)避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象，從而提高其壓實(shí)效果。宜選取漸進(jìn)式的方法進(jìn)行土石混填路基的攤鋪工作。首先設(shè)置好土石混合料的進(jìn)場(chǎng)路線以及堆砌地點(diǎn)，再讓運(yùn)載車沿著原有路線進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)以及堆砌，采用推土車按原先設(shè)計(jì)好的松鋪厚度進(jìn)行整平工作，然后在之前未推平末端處進(jìn)行第2輛車的卸貨并使其剛好堆放于上次施工完畢的末端，推土機(jī)沿著原有方向繼續(xù)施工，使較大粒徑的塊石被壓在底下而表層處僅剩下較小的顆粒，這樣，土石混填路基就具有較為平整的表面，便于后續(xù)的壓實(shí)施工。

圖1 漸進(jìn)式攤鋪示意圖

4.1 填料攤鋪，整平施工要點(diǎn)

實(shí)際施工時(shí)，填料的最大粒徑要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)所具有的機(jī)械功率進(jìn)行確定；為使土石混合料具有較好的壓實(shí)效果，對(duì)于填料的攤鋪及整平要求如下表所示；對(duì)于其松鋪厚度應(yīng)結(jié)合壓路機(jī)進(jìn)行確定，具體如表2、表3所示。

表2 攤鋪及整平要求

表3 松鋪厚度

4.2 填料壓實(shí)

（1）碾壓組合

碾壓組合應(yīng)遵循以下原則：壓路機(jī)選取時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮拖式振動(dòng)類型，而不能僅選取自行式；在條件允許下，應(yīng)選取具有較大激振力以及噸位的壓路機(jī)

（2）碾壓速度

結(jié)合壓路機(jī)的性能，并從經(jīng)濟(jì)性和安全性的角度出發(fā)，對(duì)于土石混填路基的壓實(shí)工作本文建議以2-4km/h的速度控制壓路機(jī)的碾壓速度，此外，在剛開始施工應(yīng)以較慢速度控制壓路機(jī)工作。但若現(xiàn)場(chǎng)條件允許時(shí)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)所采用的的土石混合料的類型，通過鋪筑試驗(yàn)確定碾壓速度。

（3）碾壓遍數(shù)

應(yīng)通過試驗(yàn)路段進(jìn)行土石混填路基碾壓遍數(shù)的確定。具體做法為：首先鋪筑試驗(yàn)路段，并且結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件研究壓實(shí)效果與碾壓遍數(shù)的關(guān)系，探討基于質(zhì)量的前提下碾壓遍數(shù)最為經(jīng)濟(jì)的情況。

5 結(jié)語(yǔ)

對(duì)于高速公路土石混填路基的施工質(zhì)量而言，其變形以及穩(wěn)定性通常占據(jù)較為重要的比例。不管是施工還是運(yùn)營(yíng)階段，土石混填路基若出現(xiàn)有失穩(wěn)等現(xiàn)象都較難進(jìn)行處治。近年來，雖然我國(guó)積累了較多的土石混填路基施工經(jīng)驗(yàn)，但成果較少。此外，相關(guān)規(guī)范對(duì)于土石混填路基的施工規(guī)定并不明確，對(duì)于土石混填路基的填料而言通常來自周邊環(huán)境的挖方材料，因此在具有較大填料性質(zhì)的前提下，如何對(duì)填料的施工等進(jìn)行控制還需進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。