高速公路路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

范鵬程

（山西省交通控股集團(tuán)有限公司運(yùn)城南高速公路分公司，山西 運(yùn)城 044000）

0 引言

在高速公路施工中，路基施工既是基礎(chǔ)也是關(guān)鍵，能夠?yàn)檐囕v通行提供穩(wěn)定的承載力，保證車輛出行的舒適性與安全性。因此，結(jié)合實(shí)際案例剖析路基施工技術(shù)流程的應(yīng)用路徑，對(duì)高速公路建設(shè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。

1 山西省某高速公路路基施工概況

山西省某高速公路位于太原市境內(nèi)，為四車道設(shè)計(jì)，全線總長(zhǎng)度為33.265km，起始樁號(hào)為K0+000，終點(diǎn)樁號(hào)為K33+265，設(shè)計(jì)行駛速度為100km/h。該公路路基寬度為24.5m，四條行車道寬度均為3.75m，硬路肩寬度為2×2.50m，土路肩寬度為2×0.75m，中央分隔帶寬度2.00m，路緣帶寬度為2×0.50m。該公路設(shè)計(jì)參數(shù)符合《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）中高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。路基施工工程量匯總?cè)绫? 所示。

表1 山西省某高速公路路基施工工程量

2 山西省某高速公路路基施工技術(shù)工藝流程

2.1 施工工藝流程及技術(shù)指標(biāo)匯總

該項(xiàng)目路基施工工藝遵循“三階段、四區(qū)段、八流程”的原則，其施工工藝流程如圖1 所示[1]。路基施工整體技術(shù)指標(biāo)如表2 所示。

圖1 山西省某高速公路路基施工工藝流程

表2 山西省某高速公路路基施工技術(shù)指標(biāo)

2.2 路基施工準(zhǔn)備工作

施工準(zhǔn)備包括機(jī)械準(zhǔn)備、人員準(zhǔn)備以及技術(shù)準(zhǔn)備，施工機(jī)械包括混凝土拌和設(shè)備、不同規(guī)格壓路機(jī)、平地機(jī)、挖掘機(jī)、推土機(jī)等設(shè)備。在施工前，應(yīng)安排操作人員檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)備的性能，確保滿足施工要求。人員及設(shè)備入場(chǎng)后，要對(duì)施工人員就路基施工技術(shù)展開全面技術(shù)交底，確保其了解施工技術(shù)工藝及質(zhì)量控制要求。同時(shí)，還要對(duì)施工圖紙?zhí)峁┑臉饵c(diǎn)位進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)基線予以布設(shè)，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

2.3 挖方路基施工

在挖方施工前，將場(chǎng)地范圍內(nèi)雜草、樹根等雜物清理干凈，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行整平處理。依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)路基坡率的不同確定施工方案。該項(xiàng)目施工中，對(duì)土質(zhì)路基坡率為1∶1、挖方高度大于10m 的采取一坡到底挖方，對(duì)土質(zhì)路基坡率為1∶0.75（或1∶1）、挖方高度大于10m 且小于20m 的采取分級(jí)施工。

挖方施工時(shí)，針對(duì)Ⅱ類土，采取挖掘機(jī)、推土機(jī)、裝載機(jī)配合施工，每天挖方量為3000m3。對(duì)于Ⅳ類或V類土，施工人員采取挖掘機(jī)、液壓自動(dòng)鉆機(jī)、風(fēng)鉆以及液壓破碎錘進(jìn)行施工，每天挖方量為1500m3。施工時(shí)，要依據(jù)事先放線定位位置，使用鉆機(jī)對(duì)炮眼進(jìn)行鉆設(shè)，以梅花形布孔[2]。完成起爆后，使用推土機(jī)將塊石清理干凈，對(duì)邊坡予以修整，從上至下以臺(tái)階形式開挖，每挖設(shè)一層，要對(duì)坡頂位置予以加固，規(guī)避路基邊坡失穩(wěn)問題。挖方后，將施工附近的土場(chǎng)作為棄土場(chǎng)。

2.4 路基填筑施工

該項(xiàng)目路基沿線范圍內(nèi)的填料包含砂礫土、洗砂土、碎石土、天然砂礫、挖方石渣等。施工沿線取土場(chǎng)土質(zhì)主要為含礫細(xì)砂，其中，含礫細(xì)砂及粉質(zhì)黏土均為普通土。首選粗粒土作為路基填料，個(gè)別路段無(wú)粗粒土，則使用普通土。臺(tái)背及擋土墻位置填料時(shí)，使用碎石土或天然砂礫。確定路基填料后，選擇全幅試驗(yàn)路段進(jìn)行試驗(yàn)填筑，并明確施工操作參數(shù)，例如，填料松鋪系數(shù)、填料含水量、碾壓厚度、碾壓設(shè)備及方法等。該項(xiàng)目所選試驗(yàn)段長(zhǎng)度為200m，路基施工現(xiàn)場(chǎng)見圖2。

圖2 山西省某高速公路路基填筑修整施工

完成試驗(yàn)段填筑后，確定路基填筑施工方案如下：對(duì)于路基高度小于10m 的，將邊坡坡率控制在1∶1.5，以一坡到底的形式進(jìn)行填筑。對(duì)于路基高度大于10m但小于20m 的，應(yīng)實(shí)施等級(jí)劃分對(duì)坡高予以控制，將8.0m 作為劃分標(biāo)準(zhǔn)，在不同等級(jí)間設(shè)置寬度為2m 的平臺(tái)。施工中最上一級(jí)、第二級(jí)、第三級(jí)至最后一級(jí)的邊坡坡率分別為1∶1.5、1∶1.75、1∶2.0。對(duì)于最后一級(jí)小于2.0m 的情況下，可通過一坡到底進(jìn)行填筑。

地面斜坡坡率較1∶5 陡時(shí)，應(yīng)安排施工人員將斜坡以寬度為2.0m 的臺(tái)階形式進(jìn)行挖設(shè)，向內(nèi)設(shè)置橫坡，并控制橫坡傾斜度在2%～4%之間。橫坡設(shè)置好后，對(duì)路基進(jìn)行填筑施工。在實(shí)際的填筑過程中，對(duì)于低填淺挖路段，可通過路基土全幅填筑的方式施工，每日工程量為1500m3。

該項(xiàng)目施工中存在浸水路基段，填筑時(shí)首選土石混填的方法，優(yōu)選粗粒土或強(qiáng)度在30MPa 以上的石料。安排施工人員通過大面向下的方式，先進(jìn)行大塊石料的填筑。隨后，借助施工機(jī)械對(duì)橫斷面全寬予以分層、分級(jí)填筑小粒徑石料、土體等混合料[3]，控制每層厚度在30cm 以上且嚴(yán)格控制最大松鋪厚度小于40cm。對(duì)于施工時(shí)遇到的軟弱土質(zhì)，應(yīng)將其全部挖除后再次回填碾壓。施工時(shí)，根據(jù)行車道范圍內(nèi)的寬度，挖設(shè)寬度為2m 且內(nèi)傾斜4.0%的臺(tái)階。在接頭位置預(yù)留1∶1 坡度后，用高滲水材料予以填筑，將每層回填厚度控制在30cm 內(nèi)。

2.5 路基排水施工

路基排水效果將直接影響路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，該項(xiàng)目在路基排水施工中綜合應(yīng)用排水溝槽及中央分隔帶。

2.5.1 設(shè)置排水溝槽

通過機(jī)械為主、人工為輔的方式對(duì)溝槽進(jìn)行開挖。施工中，為減少對(duì)槽底土層的影響，距離底部30cm 以上的位置均采取機(jī)械開挖，最后30cm 由人工開挖，將多余土方運(yùn)送至棄土場(chǎng)。施工時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)挖設(shè)深度，避免超挖或挖設(shè)不足。施工采取明溝排水方法，在溝槽底部挖設(shè)排水井及排水溝，并合理設(shè)置坡度，確保積水進(jìn)入排水井。施工沿線存在Ⅱ型邊溝，在槽底位置使用碎礫石材料設(shè)置盲溝，厚度為3cm。在盲溝內(nèi)設(shè)置HPDE 材質(zhì)的縱向透水管，每30cm 設(shè)置波紋管并開孔。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量檢驗(yàn)合格后，對(duì)所挖設(shè)的溝槽予以回填。

2.5.2 中央分隔帶排水

該工程中央分隔帶為凸形，于兩側(cè)設(shè)置護(hù)欄并于中間設(shè)置綠化。施工時(shí)，首先結(jié)合施工圖紙確定斷面尺寸，對(duì)開挖深度進(jìn)行計(jì)算并做好標(biāo)記。結(jié)合橫斷面尺寸開挖，應(yīng)明確上下底寬度，且始終以機(jī)械和人工配合的方式進(jìn)行，由人工對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修整，挖方土運(yùn)輸至棄土場(chǎng)。基坑開挖且檢查合格后，進(jìn)行土工布鋪設(shè)施工，使用鐵釘將土工布固定在路槽上。將開好孔的波紋管設(shè)置在中央分隔帶的中心位置，做好波紋管間的連接。沿著橫、縱方向?qū)ε潘苓M(jìn)行布設(shè)，為避免出現(xiàn)滲漏，使用水泥砂漿對(duì)橫、縱向排水管接頭位置做找平處理。鋪設(shè)土工布前，將瀝青材料均勻涂抹在節(jié)點(diǎn)位置前后，土工布鋪設(shè)完畢后，再次將瀝青油涂抹在表面。完成碎石回填后，由施工人員對(duì)表面做整平處理并鋪設(shè)過濾層土工布。該工程將φ150mm的U-PVC 管作為橫向排水管，控制管底縱坡為2%，在出口位置完善防護(hù)設(shè)施。

2.6 路基碾壓及邊坡防護(hù)施工

《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 3610—2019）、《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG 3363—2019）中明確指出，低填淺挖路基回填后的碾壓密實(shí)度應(yīng)在96%以上，碾壓上路床、下路床、上路堤、下路堤時(shí)填料的最小強(qiáng)度值應(yīng)分別在10%、8%、5%和3%。因此，基于相關(guān)壓實(shí)度要求，該項(xiàng)目針對(duì)松鋪系數(shù)小于30cm 位置使用30t 振動(dòng)壓路機(jī)分層碾壓密實(shí)。碾壓方式方法如表3 所示。碾壓施工前，使用推土機(jī)對(duì)路基方向的土體做大致鋪平處理，使用平地機(jī)由兩側(cè)進(jìn)行精細(xì)化找平。完成找平后，在高速公路直線段從兩側(cè)向中間碾壓，曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓，每次碾壓均錯(cuò)輪1/3。

表3 山西省某高速公路路基碾壓方案

開展碾壓施工時(shí)，操作人員嚴(yán)格控制碾壓速度小于4km/h，在橫向接頭位置重疊50cm 碾壓，在相鄰區(qū)段位置重疊1m 碾壓?？拷坊鶅蓚?cè)邊緣位置，預(yù)留出20～30cm 位置，使用小型振動(dòng)夯板碾壓密實(shí)，保證路基位置碾壓的全面覆蓋，規(guī)避死角。為避免路基碾壓后出現(xiàn)翻漿現(xiàn)象，施工時(shí)施工人員根據(jù)不同密實(shí)度要求合理選取碾壓設(shè)備，檢驗(yàn)填筑層各個(gè)部位的含水量，確保填筑層碾壓密實(shí)度滿足施工要求。

該項(xiàng)目施工時(shí)正處于雨季，為避免降雨導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)而產(chǎn)生不利工況，在路基施工前，施工人員預(yù)先進(jìn)行邊坡排水、坡面防護(hù)以及坡體擋防。在坡腳外側(cè)設(shè)置護(hù)坡道的同時(shí)向外設(shè)置橫坡，控制護(hù)坡道寬度為2m，橫坡傾斜率控制在3.0%?；蛘咴谄履_外側(cè)設(shè)置碎落臺(tái)的同時(shí)向內(nèi)設(shè)置橫坡，控制碎落臺(tái)寬度為2m，橫坡傾斜率為3.0%。在浸水路基段采取漿砌片石護(hù)坡，控制護(hù)坡高度在設(shè)計(jì)水位以上50cm。對(duì)于路基填方和挖方高度在4m 以下的位置，采取草與灌木聯(lián)合防護(hù)的方式，在提高區(qū)域植物覆蓋率的同時(shí)，也保證了邊坡的穩(wěn)定性；對(duì)于路基填方和挖方高度在4m以上的位置，在路基邊坡防護(hù)中采取拱形骨架防護(hù)。

3 山西省某高速公路路基施工質(zhì)量通病及控制對(duì)策

分析山西省某高速公路路基施工存在如下幾點(diǎn)質(zhì)量問題：

3.1 在碾壓路基時(shí)出現(xiàn)彈簧、翻漿現(xiàn)象

分析該問題產(chǎn)生的原因?yàn)槟雺和寥篮枯^高；高塑性黏土的砂化效果未達(dá)標(biāo)準(zhǔn)；碾壓土未均勻曬翻。施工中，應(yīng)對(duì)含水量高的土進(jìn)行曬翻，確保達(dá)到含水量要求后再碾壓。對(duì)高塑性黏性土分兩次進(jìn)行拌灰，促進(jìn)其達(dá)到砂化標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)翻漿位置進(jìn)行翻挖摻灰，再次進(jìn)行碾壓。

3.2 路基壓實(shí)度不達(dá)標(biāo)

分析原因可總結(jié)為未按照要求次數(shù)進(jìn)行碾壓、壓力機(jī)規(guī)格不足、松鋪厚度超出標(biāo)準(zhǔn)；碾壓施工存在漏壓；含水量高于規(guī)定值。為避免上述問題，在碾壓施工中應(yīng)對(duì)壓路機(jī)的性能予以核實(shí)，并嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)次數(shù)碾壓；碾壓施工時(shí)應(yīng)做好前后重疊；應(yīng)選擇路基土最佳含水量時(shí)進(jìn)行碾壓施工。

3.3 路基邊緣的壓實(shí)度不足

分析原因?yàn)閴郝窓C(jī)未行走至邊緣位置，路基填筑寬度不足，未做到超寬填筑。該項(xiàng)目在施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行超寬50cm 填筑，對(duì)路基邊緣全面碾壓。

3.4 路基存在嚴(yán)重的積水

分析原因?yàn)槁坊砻嫫秸炔患?；未在路基面設(shè)置橫坡或存在倒坡。為避免上述問題，碾壓施工前應(yīng)進(jìn)行整平處理，同時(shí)將路基面設(shè)置為坡度2%～4%的橫坡。

3.5 路基表面存在網(wǎng)狀分布的裂縫

分析原因?yàn)槁坊了苄灾笖?shù)過高；碾壓施工時(shí)含水量超標(biāo)，未及時(shí)進(jìn)行覆土施工；施工后未及時(shí)養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致失水過多。施工時(shí)，應(yīng)對(duì)路基填料進(jìn)行摻灰處理，以達(dá)到合格的含水量表標(biāo)準(zhǔn)；嚴(yán)格控制壓實(shí)層含水量；在施工后及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，避免水分快速流失。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，山西省太原市某高速公路路基施工具有挖填方工程量大、面臨雨季等特點(diǎn)。在施工過程中，多重因素會(huì)對(duì)路基的施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。通過分析工程概況得出，應(yīng)嚴(yán)格遵循施工技術(shù)工藝及質(zhì)量控制對(duì)策。通過總結(jié)施工中的問題并控制施工后，經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)，路基平整度及壓實(shí)度等指標(biāo)均符合項(xiàng)目建設(shè)要求，通車后為太原市交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)，具有較好的綜合效益。