高填方路基施工技術(shù)分析

盛朝勇

摘要 為有效提升高填方路基施工質(zhì)量，防止產(chǎn)生路基沉降、開裂、塌陷等質(zhì)量病害，加強(qiáng)高填方路基施工技術(shù)控制尤為重要。鑒于此，文章結(jié)合某公路工程施工實踐，針對高填方路基施工技術(shù)展開綜合探究，介紹了高填方路基特點及工后常見病害，詳細(xì)總結(jié)了高填方路基施工方案編制、基底處理、填料選擇、攤鋪壓實、搭接部位處理等各環(huán)節(jié)施工要點，并提出了針對性的路基沉降監(jiān)測方案，旨在為同行提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 公路工程項目；高填方路基；質(zhì)量控制；沉降觀測

中圖分類號 U416.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2023）11-0067-03

0 引言

高填方路基作為公路工程建設(shè)中較為常見的路基結(jié)構(gòu)形式，具有填筑高度大、沉降速率慢、沉降時間長、穩(wěn)定性差等特點。高填方路基施工技術(shù)水平高低直接決定公路工程建設(shè)質(zhì)量，對保證道路安全穩(wěn)定運營具有重要影響。為有效提升高填方路基施工質(zhì)量，減小沉降變形，確保路基安全性和穩(wěn)定性，應(yīng)結(jié)合項目實際情況，制定切實可行的施工方案，合理選擇路基填料，加強(qiáng)施工過程的質(zhì)量控制，提高專業(yè)技術(shù)水平。為此，該文結(jié)合某公路工程施工實踐，針對高填方路基施工技術(shù)展開綜合探究，對提高路基施工質(zhì)量，保證公路安全穩(wěn)定運營具有重要意義。

1 工程概況

某公路工程設(shè)計里程18.303 km，路基寬30 m，采用雙向六車道布置。路面結(jié)構(gòu)為瀝青砼路面，設(shè)計時速為100 km/h。全線共有橋梁3座，涵洞20座，隧道1座，長度845.5 m，路基填、挖方量分別為1.35×106 m3和4.8×105 m3。道路K3+400～K3+500段為高填方路基，現(xiàn)以此路段為研究對象，針對高填方路基施工技術(shù)要點展開綜合分析。

2 高填方路基的特點

結(jié)合該公路工程實際情況，其高填方路基特點如下：

（1）路基填筑高度大。該工程高填方路段填筑高度超過20 m，若施工過程控制不到位，極易導(dǎo)致壓實度不達(dá)標(biāo)，影響路基承載性能。

（2）沉降量大。沉降是高填方路基施工中不可避免的難題，因填筑高度較大，路基壓實度難以保證，路基在自身重力作用下逐漸產(chǎn)生沉降現(xiàn)象。

（3）沉降持續(xù)時間長。高填方路基施工完成后不會立即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，在自身重力及外部荷載聯(lián)合作用下沉降緩慢發(fā)展，需經(jīng)過相當(dāng)長的時間方可達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)[1]。

3 高填方路基施工后常見病害

高填方路基因填筑高度較大，施工質(zhì)量難以把控，施工后極易產(chǎn)生各種質(zhì)量問題，主要包括路基沉降、開裂、邊坡失穩(wěn)、垮塌等。

（1）路基沉降是由于路基在自身重力及外部環(huán)境聯(lián)合作用下引起的下沉，嚴(yán)重降低路基穩(wěn)定性。

（2）路基開裂是因路基分層填筑厚度過大，導(dǎo)致土體產(chǎn)生差異性沉降，從而造成路基開裂。

（3）邊坡垮塌主要是由于路基填筑施工前，基底處理不到位，局部存在軟土地基，導(dǎo)致路基填筑施工時局部沉降過大，造成邊坡垮塌。

4 高填方路基施工工藝

4.1 合理編制施工組織方案

科學(xué)完善的施工方案是保證工程項目順利實施的重要前提，高填方路基填筑施工前，施工單位應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場踏勘，全面了解施工現(xiàn)場實際情況，并結(jié)合設(shè)計文件相關(guān)要求，編制科學(xué)合理的施工組織方案[2]。

4.2 嚴(yán)格進(jìn)行基底處理

為有效保證高填方路基填筑質(zhì)量，防止產(chǎn)生路基沉降問題，結(jié)合高填方路基基本特征，采取針對性處理措施。目前，常用的地基處理方法主要包括沖擊壓實法、強(qiáng)夯法、樁基加固法及墊層法等。

（1）沖擊壓實法：該方法主要通過沖擊式壓路機(jī)運行過程中產(chǎn)生的沖擊動能，對地面實施沖擊，產(chǎn)生應(yīng)力作用。因該壓路機(jī)產(chǎn)生的沖擊作用力具有非連續(xù)性，會在某一時點對地面造成瞬間沖擊，從而達(dá)到路基壓實目的。采用該方法可取得較為理想的壓實效果，由于單次壓實面積較大，其施工效率較高[3]。

（2）強(qiáng)夯法：強(qiáng)夯法主要是通過夯錘自由落體對地基實施夯實，能顯著提升地基承載性能，控制路基不均勻沉降，避免產(chǎn)生開裂、塌陷等質(zhì)量病害[4]。

（3）樁基加固法：該工程K3+427～PK3+560路段采用樁徑為0.4 m的CFG樁對地基實施加固處理，樁基采用正三角布設(shè)，樁距為1.6 m。

（4）墊層法：為有效提升基層承載能力，確保符合規(guī)范及設(shè)計要求，在基底鋪設(shè)厚度為50 cm的級配碎石墊層，并鋪設(shè)三層土工格柵[5]。

4.3 合理選取路基填料

路基填料是決定高填方路基填筑質(zhì)量的重要因素，因此必須合理選擇路基填料。在進(jìn)行路基填料選擇時，應(yīng)結(jié)合具體試驗綜合確定，對路基填料性能實施判定。針對路基填筑質(zhì)量較差的部位，可利用石灰土實施換填，并嚴(yán)格控制填土質(zhì)量，防止存在碎石塊、雜草、樹根等雜質(zhì)。該工程采用的路基填料為沿線路塹挖方，以中風(fēng)化灰?guī)r為主，試驗檢測結(jié)果表明，該材料能夠用作高填方路基填料[6]。

4.4 路基攤鋪壓實

（1）結(jié)合該工程具體狀況，科學(xué)選擇攤鋪壓實機(jī)械。路基正式攤鋪前，應(yīng)選取長度100 m路段進(jìn)行試驗段施工，以確定施工參數(shù)及機(jī)械組合，為后續(xù)施工提供理論依據(jù)。

（2）高填方路基填筑完成后，以路基全寬、豎向水平分層的方式，由下而上進(jìn)行分層攤鋪。先在路基表面繪制卸料網(wǎng)格，并將填料放置于方格內(nèi)，然后利用攤鋪機(jī)整平。針對粒徑較大的石塊，應(yīng)進(jìn)行破碎處理，嚴(yán)格控制分層攤鋪厚度，確保不超過300 mm，并結(jié)合試驗段確定路基壓實遍數(shù)。

（3）路基碾壓主要分“初壓、復(fù)壓和終壓”三步完成。壓實過程中嚴(yán)格按照“先輕后重、先靜后振、先慢后快、輪跡重疊”的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行碾壓，并嚴(yán)格控制碾壓速度及坡度[7]。

4.5 路基搭接部位施工工藝要點

新舊路基結(jié)合部位極易產(chǎn)生反射裂縫和不均勻沉降病害。路基結(jié)合部位結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

為有效提升高填方路基施工質(zhì)量，增強(qiáng)路基承載性能，針對新舊路基結(jié)合部位應(yīng)采取必要的加固措施，具體如下：

（1）設(shè)置臺階。新舊路基結(jié)合部位處理不當(dāng)，將嚴(yán)重降低路基穩(wěn)定性，引發(fā)各種質(zhì)量病害。實際施工時，應(yīng)根據(jù)原始舊路基高度，開挖臺階實現(xiàn)新舊路基搭接。臺階開挖以機(jī)械開挖為主，人工輔助開挖，開挖前應(yīng)對基底實施全面清理，防止雜填土混入影響施工質(zhì)量。同時，為確保排水通暢，臺階寬度應(yīng)設(shè)置為2 m，坡度控制在2.5%左右。

（2）鋪設(shè)土工格柵。在新舊路基結(jié)合部位設(shè)置土工格柵，以有效增強(qiáng)路基強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。土工格柵鋪設(shè)要點如下：①嚴(yán)格控制搭接長度，不得低于40 cm；②土工格柵鋪設(shè)完成后，應(yīng)采取必要的保護(hù)措施，防止路基壓實施工中產(chǎn)生破壞，通常采用先填土后壓實的順序進(jìn)行施工；③應(yīng)保證施工連續(xù)進(jìn)行，碾壓完成后繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)填筑施工[8]。

（3）強(qiáng)夯法加固。新舊路基結(jié)合部位施工時，為有效提升結(jié)合效果，保證路基承載能力和穩(wěn)定性，可通過強(qiáng)夯法對承載力不足的部位實施補(bǔ)強(qiáng)處理。強(qiáng)夯法施工技術(shù)要點如下：①強(qiáng)夯施工前，對施工機(jī)械性能、技術(shù)參數(shù)等相關(guān)指標(biāo)實施全面檢查，確保符合施工要求；②夯實過程中應(yīng)確保新舊路基結(jié)合處同步變形。在新舊路基結(jié)合部位，采用梅花形布設(shè)形式進(jìn)行夯點布置，間距為0.5 m，嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進(jìn)行夯實作業(yè)，確保路基夯實質(zhì)量滿足要求；③路基夯實完成后，應(yīng)嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求對夯實質(zhì)量實施檢測，確保質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，若質(zhì)量不合格或存在漏夯部位，則應(yīng)實施補(bǔ)夯處理[9]。

4.6 質(zhì)量保證措施

（1）建立科學(xué)完善的質(zhì)量管控體系。組建以項目經(jīng)理為核心，以項目總工、技術(shù)員、質(zhì)量員、施工原、班組長為組員的質(zhì)量管控小組，明確責(zé)任、科學(xué)分工，定期進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，全面提升質(zhì)量管控效果。

（2）增強(qiáng)質(zhì)監(jiān)人員責(zé)任意識。①質(zhì)監(jiān)人員是工程建設(shè)質(zhì)量的主要監(jiān)督人員，必須具備科學(xué)完備的專業(yè)技能和責(zé)任意識，根據(jù)施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開展現(xiàn)場質(zhì)量巡視工作；②針對重點部位、重要工序?qū)嵤┡哉颈O(jiān)督、指導(dǎo)，以規(guī)范施工流程，保證施工質(zhì)量；③針對現(xiàn)場存在質(zhì)量不達(dá)標(biāo)狀況，應(yīng)及時上報，并要求限期整改；④質(zhì)監(jiān)人員在工程建設(shè)過程中，應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)知識學(xué)習(xí)，積極提升專業(yè)技能，并參與履職考核；⑤針對專業(yè)能力較強(qiáng)，表現(xiàn)突出的人員，應(yīng)予以經(jīng)濟(jì)性獎勵；而對于工作表現(xiàn)較差的工作人員，應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行懲罰，以有效提升工作人員的積極性和主動性[10]。

5 高填方路基沉降監(jiān)測

為準(zhǔn)確掌握高填方路基沉降情況，應(yīng)制定科學(xué)有效的沉降監(jiān)測方案，合理布設(shè)沉降觀測點，以有效確保監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。

（1）因地質(zhì)、水文、氣候條件差異，不同地區(qū)高填方路基基本特性存在顯著不同，沉降監(jiān)測時應(yīng)根據(jù)工程具體情況，制定切實可行的監(jiān)測方案。高填方路基沉降監(jiān)測采用的主要設(shè)備為沉降板，能準(zhǔn)確反映監(jiān)測區(qū)域路基沉降變形的真實情況，以便技術(shù)人員對路基沉降作出準(zhǔn)確評估。針對地質(zhì)條件較為復(fù)雜的部位，還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，科學(xué)設(shè)置孔隙水壓力計、應(yīng)變片、測斜管等裝置實施綜合監(jiān)測；

（2）根據(jù)具體情況確定監(jiān)測頻率：①路基填筑高度與堆載預(yù)壓高度接近時，應(yīng)按照填1層測1層的方式進(jìn)行監(jiān)測；②填筑過程中停工時，每7 d測2次；③預(yù)壓期間，前期每7 d測1次，中期每10 d測1次，后期每14 d測1次；④路面施工期間，鋪一層測1次；⑤運營期間，前期每14 d測1次，后期每30 d測1次。

（3）沉降監(jiān)測精度與沉降幅度密切相關(guān)，對于沉降幅度較小路段，因即將進(jìn)入加載預(yù)壓后期或運營期，監(jiān)測精度為二級水準(zhǔn)精度；而施工期和預(yù)壓前期，其監(jiān)測精度為三級或四級水準(zhǔn)精度。

（4）根據(jù)各部位監(jiān)測結(jié)果，對高填方路基沉降變形情況實施分析，具體監(jiān)測指標(biāo)包括沉降速率、加載時間和荷載大小等，并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)信息繪制沉降變化曲線，判定路基穩(wěn)定狀況。K3+400～K3+500段路基沉降分析結(jié)果如表1所示。某位置填方路基沉降量μ與時間t的變化關(guān)系曲線如圖2所示。

通過表1能夠看出：①每月小于5 mm及小于2 mm的觀測點比例，在工后1個月時，占比分別為60%和45%；②隨著時間的逐漸推移，工后7個月時，每月小于5 mm的觀測點比例為100%，而工后8個月時，每月小于2 mm的觀測點比例為100%。

通過圖2能夠看出：此位置處高填方路基在工后20 d內(nèi)，沉降變形較大，20 d后沉降速率顯著降低，30 d時沉降基本不再發(fā)生變化。

6 結(jié)論

綜上所述，該文結(jié)合某公路工程施工實踐，從高填方路基特點及工后質(zhì)量病害入手，分析了高填方路基施工技術(shù)，總結(jié)了高填方路基施工方案編制、基底處理、填料選擇、攤鋪壓實、搭接部位處理等各環(huán)節(jié)施工要點。高填方路基施工時應(yīng)全面結(jié)合項目實際情況，制定切實可行的施工方案，合理選擇路基填料，加強(qiáng)施工過程質(zhì)量控制，并科學(xué)實施沉降監(jiān)測，通過對經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、管理等各方面措施的綜合運用，全面提升高填方路基施工質(zhì)量，保證公路工程健康穩(wěn)定發(fā)展。

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