低填淺挖路基施工技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用研究

申安國(guó)

（黔南公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)有限公司，貴州 黔南 558000）

0 引言

低填淺挖實(shí)際上是公路路基施工設(shè)計(jì)概念，其中，低填路段是指填方高度小于一定值的路段，而淺挖路段是指挖方路段，其挖深小于路床厚度及地面上部直接鋪筑面層的路段。在開挖完成后路基土應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范提出的壓實(shí)度要求及承載能力要求，若經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)無(wú)法滿足要求，應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行開挖并實(shí)施換填處理。為保證路基低填淺挖施工質(zhì)量效果，圍繞結(jié)合工程具體情況對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行深入分析和探討。

1 工程概況

某公路工程起、訖樁號(hào)為K0+000—K19+358，路段總長(zhǎng)約19.36km，根據(jù)現(xiàn)有勘察資料，按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，將設(shè)計(jì)車速確定為40～60km/h，共有三種斷面類型：

第一種，一般路段，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面總寬14m。

第二種，舊路改造段，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面總寬為18m。

第三種，道路路段，標(biāo)準(zhǔn)橫斷面總寬56m。路基工程總挖方量約為23 萬(wàn)m3，需進(jìn)行低填淺挖施工的段落回填方量為8 萬(wàn)m3，在防護(hù)與排水工程施工中使用的M10 漿砌片石總量約為1700m3。因路段范圍內(nèi)分布有軟土地基，在實(shí)際工程建設(shè)中通過(guò)綜合考慮決定采用低填淺挖的方法進(jìn)行施工。結(jié)合該公路工程實(shí)際情況，對(duì)其低填淺挖施工技術(shù)具體應(yīng)用展開分析。

2 試驗(yàn)段施工

為有效驗(yàn)證低填淺挖實(shí)際效果，在路段范圍內(nèi)相同區(qū)域隨機(jī)選擇兩段長(zhǎng)度為1km 的路段作為試驗(yàn)段，其中一段按照傳統(tǒng)路基進(jìn)行施工，另外一段進(jìn)行低填淺挖施工。兩段施工使用完全一致的施工機(jī)械設(shè)備與原材料，各試驗(yàn)段施工結(jié)束后，由重型車輛連續(xù)行駛10d，后借助水平儀對(duì)路面的實(shí)際下沉量進(jìn)行檢測(cè)。兩個(gè)試驗(yàn)段施工完成后的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果為：1d 后采用傳統(tǒng)施工技術(shù)的試驗(yàn)段路面下沉量為12.62mm，進(jìn)行低填淺挖施工的試驗(yàn)段路面下沉量為2.94mm；2d 后采用傳統(tǒng)施工技術(shù)的試驗(yàn)段路面下沉量為19.27mm，進(jìn)行低填淺挖施工的試驗(yàn)段路面下沉量為3.64mm；3d 后采用傳統(tǒng)施工技術(shù)的試驗(yàn)段路面下沉量為24.37mm，進(jìn)行低填淺挖施工的試驗(yàn)段路面下沉量為4.63mm；4d 后采用傳統(tǒng)施工技術(shù)的試驗(yàn)段路面下沉量為25.62mm，進(jìn)行低填淺挖施工的試驗(yàn)段路面下沉量為5.33mm；5d 后采用傳統(tǒng)施工技術(shù)的試驗(yàn)段路面下沉量為35.22mm，進(jìn)行低填淺挖施工的試驗(yàn)段路面下沉量為6.12mm。根據(jù)以上結(jié)果可知，進(jìn)行低填淺挖施工的試驗(yàn)段，施工結(jié)束后路面下沉量平均值為5.685mm；按照傳統(tǒng)路基進(jìn)行施工的試驗(yàn)段，施工結(jié)束后路面下沉量對(duì)應(yīng)的平均值可達(dá)38.126mm?；诖耍ㄟ^(guò)低填淺挖施工可有效提高路基整體強(qiáng)度與穩(wěn)定性，從根本上減小路面下沉，與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，可有效提高路基整體質(zhì)量，值得大范圍推廣應(yīng)用[1]。

3 施工工藝

3.1 總體方案

該公路工程路段范圍內(nèi)分布有軟土地基，為減小對(duì)施工作業(yè)安全及完工后路基質(zhì)量的影響，減少路基施工成本，需在低填淺挖施工開始前搭設(shè)臨時(shí)便道，創(chuàng)造適宜的作業(yè)條件，借助小型挖掘機(jī)實(shí)施整平，確保路基開挖和運(yùn)填都能在清表和便道實(shí)現(xiàn)貫通之前順利完成。因各施工段的實(shí)際開挖長(zhǎng)度相對(duì)較大，為有效保證現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)進(jìn)度，需進(jìn)行分段開挖，開挖按照深度1.0m、寬度10m 進(jìn)行，填土高度按照1.0m控制。由于場(chǎng)地地形地貌存在一定差異，先對(duì)存在滲溝設(shè)施的部位進(jìn)行開挖，再開始換填施工。對(duì)于不同路基段之間的拼接，為減小軟土地基造成不利影響，在路基拼寬處增加8.75m 的寬度，待邊坡清表完成后，采用臺(tái)階的方法進(jìn)行開挖。在開挖至設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)后，開始對(duì)路基進(jìn)行填筑。在相鄰路基段拼接過(guò)程中，可能對(duì)原路基造成一定影響，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行防護(hù)，從根本上防止沉降。此外，在整個(gè)施工過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)防排水，制定合理可行的防排水措施[2]。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)放樣

低填淺挖施工開始前，先在處理完成的地基表面實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)放樣，在路堤表面增設(shè)必要的標(biāo)志樁，以此確定路基具體邊界、坡腳與坡道等的位置，為正式施工奠定良好基礎(chǔ)，確保施工順利完成。這是保證路基施工質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，須由專人負(fù)責(zé)完成。

3.3 場(chǎng)地清表

場(chǎng)地清表開始前，先對(duì)場(chǎng)地范圍內(nèi)存在的既有植被進(jìn)行移植或砍伐，將砍伐下來(lái)的植物堆放到路基施工范圍以外，以免對(duì)場(chǎng)地內(nèi)的正常施工造成影響。對(duì)于路塹段邊線和截流溝范圍內(nèi)存在的植被，需予以保留并采取有效措施加以保護(hù)。根據(jù)場(chǎng)地內(nèi)的地形、工程地質(zhì)、地下水位和填土高度，有效處理地基。在普通路段，按照30cm 的厚度對(duì)表層耕植土進(jìn)行清理，并在路基填筑前夯實(shí)，清理產(chǎn)生的土方可在后續(xù)邊坡保護(hù)過(guò)程中使用，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用，減少借方[3]。

3.4 截水溝施工

按照永久性排水與臨時(shí)性排水相結(jié)合的基本原則，在路基開挖施工前做好截水溝施工，并對(duì)路塹頂部表面進(jìn)行平整與加固，采取合理可行的加固措施，避免開挖完成后地表積水或地下水在邊坡表面大量下滲，導(dǎo)致坡面損壞。因沖溝可能對(duì)路基安全造成影響，應(yīng)及時(shí)填筑與加固處理，并配備各類臨時(shí)排水設(shè)備，防止場(chǎng)地范圍內(nèi)產(chǎn)生積水，從根本上保證邊坡整體穩(wěn)定性[4]。

3.5 邊坡開挖

嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)要求在邊坡兩側(cè)進(jìn)行開挖邊線，按照現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)標(biāo)高確定具體的開挖深度，以此為現(xiàn)場(chǎng)施工控制提供參考和指導(dǎo)。對(duì)于挖方段路床底部上方需預(yù)留不少于10cm 的部分，采用人工將其挖除。待地基處理妥當(dāng)后進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，要求壓實(shí)度達(dá)到90%及以上。經(jīng)壓實(shí)度檢測(cè)確認(rèn)合格后，按照從高到低的順序進(jìn)行分段和分層開挖，沿橫向劃分成若干工作面，以此實(shí)現(xiàn)流水施工。對(duì)于低填淺挖段，利用厚度為40cm 的砂性土與相同厚度的水泥土填筑整個(gè)路床，其中，水泥土的水泥用量為4%。在施工中應(yīng)定期對(duì)邊坡坡度及具體開挖位置進(jìn)行檢查，根據(jù)檢查結(jié)果及時(shí)修正誤差。將路塹持續(xù)開挖到設(shè)計(jì)要求的高程附近后，立即安排專業(yè)勘測(cè)人員檢測(cè)路基表面實(shí)際標(biāo)高。對(duì)于需進(jìn)行加固處理的邊坡，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工。施工中應(yīng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)整個(gè)邊坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，如果發(fā)生滑坡或出現(xiàn)明顯的裂紋，需立即停工并向監(jiān)理工程師報(bào)告，制定有針對(duì)性措施及時(shí)處置，防止問題進(jìn)一步擴(kuò)大造成嚴(yán)重事故[5]。

3.6 低填施工

按照施工方案提出的具體要求，在低填施工過(guò)程中，松鋪厚度按照不超過(guò)30cm 的要求控制，填料的實(shí)際含水量應(yīng)保持在最佳含水量的-3%～+2%范圍內(nèi)。在對(duì)低填段進(jìn)行碾壓時(shí)，應(yīng)始終堅(jiān)持慢速碾壓基本原則，壓路機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度不能超過(guò)4km/h。在實(shí)際的碾壓作業(yè)過(guò)程中，應(yīng)先進(jìn)行靜壓，再連續(xù)振壓2 遍，完成振壓后繼續(xù)靜壓1 遍。在振壓過(guò)程中，振動(dòng)強(qiáng)度需遵循先弱振后強(qiáng)振的原則，施工中嚴(yán)格進(jìn)行把控。在該公路工程低填施工中，填料強(qiáng)度和粒徑按照如下標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制：對(duì)于上路床，即路面底0～30cm 的部分，填料的CBR 值應(yīng)達(dá)到8% 及以上，填料粒徑不超過(guò)100mm，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到96%及以上；對(duì)于下路床，即路面底30～120cm 的部分，填料的CBR 值應(yīng)達(dá)到5%及以上，填料粒徑不超過(guò)100mm，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到96%及以上；上路堤，即路面底120～190cm 的部分，填料的CBR 值應(yīng)達(dá)到4% 及以上，填料粒徑不超過(guò)150mm，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%及以上；下路堤，即路面底190cm 以下的部分，填料的CBR 值應(yīng)達(dá)到3%及以上，填料粒徑不超過(guò)150mm，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到94%及以上；地基部分的壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到90%及以上，對(duì)于零填與挖方段路床，其壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到96%及以上[6]。

3.7 淺挖施工

路基淺挖施工應(yīng)分層進(jìn)行，通過(guò)嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)控制防止超欠挖。如開挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)土質(zhì)明顯變化，應(yīng)立即上報(bào)，并對(duì)具體的開挖施工方案進(jìn)行修訂。開挖施工完成后，現(xiàn)場(chǎng)的棄土應(yīng)堆放在指定位置，不能沿河流或山坡進(jìn)行堆放。按照相關(guān)技術(shù)方案的要求，在形成整體路塹以后，需按照不超過(guò)30cm 的厚度進(jìn)行碾壓，使壓實(shí)度達(dá)到96%及以上。當(dāng)基底土質(zhì)松散或存在耕地時(shí)，要求通過(guò)碾壓使壓實(shí)度達(dá)到85%及以上。在整個(gè)開挖施工過(guò)程中，必須嚴(yán)格遵循預(yù)設(shè)的技術(shù)方案，按照各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)完成操作[7]。

3.8 施工要點(diǎn)

在整個(gè)路基施工過(guò)程中，為保證施工質(zhì)量，需采用水平分層的方法來(lái)施工，確保每個(gè)填筑層實(shí)際回填厚度保持一致。施工中先對(duì)最低點(diǎn)進(jìn)行填筑，然后有序進(jìn)行鋪筑與找平。對(duì)于坡道的實(shí)際傾斜度，一般按照1%～2%的范圍控制，形成良好的排水橫坡，防止積水對(duì)正常施工造成不利影響。每完成一層填筑施工，都應(yīng)借助推土機(jī)將表面找平，再用壓實(shí)機(jī)具進(jìn)行碾壓處理，直至路基的壓實(shí)度滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)檢查確認(rèn)合格后才能開始后續(xù)填筑施工。路堤部位的實(shí)際填筑高度通常需達(dá)到80cm 以上，同時(shí)應(yīng)滿足最低標(biāo)準(zhǔn)要求。在現(xiàn)場(chǎng)有序進(jìn)行鋪筑與找平，通過(guò)必要的灑水悶料與晾曬調(diào)整填料實(shí)際含水量。對(duì)于填筑和開挖相交接的部分，如果實(shí)際填高在1.6m 以內(nèi)，應(yīng)及時(shí)對(duì)原地面開挖程序進(jìn)行處理；對(duì)于路床底部下方40cm的部分，可采用翻松的方式進(jìn)行處理，并按照6%的用量進(jìn)行摻灰，為后續(xù)回填施工創(chuàng)造良好條件。在第一層壓實(shí)過(guò)程中，要求壓實(shí)度不低于93%；在第二層壓實(shí)過(guò)程中，要求壓實(shí)度不低于95%；對(duì)于下臥層25cm的部分，同樣需采用翻松與摻灰相結(jié)合的方法進(jìn)行找平和壓實(shí)，使壓實(shí)度達(dá)到90%及以上。在實(shí)際的碾壓過(guò)程中，建議采用振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行碾壓，一般應(yīng)先對(duì)邊角處進(jìn)行碾壓，然后再對(duì)中間區(qū)域進(jìn)行碾壓。實(shí)際的碾壓操作按照先慢后快的原則實(shí)施，兩個(gè)相鄰的碾壓段落之間需要有40～50cm 的重疊。沿縱向?qū)嵤┠雺旱倪^(guò)程中，需將重疊部分的寬度控制在100～150cm 的范圍內(nèi)[8]。

3.9 路基拼接

第一，在路基拼接時(shí)，可能產(chǎn)生應(yīng)力集中的問題，在作業(yè)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)對(duì)拼接處產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并以此為基礎(chǔ)確保新舊路基良好結(jié)合，通過(guò)對(duì)拼接融合度的有效控制防止路基沿橫向產(chǎn)生明顯的錯(cuò)臺(tái)。在進(jìn)行路基加寬施工之前，應(yīng)先對(duì)路基進(jìn)行必要的清理和整理，并嚴(yán)格遵循開挖預(yù)設(shè)相關(guān)要求，路基開挖厚度一般按照不小于80cm 的要求控制，并將整個(gè)加寬范圍內(nèi)清掃干凈。

第二，在既有路基邊坡部位進(jìn)行臺(tái)階開挖施工時(shí)，需通過(guò)對(duì)清坡工藝的合理應(yīng)用實(shí)現(xiàn)坡體清理，從根本上保證路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并檢查確認(rèn)路基施工滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求后，進(jìn)行開挖施工線的配置。該公路工程既有路基拼接處臺(tái)階尺寸為：高度×寬度＝1.0m×1.5m，并在臺(tái)階表面設(shè)置2%的向內(nèi)傾斜坡度，使邊坡傾斜度保持在1∶1.5 范圍內(nèi)。邊坡的上端需開挖至硬路肩處，將原路75cm 以內(nèi)所有土路肩挖除。如在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)明顯移動(dòng)，則要立即停止開挖，由專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行處理，經(jīng)檢測(cè)確認(rèn)合格后才能繼續(xù)開挖，防止坍塌。在沒有特殊要求的情況下，臺(tái)階尺寸按照60cm×90cm 控制，其水平方向上的寬度需達(dá)到90cm 以上，最高層臺(tái)階尺寸應(yīng)按照100cm×150cm 控制[9]。

第三，邊坡開挖施工結(jié)束后，應(yīng)在做好基底處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的沖擊碾壓，并在條件允許的情況下在拼接處均勻鋪設(shè)一道土工格柵。實(shí)踐表明，采用鋪設(shè)土工格柵的方法能有效防止施工中產(chǎn)生的不均勻沉降。在該工程施工中使用了8.0m 寬土工格柵，施工前檢查土工格柵的質(zhì)量，確認(rèn)能達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行施工，保證達(dá)到良好的施工質(zhì)量和效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，低填淺挖實(shí)際上是對(duì)低填和淺挖進(jìn)行充分結(jié)合，具有較快的施工效率、所需成本較低，能有效改善路基整體穩(wěn)定性，并提高承載能力。通過(guò)結(jié)合實(shí)例對(duì)低填淺挖施工技術(shù)具體應(yīng)用進(jìn)行初步分析與總結(jié)，明確具體施工工藝方法和要點(diǎn)，為其他類似公路工程的低填淺挖施工提供技術(shù)參考，使該技術(shù)的應(yīng)用達(dá)到理想效果。