高填方路堤施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)分析

收稿日期：2023-12-25

作者簡介：宋沅點(diǎn)（1995—），男，本科，助理工程師，從事施工項(xiàng)目現(xiàn)場管理工作。

摘要 針對高填方路堤的施工特點(diǎn)，為明確此類工程的施工工藝及質(zhì)控措施，文章結(jié)合達(dá)州繞城高速公路的工程實(shí)例，詳細(xì)分析了高填方路堤的施工工藝。結(jié)合工程實(shí)際情況，制定了普夯、土工格柵、土工格室及沖擊碾壓等高填方路堤的處理辦法。結(jié)果顯示，案例工程通過上述施工技術(shù)取得了理想的施工效果，各高填方路段均達(dá)到了驗(yàn)收質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，具有一定參考價值。

關(guān)鍵詞 公路項(xiàng)目；高填方路堤；施工工藝；質(zhì)量控制；要點(diǎn)分析

中圖分類號 U416.12文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）09-0113-03

0 引言

在道路建設(shè)中，高填方路堤常常出現(xiàn)在山區(qū)、丘陵等地形復(fù)雜的地區(qū)。高填方路堤施工面臨地質(zhì)條件復(fù)雜、填筑高度大、施工周期長等一系列挑戰(zhàn)。因此，對其施工工藝和質(zhì)量控制措施進(jìn)行深入研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。該文旨在系統(tǒng)梳理和總結(jié)高填方路堤施工的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)和質(zhì)量控制策略，以期為相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員提供有價值的參考和指導(dǎo)，推動高填方路堤施工技術(shù)的進(jìn)步和質(zhì)量控制水平的提升。

1 高填方路堤施工概述

1.1 高填方路堤定義

高填方路堤簡稱高路堤，是道路工程中一種特殊結(jié)構(gòu)。通常指在道路建設(shè)中，為了滿足設(shè)計(jì)標(biāo)高和路線走向要求，需要在局部地段填筑高于一定高度（該高度通常大于或等于20 m）的土石材料而形成的人工土構(gòu)筑物。

1.2 高填方路堤施工的特點(diǎn)

高填方路堤施工主要包括以下幾個特點(diǎn)[1-2]：

（1）承載特性復(fù)雜：高填方路堤因其填筑高度大，地基與填料間的相互作用以及自重荷載顯著增強(qiáng)，導(dǎo)致其承載特性和應(yīng)力分布復(fù)雜化。路堤自身的重量會使地基產(chǎn)生較大的壓密沉降，因此對地基土的承載力、壓縮模量和滲透穩(wěn)定性等參數(shù)要求嚴(yán)格。

（2）穩(wěn)定控制難度增大：隨著填筑高度的增加，路堤邊坡穩(wěn)定性問題更為突出，需進(jìn)行合理的邊坡設(shè)計(jì)和加固措施，以防止滑塌現(xiàn)象發(fā)生。主要包括采用適宜的邊坡坡率、分層填筑壓實(shí)工藝以及必要的支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

（3）沉降控制要求嚴(yán)苛：高填方路堤的沉降變形是影響路面結(jié)構(gòu)性能和使用安全的重要因素。由于填筑高度較大，沉降過程可能持續(xù)時間長且不易預(yù)測，故必須采取有效的監(jiān)測手段和技術(shù)措施控制和減小施工后的沉降，確保路堤及上部結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。

（4）填筑材料選擇與施工工藝精細(xì)化：填筑材料的選擇及其質(zhì)量直接影響路堤的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。高填方路堤施工中普遍采用分層填筑、逐層壓實(shí)的方式，并根據(jù)填料性質(zhì)和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)確定每層的填筑厚度，以保證整體壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。

（5）環(huán)境影響較大：由于高填方路堤的建設(shè)涉及大量土石材料的開挖、運(yùn)輸和填筑，因此其對環(huán)境的影響也相對較大，包括土地資源的占用、生態(tài)環(huán)境的破壞、噪聲和揚(yáng)塵污染等，需要在施工過程中采取有效的環(huán)保措施和管理策略。

2 高填方路堤施工工藝分析

2.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目為達(dá)州繞城高速公路西段工程，設(shè)計(jì)線路全長為32.008 km，路基寬度為26.0 m，公路全線速度為100 km/h，采用四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，瀝青混凝土路面。該項(xiàng)目施工路段K0+000～K24+000主線長為24.0 km，路基挖方為686.0567萬立方米，路基填方為302.966萬立方米，高填方路堤共10段，最大填方高度為46.6 m，具體如表1所示。

2.2 高填方路堤處治措施

根據(jù)該項(xiàng)目高填方路堤的地質(zhì)特性，主要的處治措施以普夯、土工格柵、土工格室及沖擊碾壓為主。采用分級邊坡的設(shè)置，當(dāng)采用三級邊坡時，一般第一級坡率為1∶2.0，第二級坡率為1∶1.75，第三級坡率為1∶1.5，設(shè)置一層土工格室及兩層土工格柵，每填高2 m進(jìn)行一次沖擊碾壓；當(dāng)采用兩級邊坡時，一般第一級坡率為1∶1.75，第二級坡率為1∶1.5，設(shè)置一層土工格室及兩層土工格柵，每填高2 m進(jìn)行一次沖擊碾壓。

2.3 高填方路堤填筑施工工藝

結(jié)合該項(xiàng)目高填方路段多，方量大的特點(diǎn)，制定了適合該項(xiàng)目高填方路堤填筑的施工工藝流程，如圖1所示：

圖1 高填方路堤填筑的施工工藝流程圖

2.4 路基填筑施工技術(shù)方案

2.4.1 測量放樣

在路基施工前，需要依據(jù)設(shè)計(jì)圖、施工工藝和相關(guān)規(guī)定，精確地測量路線中線樁的位置。并根據(jù)這些中線樁，準(zhǔn)確確定路基用地的邊界樁、邊溝、路堤坡腳、護(hù)坡道的具體位置，進(jìn)而清晰地描繪出路基的輪廓。為了更好地確定出路堤的坡腳線，需要在路堤坡腳的外緣，每隔20 m設(shè)置一個樁，并在這些樁上注明相應(yīng)的樁號[3]。

2.4.2 清表處理

（1）原地面處理：①在施工前，需要將路基用地范圍內(nèi)的原地面草皮、樹木、殘?jiān)?、垃圾等清理干凈，并轉(zhuǎn)運(yùn)至堆存場。對于涉及部分坑、洞需進(jìn)行回填壓實(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的標(biāo)準(zhǔn)。②當(dāng)路基范圍內(nèi)原狀土不滿足設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度時，需進(jìn)行路基的換填處理，一般換填深度應(yīng)大于80 cm。換填中可采取分層壓實(shí)措施，填筑路基至設(shè)計(jì)要求標(biāo)高。

（2）軟基處理。該項(xiàng)目高填方路基涉及軟基的處理措施包括換填處治、水泥攪拌樁。實(shí)施過程中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及方案進(jìn)行施工，路基填筑前必須對軟基處置工程進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后再進(jìn)行路基填筑施工。

（3）特殊防護(hù)。K10+660～K10+760段填方路基的最大填方高度約27.3 m，地勢總體東高西低，橫向相對高差為29.1 m。地質(zhì)調(diào)繪及鉆孔顯示，工程區(qū)分布地層主要為第四系全新統(tǒng)明城穩(wěn)桌，鉆孔提露厚度為5.0～

5.3 m。下伏傷羅系中絞沙源廟織長石砂巖、砂質(zhì)泥巖。因現(xiàn)狀地形堆巖，局部可達(dá)40 °，路基填筑后易沿現(xiàn)狀地面線或基伏界面產(chǎn)生整體滑動破壞，因此需設(shè)置路堤樁板墻與衡重式路堤墻進(jìn)行支擋防護(hù)。

2.4.3 路基填筑

在進(jìn)行路基的填筑作業(yè)時，必須精確控制路基的層厚，以保障其密實(shí)性。同時，需要嚴(yán)格監(jiān)控路面的拱度，以便雨水能迅速排除，保持路基的平整，確保碾壓作業(yè)的均勻性，并防止雨季路基表面積水現(xiàn)象的發(fā)生。在地面橫坡超過1∶5的情況下，應(yīng)將原有地面挖掘成寬度不少于2 m的階梯狀，階梯頂部需挖成2%～4%的向內(nèi)傾斜坡面，之后才能按層進(jìn)行填土作業(yè)。填土工作應(yīng)從低處開始，逐層鋪設(shè)并碾壓，確保挖掘與填土交界處緊密結(jié)合，無明顯接縫[4]。

2.4.4 碾壓密實(shí)

（1）沖擊碾壓施工方案。使用沖擊式壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)時，機(jī)器的作業(yè)速度應(yīng)控制在10～15 km/h，以環(huán)形路徑從路基的一端移動至另一端。在開始沖擊壓實(shí)前，首先測定鋼筋頂端的高程標(biāo)記，隨后每完成5圈的壓實(shí)作業(yè)，再次進(jìn)行高程測量以計(jì)算沉降值。每5次循環(huán)后，應(yīng)使用平地機(jī)進(jìn)行表面整平，并用壓路機(jī)進(jìn)行一次壓實(shí)，以保持適宜的壓實(shí)速度，直至共完成20次循環(huán)。在施工過程中，如果現(xiàn)場寬度超過壓路機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑的四倍，應(yīng)以路面中心線為界，對現(xiàn)場進(jìn)行對稱分割，形成兩個作業(yè)區(qū)域。如圖2所示，壓實(shí)作業(yè)應(yīng)遵循“邊緣優(yōu)先，中央其次”的原則，交替進(jìn)行，確保每一輪次的輪跡完全覆蓋路基表面，達(dá)到一次完整的壓實(shí)循環(huán)。

（2）普夯施工方案。普夯施工方案內(nèi)容及要點(diǎn)如下：

①清理并平整施工場地，在普夯區(qū)域兩邊挖臨時排水溝。②確定普通夯實(shí)的初始作業(yè)點(diǎn)，并記錄該處的原始地表高程。③調(diào)整起重設(shè)備，確保夯錘的中心正好位于預(yù)定的夯實(shí)點(diǎn)上方。④在開始夯實(shí)前，記錄夯錘頂部的標(biāo)高。⑤操作起重機(jī)將夯錘提升至設(shè)定高度，啟動釋放機(jī)關(guān)。當(dāng)夯錘分離并自由落體后，降低吊鉤，再次記錄夯錘頂部的高程。若檢測到坑底不平導(dǎo)致夯錘傾斜，應(yīng)立即進(jìn)行調(diào)整使其平整。⑥執(zhí)行上述動作，按照設(shè)計(jì)要求的夯實(shí)參數(shù)和控制標(biāo)準(zhǔn)完成一個夯實(shí)點(diǎn)的作業(yè)。⑦更換新的夯實(shí)點(diǎn)，按照步驟③～⑥的操作，完成首輪所有預(yù)定夯實(shí)點(diǎn)的夯實(shí)工作。⑧使用推土機(jī)填平夯坑，并隨后用壓路機(jī)對地面進(jìn)行平整壓實(shí)。⑨在規(guī)定的等待時間后，依照前述步驟順序完成所有預(yù)定的夯實(shí)次數(shù)，并測量完成后的場地高程，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對路基進(jìn)行必要的補(bǔ)填修正。

圖2 沖擊碾壓路線示意圖

3 高填方路堤施工重難點(diǎn)及質(zhì)量控制措施

結(jié)合該項(xiàng)目特點(diǎn)，高填方路堤施工重難點(diǎn)及質(zhì)量控制措施包括以下幾個方面[5]：

3.1 排水處理

該項(xiàng)目高填方路堤施工時間處于雨季，地形為陡斜坡地段，且填方量大，最大填筑高度達(dá)46.6 m，施工時間長。地面排水易浸泡填方工作面，浸潤基底，導(dǎo)致路基失穩(wěn)。

控制措施：①在高填方路堤迎水一側(cè)設(shè)置邊溝、排水溝或截水溝等，并根據(jù)地下水出露情況設(shè)置盲溝，攔截、引排流向路基的地面、地下水。②在每級邊坡平臺處設(shè)置平臺截水溝，沿路線縱向每隔一定距離設(shè)急流槽或利用檢查踏步將水流引入排水溝或邊溝。③填筑過程中，根據(jù)規(guī)劃做好橫坡，保證工作面不積水、無徑流。

3.2 超厚回填

若未按設(shè)計(jì)要求分層填土，導(dǎo)致回填后密實(shí)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，部分位置可能會出現(xiàn)路面下沉問題。

控制措施：必須嚴(yán)格遵守分層填土和壓實(shí)的技術(shù)規(guī)程。施工前應(yīng)向操作人員詳細(xì)說明技術(shù)要點(diǎn)，保證填土和回填土的鋪設(shè)厚度符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 傾斜碾壓

若碾壓時原底層不平整，導(dǎo)致壓路機(jī)碾壓中出現(xiàn)斜坡碾壓，導(dǎo)致受力不均，減少壓實(shí)效果。在斜坡上，壓實(shí)功能的損失隨坡度增加而加劇，壓路機(jī)的有效壓實(shí)力量無法得到充分發(fā)揮。

控制措施：應(yīng)在路基的整個寬度范圍內(nèi)，運(yùn)用橫向分層技術(shù)進(jìn)行填土作業(yè)。當(dāng)路基路面的橫向或縱向坡度超過1∶5時，必須構(gòu)建成階梯狀。在分段進(jìn)行溝槽回填時，須按層次逐步向后退縮以形成階梯，其高度應(yīng)與壓實(shí)層厚度相同，階梯的最小寬度應(yīng)達(dá)到或超過1 m。

3.4 挾帶有機(jī)物或過濕土的回填

回填土中混入的有機(jī)物質(zhì)，在其分解后會在土壤中留下空隙；另外，若土壤濕度超出最適合的壓實(shí)水分含量，將無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期的緊密度，這些因素均可能導(dǎo)致路基沉降不均，進(jìn)而引起路面結(jié)構(gòu)的變形。

控制措施：在開始路基的填土工作前，必須徹底清理地表的雜草和淤泥，嚴(yán)禁使用濕度過高或含有機(jī)質(zhì)的土壤。對于溝槽回填區(qū)域，需要確保溝底的木材殘片和草簾等雜物被完全清除。對于那些濕度超標(biāo)的土壤，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆窕蛘咛砑痈墒曳厶幚?，使其水分含量逼近最佳水平后再進(jìn)行鋪展和壓實(shí)。

3.5 不按段落分層夯實(shí)

在回填土?xí)r，若忽視分段、水平和分層的技術(shù)規(guī)范，僅僅依照高度隨意填充，將導(dǎo)致層厚不統(tǒng)一，或者在分段填充時不遵循分層逐步退臺的原則進(jìn)行填筑和壓實(shí)，以及在難以達(dá)到的邊角地帶未采用夯實(shí)方法，或未完全覆蓋邊角部位，都可能引起路基和溝槽回填土的不均勻。

控制措施：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)操作程序，應(yīng)采取分段、水平和分層的方法進(jìn)行回填作業(yè)，在填充新的段落時，壓實(shí)設(shè)備的滾輪應(yīng)與前一段已壓實(shí)部分的末端有所重疊。在檢查井或其他構(gòu)筑物附近難以機(jī)械操作的邊角區(qū)域，應(yīng)使用動力夯或人力夯進(jìn)行密實(shí)。

4 結(jié)語

高填方路堤施工工藝及質(zhì)量控制要點(diǎn)的分析對于提高道路工程的安全性和耐久性具有重要意義。高填方路堤施工是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，需要綜合考慮多種因素和條件，采取科學(xué)合理的工藝和技術(shù)，加強(qiáng)質(zhì)量控制和安全管理。該文系統(tǒng)深入地探討了高填方路堤施工過程中的關(guān)鍵工藝和技術(shù)，以及質(zhì)量控制措施，對高填方路堤的施工質(zhì)量提升和工程風(fēng)險控制具有一定的實(shí)踐意義，該文的研究成果可為相關(guān)領(lǐng)域的研究者和工程實(shí)踐者提供參考。

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