吳紅麗

宿遷市求質市政交通工程檢測中心

山區(qū)高速公路高填方路基施工質量控制措施

吳紅麗

宿遷市求質市政交通工程檢測中心

結合福建省高速公路建設施工的實際情況，主要介紹目前我國山區(qū)高速公路高填方路堤施工的工藝措施，并根據(jù)作者的經(jīng)驗，簡要分析了高速公路高填方路堤發(fā)生病害的原因，并提出了高填方路堤施工的關鍵技術及質量控制的關鍵環(huán)節(jié)。

福建省地區(qū)多為山嶺重丘地帶，地形多山、多水，因此對于該地區(qū)高速公路的建設就提出一個重要的問題，即如何解決高填方路堤的問題。以往其他山區(qū)地段修建高速公路的過程中，都曾出現(xiàn)過因地質、地貌的不同，而導致高填方路堤失穩(wěn)的現(xiàn)象。因此，如何確保高填方路堤的穩(wěn)定性，成為山區(qū)高速公路修筑中必須解決的問題。所謂的高填方路堤是指填方總高度超20.0m的路堤，若水稻田或常年積水的地帶，當采用細粒土填筑時，高度在6.0m以上時也劃為高填方路堤的范疇。

高填方路堤病害的原因分析

高填方路堤的施工中，由于路堤所處的環(huán)境千變萬化，隨著時間的推移，在重復荷載的作用下發(fā)生的病害問題較多，且較難治理。高填方路堤多會出現(xiàn)邊坡滑坍或路堤開裂、沉陷、滑動等病害。以下簡要分析幾種病害情況產(chǎn)生的原因。

（1）路堤設計不合理，主要因為設計過程中所考慮的地質條件不全面、土工實驗資料等不能完全反映現(xiàn)場各段落的實際情況。

（2）施工工藝不當；填料不合格，填料中混進了種植土、腐殖土或泥沼土的劣質土。填筑工藝不當、厚度控制不均勻，接頭處理不到位，或者壓實的工藝不當。

（3）技術、質量管理措施不嚴格。

高填方路堤施工前的準備工作

路堤填筑前需認真做好相關的準備工作，只要在必要的準備工作做的充足的情況下，才能保證整個路堤施工過程中質量始終受控。

（1）首先要對原地面進行調查和處理。福建地區(qū)常年雨季時間較長，各種植被生長茂密。因此在填筑施工前，必須對地表植被以及根系進行徹底清除干凈，必要時挖除非適用土質并采取相應的換填措施，然后分層壓實恢復到原地面的高程，以保證路堤的填筑質量。

（2）坡面連接處的處理。原有坡面較大時，應根據(jù)坡面現(xiàn)有地形，將坡面分段做成底寬不小于1m的臺階，且每處臺階頂面應向內傾斜5%左右，并分層夯實處理，防止路堤的滑移。

（3）高填方路堤施工前，要對所使用的填料做好相應的試驗檢測，確保各項指標滿足要求。在開工前要選定具有代表性的路段進行試驗段施工，以確定相應路堤施工的松鋪厚度、壓實遍數(shù)、機械組合、壓實厚度等施工參數(shù)，并上報試驗段總結報告，便于后期施工控制。

（4）完善的質量保證體系、施工技術方案。施工生產(chǎn)對于技術方案的要求越來越高，承包單位必須在高填方路堤施工前，建立、健全質量保證體系，同時根據(jù)現(xiàn)場情況編制切實可行的施工技術方案。

高填方路堤的施工階段

路堤隨著填筑高度的增加其工后沉降也隨之增加。實踐證明，車輛荷載作用影響僅為100cm左右的深度，高填方路堤的沉降主要是自重作用。因此，路堤填筑的壓實度控制尤為重要。同時鑒于福建地區(qū)的氣候、土質等因素，應合理安排施工時期，并確保路堤填筑完成后有足夠的工后沉降時間，以便對不足部位進行有效處理。從而減少或避免在投入運營過程中，路面產(chǎn)生裂縫、車轍、沉陷等病害。壓實度主要應從以下幾方面控制：

（1）填筑材料的選擇要符合要求，根據(jù)施工準備階段所確定的土質進行填筑，施工過程中避免將不同性質的土進行混填。當填料發(fā)生變化時，都必須要重新取樣進行重型擊實試驗，以確定其最佳含水量及最大干密度，以便指導現(xiàn)場路堤施工。

（2）嚴格控制施工時的填料含水量。含水量是影響壓實效果的重要因素，含水量較小時，壓實效果較差，容易出現(xiàn)表面松散、碾壓不密實等問題；含水量過大時，土中的自由水較多，施工中會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。只有在接近最佳含水量時，壓實效果最佳。從理論而言，在最佳含水量條件下的土體，壓實強度及穩(wěn)定性最佳。因此必須在施工過程中嚴格控制填料的含水量，含水量過大時現(xiàn)場可采取翻曬，進行碾壓時在最佳含水量±2%的范圍內才允許施工，且盡量避開雨季施工。

（3）分層填筑、碾壓。采用水平分層填筑法進行路堤填筑施工?，F(xiàn)場壓實時，填筑的松鋪厚度應根據(jù)試驗段結果的各項參數(shù)確定，且分層厚度不應超過30cm。

（4）路堤邊緣應加寬30～50cm與整體同步填筑，以避免因壓實不到位到位，形成松散而造成雨后沖刷滑坍，保證路堤的壓實質量。碾壓時由外側向內側方向碾壓，如果方向相反將會對填料向外側擠推，造成邊緣下沉，且接頭容易處理不當。

（5）路堤在壓實過程中，嚴格按照試驗段已確定的機械組合（壓路機、推土機、平地機等）進行落實。只有按既定的機械組合、碾壓遍數(shù)、填筑厚度等要求組織施工，才會更加經(jīng)濟地達到設計規(guī)定的壓實度。同時在碾壓過程中一定要控制好壓路機的碾壓速度，按試驗路段確定的速度實施；為保證壓實效果避免漏壓現(xiàn)象，相鄰兩次的輪跡重疊應達到20cm以上。

（6）在施工高填方路堤的過程中，往往需要進行補償壓實，補償壓實要根據(jù)具體的填料選擇合適的壓實方法，如振動壓實、強夯及沖擊壓實。目前福建省在建的高速公路多采用沖擊壓實進行補償壓實。這一原理是將原來壓路機的圓形輪型變成三邊形（或多邊形），利用該鋼輪在路堤上的連續(xù)滾動，并在滾動中完成沖擊輪自身質量的重心抬高、下落形成沖擊勢能，從而對路堤土基進行沖擊壓實。

（7）加強現(xiàn)場試驗檢測，是保證壓實效果的必要手段。要求每層必須檢測壓實度。其檢測方法多采用灌砂法，檢測頻率為每2000m3檢測4處，選擇的檢測點必須有代表性，避免路堤邊緣地段漏檢，以確保路堤壓實的整體質量。對所檢測的壓實度數(shù)值要采用數(shù)理統(tǒng)計分析的方法，驗證壓實度代表值，以滿足設計的要求。對壓實度不合格的層次或段落必須繼續(xù)碾壓處理，復檢合格才能進行下道工序的施工作業(yè)。

（8）密切關注現(xiàn)場填料的變化，如填料土質發(fā)生變化時，必須取樣重做重型擊實試驗，以準確確定其最佳含水量及最大干密度?，F(xiàn)場檢測時所用的標準砂也必須經(jīng)常進行標定，保證壓實度檢測結果的準確、可靠性；在現(xiàn)場灌砂法的檢測操作時，開孔底部必須取貫穿該層填筑厚度直至上一層的頂面為止，以保證檢測數(shù)據(jù)的準確、有效。施工過程中加強層層質量控制，才能保證路堤的整體壓實質量。

（9）做好施工工藝控制，才能保證高填方路堤的整體穩(wěn)定性。當填筑地段的路堤所處斜坡時，且原坡過陡（大于1：5）時，原地面要分段、分級開挖臺階，做成底寬不小于1m的臺階，且每處臺階頂面應向內傾斜5%左右，并進行分層夯實、碾壓，切不可人工修筑“假臺階”。結合現(xiàn)場實際情況，一般對于類似較差的地質條件的地段，設計中增加了土工格柵等加強輔助措施，施工中應嚴格按設計進行規(guī)范安裝操作，以確保高填方路堤的整體穩(wěn)定性。

（10）必須重視水的處理問題。排水設施的合理設置，有效地排除地下水與地表水，如此才能有效減少路堤各種病害的產(chǎn)生；尤其對于福建地區(qū)，山體中地下水豐富，更應當重點考慮路堤的縱橫向排水設施，否則將會造成路堤長期受水浸泡、垮塌等嚴重后果。

①地下排水。為了將地下水暢通的排出路堤外，可采用設置碎石盲溝、設置暗溝或滲溝等多種方式。目前大多數(shù)的方法是采用盲溝的形式引排地下水。高速公路施工過程中應加強重視盲溝的施工質量，盲溝施工中應重點檢查盲溝平面位置、斷面尺寸、深度及底部高程；盲溝基礎質量；盲溝墻身的密實度、垂直度；不同透水材料的填筑層次和土工合成材料等指標。

②地面排水。為了保持路堤能處于穩(wěn)固、干燥狀態(tài)，必須將影響路堤穩(wěn)定的地表水進行有效的攔截和排除，同時做好防止下滲、漫流的措施。做好路堤周邊排水設施，形成有效的排水系統(tǒng)，并與地區(qū)排水規(guī)劃相協(xié)調。在路堤施工期間，應重視施工排水，防止因各種原因造成不必要的損失。

經(jīng)實踐證明，因地制宜采用的地面排水設施，如邊溝、截水溝、急流槽以及地表的橫向排水管，均取得很好的效果。

高填方路堤施工中應注意的幾個問題

為確保高填方路堤的施工穩(wěn)定性，保證其使用壽命和年限，在施工過程中應注意幾個問題：

（1）液限大于50%，塑性指數(shù)大于26的土，屬于高液限的土質。由于高液限粘土液限高、塑性指數(shù)大，極易出現(xiàn)吸水膨脹和失水收縮的現(xiàn)象，此類土屬于不良路堤填料，不能用于福建山區(qū)高速公路路堤填筑，若在施工高填方路堤時遇到該種土質又必須使用時則需要采用工藝法進行改良處理，以防給路堤的施工質量留下隱患。

（2）福建山區(qū)修建高速公路，填石路堤是無法避免的一種路堤結構形式。填石路堤的填料，主要來源于大量的石質挖方和隧道棄方。因此，施工中應考慮在合適的部位和層次上使用石料填筑。最好的做法是在路堤施工的基礎部位，采用填石路堤，一方面可以起到加固路堤的作用，另一方面可以有利于解決地下水的問題。

（3）要重視臺背回填的處理。結構物和路堤交界處由于是剛、柔性銜接的位置，易產(chǎn)生不均勻沉降，造成今后路面起伏、開裂和橋頭跳車。因此要重視臺背回填的施工質量，要選擇合適的透水性材料、分層壓實，每層厚度不超過15cm；若采用砂性土填筑則要嚴格控制壓實度指標，最大限度的減少工后路堤的壓縮沉降。

（4）要重視軟基處理。高填方路堤路段若遇到軟基，則一定要慎重處理，確保軟基處理到位。高速公路的建設中，軟土層或淤泥層較薄地段，一般采用砂墊層的處理方式，必要的部位進行了置換填土。以往的高速公路也有采用反壓護坡、拋石擠淤等方法進行軟基處理的。但無論哪種方法都必須認真對待，嚴格施工，否則留下的影響將是巨大的。對于施工部位的處理，可采取增設土工格柵、墊隔土工布等辦法進行加固處理。

（5）要重視高填方路堤的沉降觀測。沉降觀測對于高填方路堤施工具有重要的意義，一則可以發(fā)現(xiàn)其在施工中具體的沉降指標，指導下一步施工，同時也可以將隱患最早的發(fā)現(xiàn)，避免通車后出現(xiàn)嚴重的質量事故。一般要安排對中心填高大于10m且進行過換填的地段每處進行1～2個斷面的沉降觀測。沉降觀測含位移觀測和水準觀測兩個方面，要通過布設位置樁和水準樁來完成測量任務。沉降觀測點要求根據(jù)實際情況布置在路中心、兩側路肩處，每填筑一層觀測一次，如果兩次填筑間隔時間較長，則每3d至少觀測一次。

（6）要重視邊坡防護的功用。無論采用硬防護還是軟防護，都必須嚴格按照設計圖紙的要求施工。邊坡防護對于整個邊坡的穩(wěn)定具有一定的影響，即便是植草皮、液壓噴播植草、三維植被網(wǎng)或土工格柵植草等軟防護都有其功效。一方面防護可以有效減少邊坡土受重力和雨水沖刷產(chǎn)生滑移，另一方面植被的根系也可以起到穩(wěn)固邊坡坡面的作用。

結束語

隨著我國高速公路建設的迅速發(fā)展，山區(qū)高速公路的建設也將越來越多。由于各方面的原因，我國對于高填方路堤的質量控制還不是非常完善，尤其是在高速公路建設過程中，常會遇到各種各樣的問題，對后期高速公路運營的安全性與舒適性都有一定的影響，因此施工中對其質量的控制就提出了更高的要求。建設高質量的高速公路高填方路堤是目前和以后高速公路建設中必須面對和解決的問題，相信通過全國公路研究者及建設者的不斷探索，我國在這方面一定會有更好的發(fā)展。