張明剛

（中鐵十五局集團(tuán)第七工程有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000）

山區(qū)高速公路高填方路基質(zhì)量控制

張明剛

（中鐵十五局集團(tuán)第七工程有限公司，河南 洛陽(yáng) 471000）

貴州境內(nèi)山脈眾多，重巒疊峰，綿延縱橫，山高谷深，地形地勢(shì)復(fù)雜，因此修建高速公路不可避免地采用大量高填深挖路基結(jié)構(gòu)形式跨越這些復(fù)雜地形。文章介紹了貴州省安順至紫云高速公路第五合同段在高填方路基施工中的質(zhì)量控制措施及沉降病害的處理方法。

山區(qū)高速公路；高填方路基；質(zhì)量控制；不均勻沉降；公路病害；處理措施

1 工程概況

貴州省赤水至望謨公路安順至紫云段，項(xiàng)目路線全長(zhǎng)56.027km，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：雙向四車道高速公路，設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬度24.5m。安紫高速公路第五合同段，里程樁號(hào)K52＋190～K56＋200，長(zhǎng)4.01km，路基主要工程量有挖土石方104.4萬(wàn)m3、填方69.3萬(wàn)m3。

貴州境內(nèi)山脈眾多，重巒疊峰，綿延縱橫，山高谷深，地形地勢(shì)復(fù)雜，因此修建高速公路不可避免地采用大量高填深挖路基結(jié)構(gòu)形式跨越這些復(fù)雜地形。本標(biāo)段內(nèi)填方高度大于20m的路段共計(jì)四處，最大坡高為26～33m，根據(jù)高填路基的基底地質(zhì)、地面橫坡縱坡、坡腳支檔結(jié)構(gòu)等構(gòu)造物的設(shè)置情況，除按照一般路堤填筑施工外，還選擇采用沖擊碾壓或強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)進(jìn)行補(bǔ)充壓實(shí)。

2 高填方路基不均勻沉降病害的原因

新建及運(yùn)營(yíng)后的高速公路普遍會(huì)出現(xiàn)路堤沉降，特別是高填方路基工后不均勻沉降更為明顯，對(duì)高速公路的正常使用有很不利的影響，具體體現(xiàn)在路堤穩(wěn)定性、路面平整度、橋頭跳車、行車舒適性及安全性等方面。路基的沉降問(wèn)題是路基的主要病害之一，因此解決山區(qū)高填方路基的沉降問(wèn)題是決定高速公路服務(wù)等級(jí)以及行車舒適性的關(guān)鍵因素之一。

2.1 高填方路基不均勻沉降的原因

2.1.1 在路基填料中，一些劣質(zhì)土被混進(jìn)填料中，如泥沼土、腐殖土等，這些土壤有很多有機(jī)物，缺乏抗水性，強(qiáng)度低，容易導(dǎo)致路基沉陷。特別是膨脹土，其固體穩(wěn)定性較差，遇水就會(huì)軟化或風(fēng)化開(kāi)裂。如果將之用于填料，那么其水分揮發(fā)后，會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的收縮開(kāi)裂問(wèn)題，影響路基的整體結(jié)構(gòu)。

2.1.2 相比于普通的路基基底，高填方路基基底承載力更大，會(huì)因?yàn)樘盍显龆喽鴫嚎s原地基，使路基下沉。

2.1.3 路面缺乏完善的防水排水設(shè)施，路基排水處理在施工中若沒(méi)有被處理好，便會(huì)導(dǎo)致路基浸水軟化，降低路基承載力。

2.1.4 施工工藝存在問(wèn)題。施工中沒(méi)有使用分層填筑方法，鋪筑厚度隨意；接頭處理不到位；施工機(jī)械設(shè)備配置不當(dāng)，整平、壓實(shí)質(zhì)量不足。

2.1.5 高填方路基填筑速度過(guò)快，或施工完畢后就開(kāi)始鋪路面，缺乏沉降固結(jié)的時(shí)間，因而路面使用壽命短，很容易沉陷。

2.2 高填方路基施工準(zhǔn)備工作

2.2.1 對(duì)原地表徹底清理。填筑施工前，將路基表面內(nèi)的雜草、樹根，淤泥、積水、腐殖土清理干凈，必要時(shí)挖除非適用土并采取相應(yīng)的換填措施，滿足高填方路堤承載力要求。

2.2.2 高填方路堤要合理選擇填料，進(jìn)行填料試驗(yàn)檢測(cè)，得到CBR值、密度、塑限、塑性指數(shù)、液限、顆粒分析等指標(biāo)。

2.2.3 控制填土含水量。含水量是影響壓實(shí)效果的重要因素，含水量小時(shí)，壓實(shí)效果差，出現(xiàn)土質(zhì)壓實(shí)松散、不密實(shí)等問(wèn)題，含水量大時(shí)，易出現(xiàn)彈簧土。只有在最佳含水量±2%的范圍內(nèi)時(shí)，壓實(shí)效果及穩(wěn)定性最佳。

2.2.4 大規(guī)模填筑前，通過(guò)路基試驗(yàn)段的施工及總結(jié)，獲取以下參數(shù)：虛鋪系數(shù)、壓實(shí)遍數(shù)、最佳機(jī)械組合、填料含水率等。

2.3 高填方路基施工階段

路堤壓實(shí)度關(guān)系到路面的使用性能及壽命，如壓實(shí)度不足，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，路面可能產(chǎn)生車轍、裂縫、沉陷等病害。因此路堤的壓實(shí)是施工控制的重點(diǎn)。

填料必須經(jīng)檢測(cè)合格后方可使用，不得使用淤泥、沼澤土、生活垃圾。液限大于50、塑性指數(shù)大于26的土，含水量過(guò)大的土不能直接作為填料。當(dāng)填料土質(zhì)不同時(shí)，應(yīng)采取不同的填筑方式，按水平分層、分段填筑，分層壓實(shí)，保證每層強(qiáng)度均勻。

路堤填筑應(yīng)對(duì)填筑寬度和填層厚度進(jìn)行嚴(yán)格控制。每一層初平后，檢查填層厚度是否超過(guò)經(jīng)試驗(yàn)段得出的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行攤鋪時(shí)，推土機(jī)實(shí)際攤鋪的寬度應(yīng)超出設(shè)計(jì)寬度50cm以上，防止出現(xiàn)路基邊部無(wú)法被壓實(shí)的情況。碾壓時(shí)要由外側(cè)向內(nèi)側(cè)方向，否則會(huì)對(duì)填料向外側(cè)擠推，造成邊緣下沉。

應(yīng)采用分層填筑分層壓實(shí)。按照試驗(yàn)段確定的填筑厚度、壓實(shí)遍數(shù)、機(jī)械組合進(jìn)行碾壓，可經(jīng)濟(jì)高效達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度?？刂坪脡郝窓C(jī)的碾壓速度，為保證壓實(shí)均勻，不出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象，相鄰兩次輪跡應(yīng)重疊15～20cm。

每一層填筑壓實(shí)后，試驗(yàn)室及時(shí)檢測(cè)，位置應(yīng)選擇在路堤壓實(shí)薄弱處，以確保路堤壓實(shí)質(zhì)量，只有每一層壓實(shí)檢測(cè)合格后，才允許填筑上一層，一旦發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)要求，及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓。壓實(shí)度檢測(cè)所用的標(biāo)準(zhǔn)砂也需要及時(shí)進(jìn)行標(biāo)定，只有這樣檢測(cè)結(jié)果才能客觀可靠。

填筑過(guò)程中，技術(shù)、試驗(yàn)人員需密切關(guān)注填料是否發(fā)生變化，當(dāng)土源土質(zhì)發(fā)生改變時(shí)，試驗(yàn)室必須重新取樣進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn)，得到最佳含水量和最大干密度，控制施工質(zhì)量。

控制好施工工藝，才能保證填筑路基的整體穩(wěn)定性，嚴(yán)格控制陡坡填方路段挖臺(tái)階質(zhì)量。當(dāng)坡比大于1∶5時(shí)，要分段分級(jí)開(kāi)挖臺(tái)階，寬度不小于2m，并形成2%～4%的內(nèi)傾坡。臺(tái)階挖好后，分層夯實(shí)碾壓，確保路堤穩(wěn)定性。

高填方路基填筑過(guò)程中，常采用強(qiáng)夯和沖擊碾壓工藝進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)壓實(shí)，所以本標(biāo)段每填筑2m沖擊碾壓一次，每填筑4m采用強(qiáng)夯增強(qiáng)補(bǔ)實(shí)一次。

3 高填方路基沉降問(wèn)題的處理措施

高填方路基施工中及完工運(yùn)營(yíng)后，會(huì)在自然環(huán)境因素及汽車荷載的反復(fù)作用下，出現(xiàn)病害，引起路基整體下沉及局部沉陷，影響高速公路的正常使用，需要采取有效的處理措施。下面介紹四種常用的處理方法：

3.1 換填土法

路基整體性較好且只存在局部下沉?xí)r，可采用換填土法。挖除路基發(fā)生病害的填料，清理干凈被擾動(dòng)的浮土，整平，壓路機(jī)碾壓達(dá)到壓實(shí)度要求后，用符合規(guī)范要求的填料回填。換填土?xí)r應(yīng)擴(kuò)大挖補(bǔ)面積，每層挖成臺(tái)階狀，由下往上，逐層整平碾壓。

3.2 布設(shè)土工格柵法

高填方路段路基下沉不明顯，只在路面層上出現(xiàn)了縱向的開(kāi)裂，沉降趨于穩(wěn)定時(shí)，可采用布設(shè)土工格柵法。將裂縫兩側(cè)的路面用切割機(jī)對(duì)稱切除，鋪設(shè)符合質(zhì)量要求的土工格柵，用鋼釘固定后，重新鋪筑路面即可。

3.3 粉噴樁加固法

粉噴樁加固法是指通過(guò)鉆機(jī)將固化劑在地基深處噴出，與軟土一起攪拌后，利用固化劑及土質(zhì)之間發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)，形成強(qiáng)度大剛度大的樁體，并使得樁體周圍土體性質(zhì)發(fā)生改善，提高了地基承載力，此法適用于處理10m以內(nèi)的路基下沉病害。在施工前應(yīng)檢測(cè)土質(zhì)孔隙比、天然含水率等指標(biāo)，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到合理的混合料摻配比例，并總結(jié)出施工工藝數(shù)據(jù)：水泥摻量、鉆機(jī)速度、樁間距、機(jī)械配置等。

3.4 注漿處理法

在施工中，利用液壓、氣壓或電化學(xué)原理，多使用水泥漿液通過(guò)注漿管滲入土體，形成強(qiáng)度高且穩(wěn)定性好的整體路基。在施工中重點(diǎn)控制水泥質(zhì)量、漿液配置、注漿順序、樁點(diǎn)布置等關(guān)鍵指標(biāo)。

4 高填路基施工中注意問(wèn)題

高填方路堤的施工中還應(yīng)注意以下五個(gè)問(wèn)題：

4.1 軟基必須處理到位

高填方原地表如有軟基，一般采用置換填土、反壓護(hù)道、拋石擠淤、砂石樁等方法進(jìn)行處理，使地基受力均勻，減少不均勻沉降。

4.2 填石路基注意事項(xiàng)

貴州山區(qū)路基填筑時(shí)，填料可采用路基挖方及隧道棄方石料，但需要先檢驗(yàn)石料的CBR值，要求強(qiáng)度不小于15MPa，填料粒徑不超過(guò)層厚2/3，填料層厚不大于500mm。石料應(yīng)逐層、水平填筑，先低后高、先兩側(cè)后中央卸料，不得采用傾倒方式。推土機(jī)找平后，壓路機(jī)壓實(shí)，不平處人工用石屑、石渣找平，空隙填滿后，用標(biāo)準(zhǔn)噸位的壓路機(jī)碾壓，測(cè)量沉降量。

4.3 地下水和地表水的排出

為了保持路堤經(jīng)常處于干燥、堅(jiān)固、穩(wěn)定狀態(tài)，必須將影響路堤穩(wěn)定的地下水和地表水排除到路堤范圍之外，排出地下水的方式主要有暗溝、深溝、滲井，排出地表水采用邊溝、截水溝、排水溝、急流槽。

4.4 嚴(yán)格按照?qǐng)D紙要求，施工路基邊坡防護(hù)

規(guī)范化的邊坡防護(hù)施工可以有效減少邊坡土受自身重力和雨水沖刷產(chǎn)生的滑移，對(duì)邊坡穩(wěn)定性起著重要作用。

4.5 嚴(yán)格按照要求頻率進(jìn)行高填路堤的沉降觀測(cè)

沉降觀測(cè)在高填方路堤施工中具有重要作用，一方面可以驗(yàn)證施工工藝是否可行；另一方面如在施工中出現(xiàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)超過(guò)規(guī)定范圍，表明高填方路堤存在沉降不穩(wěn)定的情況，需要停止填筑，找出沉降原因，處理好沉降段落，再安排填方。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)山區(qū)高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，高填方路基設(shè)計(jì)的增多，這就要求我們?cè)诟咛罘铰坊┕ぶ屑訌?qiáng)質(zhì)量控制，以滿足后期高速公路運(yùn)營(yíng)的安全性及舒適性。

[1]公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2004）[S]．北京：人民交通出版社，2004.

（責(zé)任編輯：王 波）

U416

1009-2374（2017）12-0179-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.12.092

張明剛（1980-），男，河北廊坊人，中鐵十五局集團(tuán)第七工程有限公司工程師，研究方向：高速公路施工管理。

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