無工后沉降期高填方路基施工淺析

普加富 曹康建

（1.云南第二公路橋梁工程有限公司 2.云南公投建設(shè)集團(tuán)有限公司 云南昆明 650000）

無工后沉降期高填方路基施工淺析

普加富1曹康建2

（1.云南第二公路橋梁工程有限公司 2.云南公投建設(shè)集團(tuán)有限公司 云南昆明 650000）

本文以云南陸良西橋至石林高速公路為例，深入探討了無工后沉降期高填方路基施工技術(shù)，對其路基填方、壓實(shí)等施工環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)闡述，為類似工程建設(shè)提供參考。

工后沉降；高填方；填石路堤；強(qiáng)夯

1 引言

高速公路高填方路基如果出現(xiàn)了問題，會直接影響到高速公路的行車安全。高速公路高填方路基是指填方的高度與基本的路基有差別，在結(jié)構(gòu)上可以區(qū)分為上路堤和下路堤，高填方路基的施工質(zhì)量控制，是整個高速公路施工的要點(diǎn)。云南陸良西橋至石林高速公路路基填方完成后，沒有工后自然沉降時間，為保證路基填筑質(zhì)量，需要及時采取措施進(jìn)行處理，從而保證路基強(qiáng)度、壓實(shí)度、穩(wěn)定性等。

2 工程概況

云南陸良西橋至石林高速公路位于云南省曲靖市陸良縣及昆明市石林縣境內(nèi)，是國道324線、國道326線交匯段落，同時也是我國國道網(wǎng)主骨架之一及云南省公路網(wǎng)建設(shè)的主骨架之一。本項目起點(diǎn)K0+000，起于曲靖至陸良高速公路西橋收費(fèi)站，接曲陸高速公路K63+945，設(shè)西橋立交連接曲陸高速和西召高速，經(jīng)新哨、阿油堡、大莫古、天生關(guān)埡口、下穿南昆鐵路、北大村等，止點(diǎn)里程K39+783.77，位于石林縣龍?zhí)陡浇永ナ咚貹75+745，設(shè)石林半互通立交接昆石高速公路，路線全長39.77km。第三合同段起點(diǎn)K33+309.14，止于K39+783.77，全長6.474km，為全部新建路段。其中K39+146.5～K39+386段為高填方路段，最大填方高度超過16m，基底軟弱層平均厚度為10m的粘土，土體孔隙比大，具有弱膨脹性，底部為可～軟塑狀，承載力基本容許值200kPa。于2014年8月進(jìn)場施工，2015年2月16日建成通車。

3 無工后沉降期高填方路基施工技術(shù)

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

（1）施工放樣：在填方施工前，對路基兩側(cè)的腳進(jìn)行詳細(xì)的施工放樣，樁距不大于20m，并畫出石灰線。

（2）基底處理：由于基底為膨脹性紅粘土，水穩(wěn)性差，且表層的腐殖土較厚，換填80～100cm片石墊層。

（3）填料選擇：由于本地區(qū)土質(zhì)絕大部分為膨脹性紅粘土，經(jīng)取樣檢驗，其液、塑限等指標(biāo)不能滿足路基填料要求，為此，將路基填料改為填石路堤，采用強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的灰?guī)r進(jìn)行填筑。

（4）做試驗路段，確定松鋪系數(shù)（厚度），碾壓遍數(shù)等相關(guān)依據(jù)，經(jīng)實(shí)驗，松鋪厚60cm，26t振動壓路機(jī)碾壓8遍后，壓實(shí)度達(dá)97%，實(shí)測沉降差<2mm，滿足要求。

3.2 填鋪石料

按照試驗段進(jìn)行填筑參數(shù)的確定，40cm為最大填料粒徑，60cm為最大松鋪厚度，各層最大壓實(shí)厚度為52cm，3mm為最大沉降量。路基填筑施工前，用石灰線畫出方格網(wǎng)，并插桿、掛線，按照路基方格面積及松鋪厚度計算填料用量，并結(jié)合運(yùn)輸車輛每車的填料數(shù)量，進(jìn)而對各個方格卸料車數(shù)進(jìn)行合理確定。人工配合推土機(jī)整平、人工卡縫，如石料粒徑太大的用破碎錘進(jìn)行破碎，完成整平作業(yè)后應(yīng)及時碾壓施工。路基填筑如圖1所示。

圖1 分層填筑法

3.3 分層壓實(shí)

每層整平后，及時進(jìn)行碾壓，碾壓從底處向高處、從路基邊緣向路基中線方向的順序碾壓，碾壓時，其壓路機(jī)的輪跡重合30～50cm。根據(jù)實(shí)驗路段確定的碾壓遍數(shù)進(jìn)行控制，現(xiàn)場測量員觀測實(shí)測沉降差，碾壓遍數(shù)與沉降差雙控。

3.4 強(qiáng)夯機(jī)夯實(shí)

在涵洞、擋墻、橋臺等結(jié)構(gòu)物背，重型壓路機(jī)作業(yè)受限區(qū)域采用輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)補(bǔ)強(qiáng)。

輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)能夠在裝載機(jī)或挖機(jī)工作裝置的牽引下，能機(jī)動靈活地對路基填方作業(yè)受限區(qū)不同的位置進(jìn)行準(zhǔn)確、快速的夯實(shí)，是一種輕型強(qiáng)夯設(shè)備，設(shè)備參數(shù)見表1。該設(shè)備工作時利用液壓缸將夯錘提升一定高度后釋放，在重力作用下?lián)舸蚵坊啃r可以擊實(shí)900次以上，根據(jù)夯錘的質(zhì)量不同，每次對地面夯擊能量可達(dá)66～110kJ，對路基填方作業(yè)受限區(qū)構(gòu)造物影響較小。在夯實(shí)沖擊的過程中通過在路基中形成沖擊波和動應(yīng)力，將路基土壓密、振實(shí)，以達(dá)到提高地基強(qiáng)度、降低壓縮性的目的。對路基的沖擊夯實(shí)過程中，一方面可以對地基產(chǎn)生壓實(shí)和擠密的作用；另一方面是通過強(qiáng)夯對地表下一定深度土層施加動力荷載，達(dá)到破壞土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少孔隙的作用。輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)有效壓實(shí)厚度3m，壓實(shí)影響深度8m。由于夯錘能利用裝載機(jī)或挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動，施工時機(jī)動靈活（如圖2）。

表1 輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)設(shè)備參數(shù)表

圖2 輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)

對路基填方作業(yè)受限區(qū)域進(jìn)行回填施工時每填筑2～3m高度時應(yīng)采用輕型液壓強(qiáng)夯機(jī)對區(qū)域回填材料進(jìn)行夯實(shí)處理，以加快回填材料的固結(jié)沉降，提高路基整體施工質(zhì)量。

（1）試夯

①為保證夯實(shí)效果，需要通過試夯來確定最佳夯實(shí)遍數(shù)。對于每點(diǎn)，每夯實(shí)錘擊一次，測量一次沉降差。通過繪制沉降量與夯實(shí)次數(shù)的關(guān)系確定最佳夯實(shí)次數(shù)。

②試夯時應(yīng)先劃出填方作業(yè)受限區(qū)回填土夯實(shí)邊線及夯實(shí)范圍。每夯實(shí)一次并記錄沉降量，并繪制沉降量與夯實(shí)次數(shù)的關(guān)系圖，如圖3所示。

圖3 夯實(shí)次數(shù)與沉降量關(guān)系

③試夯時，試夯點(diǎn)相鄰遍數(shù)之間相對下沉量不超過2mm時，可判為密實(shí)狀態(tài)，以上一次記錄次數(shù)最為最佳夯實(shí)次數(shù)。

④試夯時，也應(yīng)進(jìn)行夯實(shí)搭接工藝試驗，為后續(xù)的強(qiáng)夯施工提供數(shù)據(jù)支持。搭接寬度可按0cm、10cm和20cm進(jìn)行試驗，根據(jù)試驗效果確定搭接寬度。

⑤為防止強(qiáng)夯時對路基填方作業(yè)受限區(qū)構(gòu)造物的沖擊破壞，靠近構(gòu)造物的第一排及第二排位置夯實(shí)次數(shù)應(yīng)在最佳夯實(shí)次數(shù)基礎(chǔ)上適當(dāng)減小3～4遍，其他位置采用最佳夯實(shí)次數(shù)。

⑥試夯完成后，就可進(jìn)行路基填方作業(yè)受限區(qū)填土夯實(shí)施工。施工中如填筑材料發(fā)生比較大的變化，應(yīng)重新試驗并指導(dǎo)施工。

（2）夯實(shí)施工

①根據(jù)施工段落確定路基填方作業(yè)受限區(qū)填土回填位置，合理編制夯實(shí)施工組織計劃。

②補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)施工時應(yīng)先測定路基填方作業(yè)受限區(qū)回填土夯實(shí)邊線，并用石灰標(biāo)出夯實(shí)邊界，夯點(diǎn)位置布置如圖4所示。

圖4 夯點(diǎn)布置示意圖

③施工應(yīng)遵循先垂直構(gòu)造物中線向兩邊夯實(shí)，從遠(yuǎn)離構(gòu)造物到靠近構(gòu)造物的順序進(jìn)行夯實(shí)，應(yīng)達(dá)到無漏夯、無死角，確保夯實(shí)質(zhì)量，如圖5所示。

圖5 夯實(shí)順序示意圖

④每個路基填方作業(yè)受限區(qū)回填土夯實(shí)完成后均應(yīng)檢測夯實(shí)前后的壓實(shí)度或沉降差，經(jīng)檢驗合格后，方可進(jìn)行下一次的路基填方作業(yè)受限區(qū)回填土碾壓與補(bǔ)強(qiáng)夯實(shí)施工。

4 結(jié)束語

經(jīng)過2015年的雨季及一年多時間的考驗，此段路基沒有發(fā)生明顯的沉降，到目前為止，路基、路面非常穩(wěn)定，沒有發(fā)生任何質(zhì)量病害。西石高速公路正式采取了這些有效的質(zhì)量控制措施及手段，西石高速公路從2014年6月開工到建設(shè)到2015年2月16日通車運(yùn)營，前后不到9個月的時間，且所有工程質(zhì)量達(dá)優(yōu)良以上。在云南省公路建設(shè)領(lǐng)域創(chuàng)造了新的奇跡，成就了西石速度。

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U416.1

A

1004-7344（2016）15-0137-02

2016-5-9

普加富（1980-），男，工程師，本科，主要從事公路和橋梁的建設(shè)工作。

曹康建（1972-），男，高級工程師，本科，主要從事公路橋梁建設(shè)及管理方面的工作。