探索高填深挖路基設計和施工要點分析研究

廖海龍 張凱

摘要：為了確保高速公路的平穩性與安全性，公路工程設計師必然會對部分地形進行改造，實施高填深挖作業，設計高填深挖路基，并根據設計方案依次開展路基基底處理、坡面處理與路基石方填筑等作業。本文將舉例分析高填深挖路基設計和施工要點，希望能為路基施工作業提供參考與借鑒。

關鍵詞：高填深挖路基;設計;施工要點

當代高速公路路線較為漫長，需要經過丘陵溝壑和軟土層等特殊區域，不少路段所處的地質條件極為復雜，需要實施路基挖方、填筑與防護作業方能有效控制路基施工質量，確保公路的安全基礎。

1 工程概況

黑山共和國BAR港至北部城市BOLJARE主干道是由黑山共和國政府交通、海事部門共同主導建設的重點基礎公路項目，建成后將并入國際公路交通網，連接中部歐洲的多個國家，帶動黑山整體經濟發展，對于該國具有十分重要的意義，所以是最需優先實施的項目。該項目全長約182km，其中包含現有公路約10km，其余為完全新建的道路。根據黑山政府的規劃，Smokovac-Matesevo段將先行建設，該項目路線全長40.872公里。

2 路基施工方案設計分析

從總體結構來看，路基施工方案設計主要包括三部分：1）做好路基基層處理工作，著重優化基層施工工藝，控制好填筑石材結構層內部的白灰含量，提高白灰集料的壓實度，依次按照標準工序進行施工。最后，要做好路基石材結構基層的整形碾壓工作。2）做好路基排水處理作業。在此環節，需要為路基兩側設置排水溝、線外涵洞、平臺排水渠和急流槽，這樣方能確保施工用水和雨水得以順暢排出，維護路基的穩固性。其次，為了進一步提高路基排水效果，適宜選用預制混凝土，這樣能夠使排水結構更光潔，以此優化泄洪能力。3）做好路基坡面處理工作。延長公路路基使用壽命，提高路基的穩定性，必須綜合考慮雨水風雪對路基的侵蝕因素，科學采取護坡措施，為路基栽種綠草與其他植被以降低雨水沖刷的負面影響，不斷加強護坡效果。

3 施工工藝要點分析

3.1 量化施工工藝流程

科學把握路基施工要點，首先要重視量化施工工藝流程，加強各細節管理，指明每一環節的施工方案。從施工秩序來看，高填深挖路基施工流程主要包括道路紅線放樣、施工便道選線與修筑、設置挖方坡口截水溝、修筑填方坡腳邊溝，在正式施工前，必須做好相關準備工作，像混凝土配置工作、土石材料運輸工作和施工參數計算工作等。

3.2 優化路基挖方施工策略

在路基挖方作業中，應該先排除挖方地面的安全隱患，標注危險地段，準確定位挖方區域以及路塹坡口線、路中線和碎落臺等位置，然后，精確設計開挖斷面，確保爆破方案的安全實施。最后，采用“臺階式”方法從中間向兩邊進行開挖。需要注意的是，石方路塹開挖中對爆破質量的要求是非常嚴格，對路塹邊坡位置首當選用預裂爆破施工反復。正常爆破孔和邊坡坡口線預留足夠的距離，這樣能夠避免爆破對邊坡造成破壞。而且，要確保邊坡和正常爆破孔之間的距離不少于三米。

3.3 確保路基填筑的穩固性

不可忽視的是，外在環境溫度對路基填筑施工質量的影響至關重要，特別是當所填筑的石材進入固化階段后，會產生水化反應，此時外在溫度的影響最大。如果溫度在不斷升高，石材結構內部水化反應的速率也會加快。據調查了解，平均溫度每升高10攝氏度，石材結構內部水化反應的速率大約會增加70%。與之相反，如果是秋冬季節，外在環境溫度處于持續下降狀態，石材結構內部水化反應的速率也會不斷下降。而且，外在環境溫度的改變也會影響路基填筑石材集料中的坍落程度。從物理角度來講，外在環境溫度和路基石材填筑作業中的坍落程度成反比關系，簡而言之，如果外在環境溫度持續升高，路基石材填筑作業中的坍落程度會降低，同時，石材結構耗水量會持續減少。目前，實驗表明如果外在環境溫度升高了10攝氏度，石材集料的配合比在控制條件下沒有發生變化，此時，石材結構耗水量大概會減少7千克。黑山共和國BAR港至北部城市BOLJARE主干道工程曾經在冬天零下15攝氏度的外在環境下進行施工，為了確保施工質量，施工技術人員在開展路基填筑作業之前，為石材集料中加入了足量的防凍劑，同時，確保石材的抗壓強度不低于4.0N/mm2。另一方面，施工技術人員曾根據標準要求對外加劑與路基結構養護工作采取了針對性措施，在施工區域搭建了溫度高于5攝氏度的暖棚，同時，根據室外溫度以5%到10%的比例添加外加劑。

3.4 做好石方路基回填作業

在石方路基回填施工作業中，必須要精選規格為0-63和0-30的石材，確保石材整體質量與綜合性能的質量，這樣在后期施工中更便于控制，從而能有效保證路基結構的強度、彈性和荷載能力。需要注意的是，在正式施工之前，必須先進行試驗，精選具有代表的地形處，確保該地形處的長度不少于50米，壓路機不得低于16t（施工現場通常采用26t），而且，要將壓路機的各項參數提前告知監理，在整個試驗過程中，監理工程師和實驗室檢測人員必須在場。同時，要準確計算回填松鋪的厚度，合理確定碾壓次數與碾壓形式，依次統計各項施工參數，做好實驗結果的匯總報告工作，將最終的報告文件提交給監理工程師。在開展石方路基回填取料作業時，應做好級配管控工作，切忌分類，回填料攤鋪作業宜采取“攤餅式”，同時，要注意在回填工作面的其中一端正確進行堆放作業，借助推土機將路基的回填料推平，確保其能夠符合松鋪厚度的標準要求，接著，以此為平臺，將所有回填料置于松鋪平臺的邊位置，實施振動壓實作業以加固路基結構。不可忽視的是，在壓實過程中應盡力避免出現因粗骨料集中分布而造成的離析問題。目前，大多數石方粒徑的都比較大，因此需要借助高功率的壓路機進行碾壓，黑山項目就采用了26t的滾筒式光輪壓路機，在初壓過程中，運用壓路機開展施工時，必須在前進時就打開振動，這樣能夠讓細骨料充分滲透進粗骨料之間的空隙中，然后，正確采用靜壓處理措施，以此提高壓實效果。如果填料較干燥甚至出現開裂問題，就需要實施灑水碾壓。最后，應正確使用靜壓收光模式，以此保證面層的平整度，確保面層結構無凹陷和骨料離析現象，壓縮模量測試須達到黑山公路施工技術條款規定的40Mpa。再次，避免路基結構出現裂縫，必須做好多方面的應對工作，根據當地地質環境、溫度與濕度制定最佳施工方案，如果施工環境發生變化，特別是出現溫度與適度變化，就必須立刻采取應對策略。施工管理人員應及時了解天氣預報，并根據預報信息科學調整施工方案。如果外在施工環境溫度偏低，就要控制好石材集料的入模溫度，選用隔離保溫材料制作而成的模具。

4 結語：

全面加強高填深挖路基的安全性和穩固性，延長路基使用壽命，施工技術人員應嚴格按照施工項目標準要求，量化施工流程，精選施工原料，根據當地自然環境制定可行的施工方案;著重優化路基挖方策略，正確采用“臺階式”方法從中間向兩邊進行開挖，確保爆破工作的安全性;做好路基填筑作業，避免路基結構出現裂縫。

參考文獻：

[1]宋平平.濕陷性黃土地基處理方法的分析及在工程中的應用[J].建材發展導向，2019，17（4）：30.

[2]張麗娜. 道路橋梁施工過程中混凝土原材料的質量控制分析[J]. 工程建設與設計，2019（4）：121-122 .

[3] 張國慶.公路路基邊坡穩定性及防治對策[J].黑龍江交通科技，2019，（04）：64-65.