高速公路工程中的高填方路基施工處理技術

黃超飛

（河北通宇建筑工程有限公司，河北 張家口 075000）

0 引言

路基施工是高速公路施工過程中的關鍵內容，而高填方路基的填筑則是高速公路施工過程中的重難點，對高速公路后期的壽命及使用有巨大的影響，需要給予足夠的重視[1]。高填方路基本身具有工程量大、工期長且影響因素多等特點，在運營期，除了路面的動荷載外，自然環境也會對高填方路基的穩定性產生影響。因此，在實際施工過程中，施工單位除加強管控外，還需做好施工交底，從而保證高速公路高填方路基施工能夠順利進行。

1 工程概況

本文以定臨高速公路第四標段，起止樁位號為K14+300～K16+800，整條路線全長為3.0km，該標段由東南向西北，起于馬家坪村，中間穿越多條隧道，經過龍門服務區，止于臨洮縣鄭家莊。在該合同段內，共有6 處高填方路段，總長度約為300m，中線最大填方高度約為28m，邊坡最大填方高度約為50m。其中，施工內容主要包括填方、換填、夯實、土工格柵及護坡等，經初步估算，填方量約為7.12 萬m3，為了保證路基填方質量，為后續填方施工提供科學的指導，施工技術人員應進行試驗段分析，掌握相關的技術要點，以獲取適合的施工參數。

2 高填方路基施工處理技術要點

2.1 填料的選擇

高填方路基的填料性質是影響高填方路基質量的重要因素，選擇填料時主要從填料的顆粒組成、級配、含水量及最大粒徑等角度考慮[2]。

2.1.1 含水量

在選擇高填方路基填料前，需要對填料的含水量進行檢測，應控制填料的含水量在最優含水量的2%范圍內，如含水量超過最優含水量的2%，可通過晾曬的方法降低填料含水量，若填料含水量低于最優含水量的2%，可通過灑水的方法提升填料的含水量。另外，在施工前，應對施工現場的水文地質條件進行充分的了解，若施工現場地質條件較差，需選擇水穩定性好、強度高的材料進行路基填筑，必要時可通過添加砂土和碎石來提高路基的整體穩定性[3]。

2.1.2 填料組成

在進行填料的選擇時，需要注意含有較多雜質及有機物和易溶鹽含量超標的土不能夠用于路基填筑，若必須使用，則使用前需要通過特殊處理，使得處理后填料的相關參數滿足規范的要求[4]。

2.1.3 填料粒徑

根據相關規范，填料的粒徑不能過大，若填料的最大粒徑大于規范要求，則需要進行破碎，使得填料的最大粒徑滿足規范要求。另外，由于對路床的壓實質量要求較高，粉質黏土不可以用于路床填筑[5]。

2.2 施工準備

填料選擇好以后，在對路基進行填筑前需要做好充足的施工準備：一是清表，由于原路基表面存在草皮、樹根、農作物根系等有機質，需要進行清除，以保證路基強度能夠符合工程設計的相關要求；二是挖臺階，清表結束后，需要對路基表面進行挖臺階處理，必要時需在臺階表面鋪設土工格柵，這是提高高軟基地端高填方路基承載力的重要環節，根據實際工程情況，臺階一般以寬2m、高0.3m 為標準，土工格柵的縱橫向搭接長度在2.0～4.0m 范圍內；三是原地面處理，恢復邊樁，并沿著樁劃線進行就地整平，然后碾壓夯實[6]。

2.3 路基排水、攤鋪及壓實

2.3.1 路基排水

高速公路的施工工期較長，而施工期間，雨水天氣情況下對路基結構的完整性影響較大，因此需要提前做好排水降水處理，以保證高速公路路基的穩定性及降低雨水給施工單位帶來的經濟損失。實際施工中，一般通過在路基結構的兩側設置排水溝，以此來對高速公路路基進行降水，設置排水溝時還需根據施工要求對排水結構進行合理的優化，防止施工給排水結構帶來干擾[7]。這樣不僅能夠降低高速公路施工難度，還能夠保證施工質量符合工程施工的相關要求。常見的排水設施還有邊溝、急流槽等[8]。

（1）邊溝

邊溝的主要作用是利用公路橫坡將公路路面的雨水排到高速公路影響范圍以外，其位置一般在路塹兩側2m 范圍左右，其邊溝的尺寸大小應結合公路所在地區的雨量及地層含水量確定，常見的邊溝截面形式有：梯形截面和矩形截面，如圖1 所示[9]。

圖1 邊溝形式

邊溝能夠及時將公路路面雨水排出，降低地表水的影響。由于邊溝修筑時，直接裸露在自然條件下，易受外界環境的影響，從而在邊溝內部產生淤堵，大大降低了其排水的功能。在外界水量較大的情況下，邊溝內部水量增多，雨水漫出，發生路面積水。另外，邊溝修筑材料在自然侵蝕下，也會發生開裂，導致淤堵。因此，在高速公路運營階段，應對山區公路邊溝定時養護，及時清淤[10]。

（2）截水溝

地表徑流對路基邊坡的沖刷是影響公路路基穩定性的重要因素之一，而截水溝的主要作用就是攔截路基邊坡表面的徑流，減少坡面沖刷，并保護坡腳處的排水溝[11]。考慮到其作用，截水溝一般設置在邊坡平臺或者坡頂5m 范圍以外。流入截水溝的地表水直接流入到排水溝內，而非邊溝，分擔了邊溝的排水壓力[12]。強降雨情況下，在截水溝的下側還應設置土體平臺，以防止地表徑路的溢出，土臺向截水溝的坡度不宜小于2%，如圖2 所示。

圖2 截水溝及其土臺

一方面，截水溝在設計時，往往根據工程經驗并結合地質條件來確定截面尺寸與位置，缺少水流計算，可能造成材料的浪費或不足[13]。例如強降雨條件下，如果截水溝截面尺寸過小，則會出現水流外溢的情況，可能導致路基坡面沖刷及截水溝結構崩塌；如果截水溝截面尺寸過大，則截水溝的作用不能充分發揮，增加了工程造價。

另一方面，由于山區地形復雜，截水溝的位置選取難度較大，位置選取不當則極易發生截水溝淤堵、基礎失穩等現象[14]。所以在設計時，應充分考慮山區公路所在地區的降雨量，對截水溝的尺寸進行計算，并結合路基周邊地形地貌合理選擇截水溝位置。

（3）排水溝

排水溝是將邊溝、截水溝、涵洞中的水引排到高速公路影響范圍以外的河流或者集水井內。排水溝的修建位置應根據公路所在的地形地貌進行調整，靈活的修建，一般設置在路堤坡腳范圍以外。考慮到排水溝內水流多、流速大，應在縱向設置一定的坡度，但不宜過大或過小，過小可能導致淤堵，多大則會導致排水溝的沖刷破壞，宜在0.5%～1.0%范圍內取值[14]。

在排水溝的進出口與其他排水設施的連接處易發生破壞，包括排水溝開裂崩塌、溝內淤堵及溝岸坍塌等。由于排水溝內水流量較大，設計時若截面尺寸設計過小或者消力措施不夠，則會導致溪溝下切破壞，形成沖溝，從而破壞排水溝進出口及溝身[15]。

2.3.2 路基填料的攤鋪及壓實

首先，在進行路基填料攤鋪時，需要重視砂礫墊層的設計，因為砂礫墊層是影響工程穩定性的重要因素，因此需要合理設計砂礫墊層，防止地基變形，提高地表強度，從而增強工程的穩定性。在進行砂礫墊層施工時，要根據場地平整度要求，選擇合適的填筑方式，保證填料的厚度，除了考慮提高地基承載力外，還需要考慮提高地表的透水性，施工時往往可采取分層、分段、分幅填筑的方法，有效降低施工危險性[16]。

其次，高速公路路基在進行填料攤鋪過程中，需要注意選擇合理的攤鋪設備，通常選擇履帶式推土機為攤鋪機具。填料的攤鋪厚度也應符合相關規范，攤鋪厚度不能過高或過低，攤鋪厚度過高的話，容易導致壓實不充分，從而影響壓實質量。為了保證壓實質量，需要采用大噸位壓路機進行反復碾壓，碾壓原則為：公路線形為直線時，碾壓從中間向兩邊碾壓；公路線形為曲線時，遵循先內側的碾壓原則，在進行橫向碾壓時,要以路基寬度為準,在進行縱向碾壓時重疊度以45cm 為標準。另外，還需要注意碾壓速度和碾壓方式的控制，在選擇碾壓參數前，通過試驗段結果進行確定[17]。

最后，填料攤鋪完成后，需要對路基進行壓實，而壓實質量的好壞直接影響高速公路施工質量的好壞。路基壓實的過程就是使填料顆粒在壓路機作用下，能夠更加充分地融合在一起，大大提高路基的強度。路基壓實方式主要有靜壓和動壓兩種，先通過靜壓的方式，對路基表面進行碾壓，碾壓一定次數后，再進行振動壓實，使振動系統對路基進行二次碾壓處理。在碾壓過程中，并非碾壓次數越多、振動功率越大越好，需要充分考慮路基填料本身的性質，如砂石材料具有低凝聚性的特點，碾壓次數過多容易出現液化等現象。

3 高速公路高填方路基施工質量控制

3.1 加強地基承載力試驗

在高速公路地基中往往存在大量的腐殖土，會對路基的沉降帶來較大的影響，因此，在進行路基填筑前需要對地基承載力進行加強，結合實際情況進行換填或者分層回填，從而確保路基長期的承載力要求。換填施工后，需要對地基承載力進行測量，檢測換填后路基承載力是否滿足規范要求，這就需要在進行檢測過程中，保證檢測標準相同，且保障檢測方法與檢測對象相匹配，增強檢測精準性，彌補單一檢測方法導致的不穩定性以及局限性，并要嚴格遵守技術標準。

3.2 提高施工設計質量

結合復合地基的要求，設置滿足單樁承載力的碎石樁，并且嚴格控制好碎石密實度，在高速公路高填方路基施工時，還需要選擇合理的場地進行試驗樁試驗，結合試驗抽樣，制定相關動態管理表，試驗的代表性受到施工過程土體深度等因素的變化影響。因此，施工技術人員需要對碎石樁貫入深度以及壓入碎石量等關系進行分析，根據施工情況，對施工參數進行及時的調整。最后充分利用砂礫墊層，保證場地的平整性、路基透水性及穩定性。

3.3 建立安全保障體系

除了施工及技術上面的保障，在進行高速公路路基填筑施工過程中，需要建立安全的保障體系。首先，需要成立相關安全機構，制定相關的安全管理規范，組織人員認真學習，將責任落實到各個小組上面；然后根據實際情況制訂安全監測方案，明確每個人的監管內容，做好完整的技術交底工作，嚴格要求現場施工人員佩戴安全裝備，派專人對安全設備進行看管。

另外，需要對相關工程技術人員進行技能及素質的培養，也需要對所有參與人員進行系統性培訓，使施工人員嚴格按照施工工藝進行操作，使監督管理人員充分發揮其監督與指導作用，保障施工質量。

4 結語

隨著我國高速公路建設的快速發展，高填方路基的施工質量成為整個高速公路施工質量的重要影響因素。路基是高速公路的基礎，在施工過程中需要精心設計砂礫墊層，做好路基承載力檢測的工作，并且施工技術人員也需要掌握相關的施工要點，加強對各個環節的監督管理力度，并制定相應的監督管理制度，盡可能地提高高速公路高填方路基施工技術的應用水平。