高填方路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制分析

劉俊愛

(山西路橋第六工程有限公司六分公司,山西 晉中 045000)

1 高填方路基的基本特點

高填方路基是高速公路工程項目中的一項關(guān)鍵組成部分，其具有的特點相對比較多，具體如下：①相較于普通路基而言，高填方路基包含的工程量較多，施工工期長，同時對施工質(zhì)量要求嚴格；②高填方路基的填筑高度相對較高，同時路基邊坡結(jié)構(gòu)必須具有良好的強度及穩(wěn)定性，高填方路基主要采用分層填筑方式，但是各層碾壓標(biāo)準不一；③路基的沉降變形量比較大，待路基填筑施工結(jié)束之后，由于受自身重量、車輛荷載以及自然環(huán)境等因素的影響會出現(xiàn)不均勻沉降，所以填筑完成8個月之后才能夠趨于穩(wěn)定。

縱觀高填方路基施工實際情況，其中較為常見的一種病害就是路基不均勻沉降，其直接影響了高速公路行車的舒適性，也會引發(fā)路基開裂現(xiàn)象，導(dǎo)致雨水順著裂縫下滲到路基，從而嚴重影響路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性[1]。此外，高填方路基也容易發(fā)生邊坡滑塌現(xiàn)象，通過調(diào)查總結(jié)，其原因分為兩種：①施工階段地基清理工作不到位，新舊結(jié)合位置沒有開挖臺階，采用的路基排水措施不合理；②工程現(xiàn)場自然環(huán)境條件比較差，地下水位比較高等。

2 工程實例

2.1 項目背景

某高速公路工程項目的全線長度為13.85 km，起訖樁號為K66+210—K80+060，采用的是雙向四車道，設(shè)計的行車速度為100 km/h，其中路基的填方最大高度為16.5 m，部分路段為軟弱地基，所以結(jié)合項目實際情況及施工要求，并進行綜合討論、研究之后確定采用換填、強夯結(jié)合鋪設(shè)土工格柵的處治技術(shù)。

2.2 施工技術(shù)

1)施工組織計劃。合理、可行的施工組織計劃是項目施工有序進行的基礎(chǔ)保障，所以需要結(jié)合項目現(xiàn)場地質(zhì)條件與設(shè)計圖紙合理編制施工組織計劃，尤其要對高填方位置的地基條件進行全面、仔細勘察，認真分析與研究設(shè)計圖紙基本要求。從本質(zhì)上分析，施工組織技術(shù)基本包含了組織安排、技術(shù)方案、施工流程、施工進度、施工技術(shù)人員以及機械設(shè)備等，通過編制合理、可行的施工組織計劃，能夠?qū)崿F(xiàn)項目施工的有序、高效進行[2]。

2)基底處理。在實施高填方路基填筑施工前，必須將基底表面中的雜草、碎石等清理干凈，同時采取有效措施進行基底整平處理，以增強基底結(jié)構(gòu)的承載力。若是存在特殊基底或是其承載力難以達到工程施工要求，就必須采取相應(yīng)措施對基底進行處治。此項目包含了軟弱地基，所以為了能夠提升軟弱地基結(jié)構(gòu)的承載力與強度，應(yīng)選擇“換填+強夯”的處治方式。

3)基底“換填+強夯”。結(jié)合軟弱地基的實際深度、范圍與承載力，合理確定基底換填作業(yè)區(qū)域，然后選擇土質(zhì)性質(zhì)相似且高強的土體實施換填，采用強夯法進行夯實處理，即利用起重機把夯錘吊起達到一定高度，接著使其自由下落，從而提升基底壓實度。此項目選擇的夯錘重量為10 t，直徑為2 m，以三角形網(wǎng)格形式布設(shè)夯點，間隔距離確定為1.5 m，夯錘吊起的高度為13 m，而夯擊遍數(shù)需要以相鄰的2次錘擊沉降控制在5 cm以內(nèi)為準[3]。

4)鋪設(shè)土工格柵。待基底處理完成之后，需要從路基的表面鋪筑碎石墊層(厚度控制為52 cm)，然后加鋪土工格柵(層數(shù)為3層)，從而增強路基結(jié)構(gòu)的承載力。土工格柵屬于土工合成材料，其具有的特點是重量輕、強度高、承載力強以及耐腐蝕等，通過鋪設(shè)土工格柵能夠有效控制路基沉降現(xiàn)象。高填方路基施工時鋪設(shè)土工格柵，能夠?qū)崿F(xiàn)上部結(jié)構(gòu)應(yīng)力的合理分散，提高土體結(jié)構(gòu)抗拉與抗剪強度，有效處理了局部地基結(jié)構(gòu)承載力不足而引發(fā)的路基開裂與不均勻沉降。此外，土工格柵也能夠?qū)崿F(xiàn)地基土體結(jié)構(gòu)內(nèi)孔隙水的有效疏散。按照有關(guān)規(guī)范基本要求，相鄰?fù)凉じ駯诺倪B接選擇的為高強度聚丙烯縫接方法，且鋪筑施工階段禁止格柵出現(xiàn)彎曲或是折疊等現(xiàn)象，保證格柵寬度和路基的寬度一致。此項目中采用的土工格柵規(guī)格見表1。

表1 土工格柵技術(shù)要求

2.3 質(zhì)量控制

1)路基填料質(zhì)量控制。從路基填料選用方面分析，應(yīng)保證填料具備良好的強度與粘結(jié)性，不含任何的雜質(zhì)，而且各項技術(shù)性能指標(biāo)必須滿足相關(guān)規(guī)范基本要求[4]。此項目中選擇的填料是中風(fēng)化灰?guī)r與粉質(zhì)泥巖相融合的土石方，顆粒飽滿、均勻，其相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)見表2。

2)填筑質(zhì)量控制。在進行高填方路基填筑施工之前，需要結(jié)合項目現(xiàn)場具體狀況采用最佳的填筑機械設(shè)備，以及確定最佳的分層填筑厚度與堆料間距，兩側(cè)填筑寬度比路基多32～52 cm。此項目中路基填筑方式為“斷面全寬+豎向水平”填筑，而填筑施工順序是從上之下，逐層進行壓實處理，并合理控制各層的填筑松浦厚度，當(dāng)上層壓實與沉降量等符合有關(guān)標(biāo)準規(guī)范基本要求之后才能夠開始下層填筑。采用鉆芯取樣的方式對各層路基壓實度進行檢測，以保證各層路基壓實度與穩(wěn)定性達標(biāo)。

3)填筑壓實控制。在路基碾壓之前應(yīng)對填料含水量進行檢測，保證填料的含水量控制為±2%。若是含水量相對偏高，則需要實施晾曬處理；若是含水量比較低，則需要適當(dāng)?shù)剡M行補水處理。而路基碾壓主要劃分為初壓、復(fù)壓以及終壓，其中初壓階段選擇的為輕型壓路機，碾壓遍數(shù)為2遍，碾壓方式為靜壓，壓路機的行駛速度控制在1.5～1.7 km/h；復(fù)壓與終壓階段選擇的為振動式壓路機(重量為22 t)，碾壓遍數(shù)為1遍，壓路機的行駛速度控制在2.0～2.5 km/h，而且碾壓前輪與后輪的輪跡應(yīng)保證至少重疊1/3輪寬[5]。此外，碾壓施工階段禁止壓路機急加減速、轉(zhuǎn)彎以及掉頭等，其中路基的橫坡率控制為2%，從而實現(xiàn)路基的有效排水。

表2 土石方填料的相關(guān)技術(shù)性能指標(biāo)

3 質(zhì)量檢測

3.1 壓實度

從本質(zhì)上分析，壓實度是評價高填方路基施工質(zhì)量的一項關(guān)鍵性指標(biāo)。結(jié)合相關(guān)規(guī)定基本要求，選擇灌砂法對高填方路基的壓實度進行檢測，其結(jié)果見表3。

表3 填方壓實度與填筑厚度

3.2 路基沉降

此項目中路基填筑施工完成之后，對路基沉降情況實施了持續(xù)性觀測，其相關(guān)檢測結(jié)果見表4。

表4 高填方路基沉降觀測結(jié)果 %

4 總 結(jié)

此高速公路工程項目中高填方路基施工采用了“軟基換填+強夯+鋪設(shè)土工格柵”的施工技術(shù)，同時嚴格控制了高填方路基的施工質(zhì)量，使得高填方路基各項技術(shù)指標(biāo)符合相關(guān)規(guī)范基本要求，保證了高速公路行車的安全性與舒適性，為類似項目施工提供了借鑒。

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