高填方路基施工技术要点和难点

GXF360 2017-12-09

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闫忠梅1，常小花2

（1.延安市安塞区交通运输局，陕西延安 717400；2.延安市安塞区农村公路管理站，陕西延安 717400）

摘要：结合某农村公路的高填方路基工程，详细阐述了高填方路基施工的技术与工艺要点，并针对施工中的三个重要难点：质量管控、沉降控制和施工排水进行了探讨分析，提出了施工措施和方法，可为类似高填方路基工程的施工与质量控制提供参考。

关键词：道路工程；路基；高填方；施工技术

1 前言

在我国交通运输蓬勃发展的情势下，公路工程的建设愈加趋于完善，并逐渐延伸到各种复杂地形和地质环境，为了满足公路线形高程的连续变化要求，部分区段面临高填方路基的施工。高填方路基的填筑高度，要求路基结构具有良好的边坡稳定性以及足够的抗压强度。由于高填方路基所面临的野外环境，填土的密实和自然固结需要较长的时间才能达到稳定，而路面交通荷载的长期作用，在施工质量控制不当的情况下很容易发生路基的病害问题，如开裂、局部沉陷、整体沉降等[1]，对道路的运营功能和行车安全造成了显著影响。

高填方路基需要特别关注施工过程，其质量控制不合格很容易引发运营中的各类病害。如果填料不合格，材料腐殖土、泥土、种植土直接作为路基填料，由于这类土质的强度低、抗水性差、有机质含量多，很容易在荷载作用下出现沉陷变形和收缩开裂，严重的引起路基整体稳定安全；如果原路基地面承载力差，软土层而未处理，将会直接影响高填方路基的稳定；如果填筑过程厚度较大或者压实不合格，则会是高填方路基产生累积沉降变形；如果填挖交界处没有进行台阶处理，则会导致路基边坡的局部失稳破坏[2-3]。因此，需要厘清高填方路基施工中的技术要点和难点，施工中有意识地解决，保障高填方路基的施工质量。

论文通过高填方路基施工工程，提出开展此类路基施工的技术要点和方法，针对每个工序进行工艺控制。同时厘清施工过程中的质量控制难点，并提出控制方法和注意事项。研究可为类似高填方路基的施工与质量管控提供参考。

2 依托工程概述

某农村公路工程路基施工以移挖作填为主要手段，某合同段内有8处高填方路基施工，平均填高21.2m，最大填高达到38.77m。高填路基地段处于构造剥蚀地貌，岩性为粉质粘土和中风化基岩，填方路段的边坡高度较大，平均坡度在20%左右，根据工程地质报告分析，对高填方路基出的残坡积层进行适当处治后基本能够满足高填方路基的要求。

根据设计要点，路堤30m以下的路基范围内可以埋填硬质砂岩，要求石块的强度不低于30MPa。同时为了避免路堤不均匀沉降导致的路基路面开裂问题，需要在路面以下铺设3层土工格栅，而高填方路基需要在路堤上部铺设3～6层土工格栅。填筑材料应以就地取材为主，可选用片石或者卵石，片石的粒径宜在150～300mm，卵石粒径宜在40～100mm，并配合碎石和砂砾石作为细骨料，所用土工格栅为了满足力学要求，其抗拉强度应不低于50kN/m，延伸率在3%以内，节点强度在300N以上。

3 施工技术要点

根据现场施工环境，高填方路基施工采用填土和填石方案，填料就地取材，通过挖掘机和装载机施工。填筑过程采用分层水平填筑并分层压实的施工方法，通过各种机械的平整、摊铺和压实施工，压实过程中对压实度的检验通过灌砂法检测，并监测填土压实过程路基的沉降。

高填方路基的整体施工过程主要是原地基处理、填筑试验段、摊铺平整、压实施工4个阶段，以下对各阶段的关键施工技术及其要点进行展开分析。

3.1 原地基处理

填方路基的原地基处理需要将原始的植被、草木和表层土进行铲除。由于这些有机质不能满足路基填料要求，因而需要运出弃土场并有序堆放；不合适的填料一定要彻底清除，并对特殊路基地段（如低洼区、池塘、稻田等）先排水清除淤泥，再平整施工，对软土基础进行必要的加固处理，保证填土压实度大于90%，并且回填到原地面标高处。

本路基段有泉眼漏出，针对这种特殊基础，设置盲沟将水流排除，盲沟设置长度130m，并采用砂砾石和片石进行填筑，配合土工布进行包裹，保证泉眼水流排除。采用砂砾石其粒径以40～100mm为宜，采用片石粒径以150～300mm为宜，土工布设置长度大于200mm，通过该法设置可以有效排除泉眼水流，保证高填方路基的基础处理质量。

3.2 填筑试验段

填筑试验段是高填方路基施工的重要准备工作，为了确定最佳的压实设备，确定设备最佳组合方式、碾压速度以及次数，明确碾压过程的工序和摊铺适宜厚度，估算材料含水率等参数，使得摊铺压实后的各层填土或者填石能够满足施工质量要求，需要采用专门的试验段进行试验，以指导实际的施工。填筑试验段也是提高后续施工工效的重要手段，通过对试验段的施工经验分析，可以更好地服务于后续重复的高填方路基施工。

3.3 摊铺平整

根据施工区域的土方和石方资源，满足设计要求的情况下进行移挖作填，采用自卸车运输到填方路段，并按照每层50cm的松散厚度进行卸料，每卸料完成一层就进入摊铺和平整阶段。摊铺采用专用机械，通过推土机进行初始的平整，并通过推土机自重进行初始碾压，形成初步压实。分层压实后形成一定的路拱以方便排水，显然推土机无法达到全面的压实效果，对于机械无法达到的区域采用人工方式找平。

3.4 压实施工

压实是高填方路基施工的重要环节，其压实质量直接影响路面工程的运营使用性能。经过平整的填方路基，采用大吨位振动式压路机进行分层碾压，碾压施工的基础是：①直线段由两边向中间进行碾压；②曲线段由内侧向外侧碾压，纵向进退式施工。上述的碾压方式通过工程实践具有很好的效果，碾压中保证纵向和横向的接头重叠区域在0.4～0.5m。

初始碾压宜采用静压施工方式，而后改为振动压实，保持压路机的行进速度在4km/h之内。碾压的次数等通过填筑试验段确定，对于机械无法达到的碾压区域，可以采用强夯处理。由于高填方路基的施工工期要求较短，在填方和碾压等工序下，仍然无法保证填料能够固结沉降完成。因此，为了降低运营期间的路基沉降问题，在本工程的施工过程中，填筑5m即采用强夯机进行施工处理，保证高填方路基沉降可控。

4 施工难点

高填方路基施工的难点主要体现在质量管控、沉降控制和施工排水3个方面。

4.1 质量管控

高填方路基需要严格控制填层的厚度和宽度，因此要求在分层填筑施工完成后对厚度进行检查，保证误差在0.5m的范围内。如果发现超厚的土层，需要进行减薄处理，目的是使得分层填土的厚度满足质量要求。同时要求在进行初步摊铺土层时，使得土层的宽度比设计宽度大0.5m左右，目的是使得路基的边缘土层也能够得到压实。

填土的土质情况需要经过试验合格后方能采用，并满足设计技术标准。不满足技术要求的土层不能用于填筑，如果是满足技术要求的多种类型的土层，则一般将性能稍差的填筑于下层，将性能稍好的填筑于上层。且每层填料的厚度不低于0.5m，使得填层相对连续。分层填筑完成后需要进行必要的质量检验，以防施工中的误差累积到后续施工阶段，造成更大的误差。

4.2 沉降控制

沉降是高填方路基的关键技术难题，为了减少沉降，不仅需要填筑施工过程中换填或者清除路基基底的覆盖层，还需要在路基施工全过程加强对沉降的跟踪观测。一般要求每填筑4～8m就需要进行沉降观测，待沉降稳定后才能开始下一阶段的摊铺和压实，这样可以充分利用路基的自然沉降特性，其时间跨度也较长，一般达到2年之久。如果由于工期要求需要进行冲击碾压或者强夯施工，则需要在压实后观测沉降变化，为后续施工提供参考。

施工过程中对于沉降观测的要点和方法，根据规范进行方案制定，同时要结合现场实际的施工特点，调整观测方案。例如特殊地基处的高填方路基施工，需要专门布设沉降观测点。

4.3 施工排水

水对土质参数具有很大影响，是会造成土体稳定的重要因素，为了避免因雨水原因导致路基边坡稳定问题，需要做好施工排水。本工程中，在每层填土时将顶面做成2%～4%的横向坡度以防雨水的沉积，并交错设置排水沟，既保证路基面不积水，也保证坡脚等处不受雨水冲刷。需要严格控制路堤渗水部分的填筑材料，选取水稳性高及渗水性好的填料进行填筑，防止渗透动水压破坏路堤边坡的稳定。