淺談高填方路基的施工質(zhì)量控制

近年來，高速公路病害引發(fā)的交通問題越來越多，其中高填方路基引起的病害尤為突出，路基的不均勻沉降、縱橫向開裂普遍存在，嚴(yán)重影響道路交通的安全。要確保高填方路基的施工質(zhì)量，就必須正確掌握高填方路基的施工技術(shù)要點(diǎn)。

以筆者曾參與的某高速公路項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目路段使用填土路堤這一方式進(jìn)行高填方，在施工過程中，挖掘機(jī)挖取的土石作為填料，并使用裝卸機(jī)車和大噸位貨運(yùn)汽車進(jìn)行運(yùn)輸。就整體施工方案而言，采用的是分層水平填筑、分層進(jìn)行碾壓等建筑方式，并借助推土機(jī)等工程機(jī)械對(duì)路面進(jìn)行壓平壓實(shí)。為了保障道路施工過程中的順暢和道路整體的平整度和堅(jiān)實(shí)度，選用灌砂法對(duì)道路密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，并專門建立了觀測(cè)站，對(duì)道路沉降的穩(wěn)定性進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。

施工準(zhǔn)備

在對(duì)路基進(jìn)行處理之前，項(xiàng)目測(cè)量組嚴(yán)格遵照施工方案中的圖紙和數(shù)據(jù)，對(duì)路基中樁和路基邊坡的坡腳線一一確認(rèn)和固定，用木樁和灰線標(biāo)示出其位置，并在木樁上寫清填筑高度，對(duì)總路面、邊沿線和坡腳線的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，最終整理成項(xiàng)目工程數(shù)據(jù)表。除此之外，每隔500m需在路基基底挖探坑取土并編號(hào)，取土要在全橫斷面進(jìn)行，隨后進(jìn)行相關(guān)的土工試驗(yàn)。若相鄰編號(hào)土質(zhì)變化大，則要在對(duì)應(yīng)路段增加取樣點(diǎn)數(shù)。

施工方法

填筑

填筑是公路修筑過程中必不可少的施工環(huán)節(jié)，是施工的初始環(huán)節(jié)。一般來講，土方填筑分為分層處理、分層水平填筑、分層進(jìn)行碾壓等不同的環(huán)節(jié)，由下而上地進(jìn)行填筑，填料的運(yùn)輸采用自卸大貨車最為方便。當(dāng)鋪土的厚度達(dá)到30～40cm的時(shí)候，就要暫停填土施工，用推土機(jī)將填土推平，然后用平地機(jī)將土面壓實(shí)。為了保障路堤兩邊的填土壓實(shí)度可以達(dá)標(biāo)，還需要對(duì)路堤兩邊進(jìn)行加寬處理，增加大約30cm的寬度，為路堤兩邊邊緣地帶的填土壓實(shí)預(yù)留足夠空間。

壓實(shí)

機(jī)械壓實(shí)是道路施工的第二道工序，主要是針對(duì)填筑后的土壤，借助重力機(jī)械對(duì)地層表面來回碾壓，讓土層結(jié)構(gòu)更加緊固堅(jiān)實(shí)。在使用碾壓機(jī)械之前，首先要用推土機(jī)將填土推平，以防不平部位暴露。填土推平后，采用振動(dòng)平碾壓實(shí)，先靜壓，而后振壓。這一過程要控制好行駛速度，一般平碾的振動(dòng)碾不超過4km/h，并要控制壓實(shí)遍數(shù)。用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，應(yīng)采用“薄填、慢駛、多次”的方法，填土松鋪厚度不應(yīng)超過40cm；碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中間，碾輪每次重疊寬度約40～50cm，避免漏壓。填方超過8m則對(duì)路基采取強(qiáng)夯。

如果沒有額外的規(guī)定和其他特殊情況，在壓實(shí)土層的過程中，機(jī)械輪子下降程度需要控制在1～2cm的范圍內(nèi)。每完成一次碾壓，就需要將機(jī)械表層的拉毛利進(jìn)行接合處理。在施工過程中，還要嚴(yán)格控制填土的水含量，確保土壤含水量符合工程施工要求。

強(qiáng)夯

在開始強(qiáng)夯施工以前，需要檢查施工場(chǎng)所中的各種建筑構(gòu)件和地下管線的布局完成情況和實(shí)際分布情況，避免盲目地強(qiáng)夯施工破壞構(gòu)件和管線。

在進(jìn)行強(qiáng)夯時(shí)，由測(cè)量組根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及有關(guān)施工設(shè)計(jì)文件放出路基紅線，用木樁、彩旗或紅絲帶等對(duì)施工輪廓范圍進(jìn)行標(biāo)示。對(duì)于長(zhǎng)度小于100m的高填方路基，每填6m就要進(jìn)行一次強(qiáng)夯處理。涵洞處須避開涵頂范圍進(jìn)行強(qiáng)夯處理。

把夯錘用吊裝機(jī)固定在具體的高度，以自由落體的方式，對(duì)錘頂?shù)母叨冗M(jìn)行測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)歪斜等現(xiàn)象，則需要檢測(cè)夯坑底部的平整度，幫助其恢復(fù)平整。為達(dá)到良好的強(qiáng)夯效果，需采用10t重的強(qiáng)夯錘，夯錘的底面是直徑2m的圓形，采用鑄鋼制作，十分堅(jiān)固有力。在夯錘砸擊的圓形地面上，需要設(shè)置φ250～300mm的排氣孔，采用上下聯(lián)通的方式，底部的排氣孔對(duì)稱排列，便于快速排出坑底的各種氣體，加大夯錘著地時(shí)的力度，也有助于減小起錘時(shí)的阻力。夯錘底部的面積大小則需要根據(jù)土壤成分和性質(zhì)來進(jìn)行設(shè)置，一般來講，啟動(dòng)夯錘時(shí)需要借助于15t的履帶吊，但是如果遇到重型機(jī)械噸位過小的情況，就需要借助于鋼支腳，并添加輔助門架，保障支架的穩(wěn)定性，避免落錘時(shí)機(jī)架坍塌，造成安全事故。一般而言，起重機(jī)械的力度至少要高出夯錘總重量的1.5倍，才可以達(dá)到工程建設(shè)的要求。脫鉤器也需要具備一定的強(qiáng)度，才能保障夯錘起吊時(shí)不會(huì)自動(dòng)滑落，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)下落和迅速掛鉤的目的。

在強(qiáng)夯過程中，一旦發(fā)現(xiàn)地下水位超出合理范圍，需要先采取措施降低地下水位高度，避免建筑區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生積水，繼而影響工程施工。

在進(jìn)行單點(diǎn)夯擊的過程中，選取6、8和10作為基本的夯擊數(shù)。先以6作為夯擊的基準(zhǔn)數(shù)，如果夯沉量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，那么就需要進(jìn)一步加大夯擊的點(diǎn)數(shù)。一般來說，至少需要夯擊4遍，在最后一次夯擊時(shí)需盡全力，才能最大限度地壓實(shí)土層，避免土層松動(dòng)。

無論是夯實(shí)之前還是之后，都需要從地表下面的土層中抽取土樣，用來檢測(cè)土壤成分的干濕度、密度等物理系數(shù)，為施工方案的優(yōu)化提供參考，樣品抽取的間距是垂直水平距離1m。一旦發(fā)現(xiàn)測(cè)評(píng)的結(jié)果不符合原有方案的設(shè)計(jì)要求時(shí)，就需要調(diào)整方案中的參數(shù)設(shè)置和材料選擇，確保夯實(shí)程度最大化。

在完成路基填方的強(qiáng)夯施工之后，需要對(duì)所填之處的地面路基進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估，確保路基的承載能力符合道路規(guī)劃要求。如果道路要求的承載力較大，則需要采用彎沉檢測(cè)。

沖擊碾壓

沖擊碾壓采用30～50kJ沖擊式壓實(shí)機(jī)械，正常速度保持在10～12km/h的范圍內(nèi)，在路基兩側(cè)之間來回沖碾，兩邊優(yōu)先，其次才是中間位置。同一個(gè)表層，至少需要碾壓15～20次，才能保障路面的平整和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)。沖碾結(jié)束后，還需對(duì)路面進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)，利用不同的試驗(yàn)手段和方法檢測(cè)路面和路基的密實(shí)性能，待檢測(cè)合格以后再填筑。

表1 不同路堤高度的壓實(shí)度

需要注意的是，要選≥擇連續(xù)的路段進(jìn)行沖擊碾壓，確保碾壓機(jī)械擁有足夠的掉頭空間。施工路面50cm以下的土層至關(guān)重要，所以需要密切控制其含水量，避免含水量過大，出現(xiàn)彈簧和翻漿等現(xiàn)象。

檢測(cè)

施工過程中，每一壓實(shí)層檢驗(yàn)壓實(shí)度，檢測(cè)頻率為每1000m2至少檢驗(yàn)2點(diǎn)，不足1000m2時(shí)檢驗(yàn)2點(diǎn)，必要時(shí)根據(jù)需要增加檢驗(yàn)點(diǎn)。

沉降穩(wěn)定觀測(cè)

進(jìn)行正式施工之前，在整個(gè)路基沉降區(qū)的外圍選取比較穩(wěn)定的區(qū)域，預(yù)先設(shè)置2～3個(gè)觀測(cè)站點(diǎn)，借助全站儀和水準(zhǔn)儀這兩種儀器，對(duì)基點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度和基線走向進(jìn)行明確標(biāo)注。針對(duì)路基左右兩邊的路堤區(qū)域，在坡腳至周圍2～4m的范圍內(nèi)設(shè)置觀測(cè)基點(diǎn)，按照200m一間隔設(shè)定距離。設(shè)置的3個(gè)觀測(cè)基點(diǎn)主要采用15×15×150cm規(guī)格的鋼筋混凝土固定而成。

在對(duì)路基進(jìn)行填筑之前，需要先根據(jù)觀測(cè)基點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)高度和基準(zhǔn)線的走向，借助全站儀測(cè)量出測(cè)點(diǎn)的起點(diǎn)和終點(diǎn)，并將其一一記錄在冊(cè)。在對(duì)路基進(jìn)行填筑的時(shí)候，也要保持對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行按時(shí)觀測(cè)的習(xí)慣，觀測(cè)頻率一般是3～7天，所有的觀測(cè)數(shù)據(jù)都要記錄在冊(cè)。當(dāng)觀測(cè)點(diǎn)的水平位置和豎向基線發(fā)生移位，則說明建筑地基正處于變動(dòng)狀態(tài)，出于安全考慮，應(yīng)該馬上停止地基填筑，積極采取措施以穩(wěn)固地基。

本文結(jié)合高填方路基施工實(shí)例，通過施工過程中的一系列措施，有效確保了高填方路基的施工質(zhì)量，減少了路基病害的發(fā)生，為道路后期的安全運(yùn)行提供了保障。