浅议高填方路基施工与沉降控制

2010-02-13安徽省黄山市公路管理局屯溪分局

中国建设信息化 2010年11期

◎ 安徽省黄山市公路管理局屯溪分局李萍

近几年，我国道路建设正面临高速发展时期，随着经济建设速度的加快，汽车行驶速度不断提高，对道路的行驶舒适性和安全性要求也越来越高。在公路工程中高路堤一般是最受重视的分项工程之一，路基沉降，特别是不均匀沉降，导致路面开裂、沉陷，严重影响道路的行驶质量及使用寿命。有效减小路基沉降，消除其所带来的危害是公路建设科技领域的一个重要课题，其研究意义重大。

1、高填方路基施工的特点

相对一般路基而言，高填方路基具有以下特点：①填筑高度大，要求路堤本身具有足够的整体强度和边坡稳定性；②填筑断面面积大，填筑工程量巨大，路堤的填筑缺陷相对较多，填筑质量保证较为困难；③路堤本身累积沉降大，对路堤填筑高度的工后沉降要求更为严格；④高填方路堤的地基土体受填方体施压下会产生压缩变形和填筑体自身重量作用产生的压密变形，这两种变形需要在一定的时间内逐步达到稳定。

因此,在工程施工过程和工程完工后的车辆营运阶段，发生的病害较多，而且较难处治。高填路基常见的病害有：路基整体下沉或局部沉降，路基纵横开裂，路基滑动或边坡滑坍。随着路基填筑结束，虽然地基所受填土产生的土压力趋于稳定，但由于多种因素(施工、行车、环境等)影响并通过实际观测资料证明，还不能立刻稳定下来，需要经过约8～12月时间，才能使路基逐渐趋于稳定。

2、高填方路基施工要点

2.1 施工前先填筑试验段。施工前选择长度不小于200m的填方地段作为试验段，以取得压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数及碾压速度、工序、每层材料的松铺厚度、压实厚度、沉降差、材料的含水量等有关参数以指导施工。

2.2 确定压实标准和填筑厚度。高填方路堤施工应从最低处起自下而上分层填筑，逐层压实的方法，并根据压实机具的有效压实深度和压实度要求确定每层的填筑厚度。每一层填土都经充分压实并经检验满足规范要求后，再进行下一层次的填筑施工，以保证路堤在整个填筑高度范围内均满足压实度和稳定性要求。深度和铺层厚度也是影响压实效果和压实生产率的重要参数。通常，使用18T以上振动压路机的最佳碾压速度为3 ～6km/h，最佳压实层厚度0.2～0.3m。而冲击压实机的冲击功能可较振动压实机增加5倍，有效压实厚度可由振动压实的0.2～0.3 m，增加至1.0～1.5m,且碾压速度较振动压实机提高两倍。

2.3 分层均匀摊铺、整平。根据碾压机械及填方材料类别、地质等实际情况，在试验路段提供的施工参数确定合适的松铺厚度，均匀摊铺填料，并整平、碾压。为利于填方路基的排水，在填方施工过程中路基横坡应控制在3%～4%以内。

2.4 振动压实、冲压补强。首遍轻震稳压之后，再强震压实。碾压完毕后进行冲压补强施工，以提高填方压实质量，均匀填方的压实程度，加速填方的固结变形，提高地基承载力。

2.5 边坡防护。高填方路基边坡坡面暴露面积大，雨水冲刷和侵蚀常使坡面产生冲刷、变形、滑坍和沉降等破坏，应进行工程防护、生态防护及边坡排水等处理。

3、高填方路基沉降的防治措施

3.1 高填方地段施工前准备工作

施工前仔细对填方区进行现场勘查，掌握填方区地质情况，对于特殊地基，根据设计和施工规范的要求，按特殊地基处理方法进行基底处理；对于一般原地面，先将原地面树木杂草及腐植土清除，并疏干积水、凉晒、平整，原地面纵坡大于12%或横纵坡陡于1：5的地段挖成宽度不小于2 m且坡度向内大于4%的台阶，然后用压路机碾压到规范要求的压实度。

3.2 重视路基填料的选用

高填方路基填料优先采用强度高和稳定性好的材料，碎石土和砾石土具有足够的强度和水稳性，是修筑高路堤的良好填料。如果土场填料用量不能满足施工用量而采用其它土场填料时，应严格按规范和设计要求取用，拟采用的填料须完成液限、塑性、击实、承载比等试验，确定相应的技术指标均能满足要求后，方能作为该路段的路基填料；对于填石和土石混填的路堤，要严格控制填料的最大粒径，填料的最大粒径在底层（路床底面1.5 m以下）不超过分层厚的2/3；为使压实均匀，在填筑次层时，上下层石块不得重叠，大粒径石料均匀分散在填料中，石料间孔隙应填充小粒径石料、土和石渣。应采取措施分层填筑和分层碾压，一层厚度不超过20～30 cm。优先采用CBR值较高的填料，路床以下80～ 100cm深度内必须采用碎砾石夹土作为填料，填料粒径应小于150mm，其中碎砾石含量应占全部重量的30%～50%；另外，性质不同的填料应水平分层、分段填筑，分层压实，同一水平层路基的全宽应采用同种填料，不得混合填筑。每种填料的填筑层的压实厚度不小于0.5m～1.0m。

3.3 高填方路基施工的几点要求

1）压实与压实度。高填方路基施工中应分层铺筑，均匀压实，每一层的压实度应符合《规范》的压实度标准。2）路床土质应均匀、密实、强度高。3）高填方路基基底范围内地表土层有对树根草皮或腐殖土时应予清除。由于地表水或地下水影响路基稳定时，应采取拦截、引排等措施，或在路堤底填筑不易风化的片石、碎石或砂砾等透水性材料。路堤基底为耕作土或松散土时，必须做好填前碾压工作，其压实度要求不低于重型压实击实标准的90%。4）高填方路基基底承载能力应满足设计要求，特殊路段或承载能力不足的地基应按设计要求和施工规范进行处理。5）高填方路堤的地基土体由于填筑体对其施加较大压力，会产生压缩变形，填筑体自身重载作用也要压密变形，这两种变形的完成都需要一定时间才能完成，并逐步达到稳定，因此优先安排施工是十分重要的。同时在施工中应进行沉降观测和控制填筑速率。6）高填方路基的边坡应根据填料种类、边坡高度和路基基底工程地质条件等确定。填方边坡高时，可在边坡中部每隔8～10cm设边坡平台一道，平台宽度为1～2cm，用浆砌片石或水泥混凝土预制块防护。平台应设坡度为2%～5%的缓坡并向外侧倾斜。受水浸淹的路基填方边坡坡度，在设计水位以下部分视填料情况可采用1:1.75～1:2.0，在常水位以下部分可采用1:2～1:3。如用渗水性好的土填筑或设边坡防护时，可采用较陡的边坡。

3.4 完善内部排水系统

尽可能减少路表水渗入路基及路面结构，必须处理好路肩的排水及防渗问题，并做好路面裂缝的封堵工作，对渗水的接缝，要及时更换密封性好的填缝料，防止雨水从路面板的接缝或裂缝处深入。在资金允许的情况下，为加速雨水的排除，减少雨水的下渗量可在路面边缘设置排水沟、边坡设置急流槽将边沟水引至边坡急流槽将水排出路基以外；另外应对路堤渗水部分的填筑材料进行严格控制,选取水稳性高及渗水性好的填料进行填筑，以防止渗透动水压破坏路堤边坡的稳定。对大填方长的涵洞，优化其平面位置，不放置与填方上，一次性挖至基岩，提高涵底高程,采用动态设计与反压平台匹配。

3.5 配合采用新工艺

1）固化剂法。在处理高填方路基的沉降中。如果更换路基填料受到限制，且填筑数量不大时，在原坡料中掺入一定数量的固化剂来处理路基沉降。固化剂作为一个特殊的建筑材料。其不同的物理性质和化学成分决定了不同的类别和固化方法。采用特殊工艺将浆液注入土中使土固结。适合于深层土的固结。

2）粉喷桩法。对于处理10cm以内路基下沉病害。采用粉喷桩加固技术是较为理想的一种方法。粉喷桩处理软基土是通过专门的机械将粉体固化剂喷出后在地基深处就地与软土强制搅拌。利用固化剂和软土之间新发生的一系列物理化学反应，在原地基中形成强度、刚度较大的桩体，同时也使桩周土体性质得到改善。桩体与桩间土体形成复合地基共同承担外荷载，它对提高地基承载能力、减少地基的沉降量有明显效果。使用粉喷桩加固路基应认真调查路基病害的情况。认真做好粉喷桩施工的设计，施工中要严格掌握固化剂掺入量。粉喷桩龄期。土样含水量。混合料搅拌的均匀性。着重抓好以下几个施工环节：严格按粉喷桩施工规范施工。严格掌握钻机的就位、钻进、停钻、提升、停喷、重复的工艺流程。做好粉喷桩的质量控制。