山区高速公路高填方路基施工质量控制措施

吴红丽

宿迁市求质市政交通工程检测中心

山区高速公路高填方路基施工质量控制措施

吴红丽

宿迁市求质市政交通工程检测中心

结合福建省高速公路建设施工的实际情况，主要介绍目前我国山区高速公路高填方路堤施工的工艺措施，并根据作者的经验，简要分析了高速公路高填方路堤发生病害的原因，并提出了高填方路堤施工的关键技术及质量控制的关键环节。

福建省地区多为山岭重丘地带，地形多山、多水，因此对于该地区高速公路的建设就提出一个重要的问题，即如何解决高填方路堤的问题。以往其他山区地段修建高速公路的过程中，都曾出现过因地质、地貌的不同，而导致高填方路堤失稳的现象。因此，如何确保高填方路堤的稳定性，成为山区高速公路修筑中必须解决的问题。所谓的高填方路堤是指填方总高度超20.0m的路堤，若水稻田或常年积水的地带，当采用细粒土填筑时，高度在6.0m以上时也划为高填方路堤的范畴。

高填方路堤病害的原因分析

高填方路堤的施工中，由于路堤所处的环境千变万化，随着时间的推移，在重复荷载的作用下发生的病害问题较多，且较难治理。高填方路堤多会出现边坡滑坍或路堤开裂、沉陷、滑动等病害。以下简要分析几种病害情况产生的原因。

（1）路堤设计不合理，主要因为设计过程中所考虑的地质条件不全面、土工实验资料等不能完全反映现场各段落的实际情况。

（2）施工工艺不当；填料不合格，填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土的劣质土。填筑工艺不当、厚度控制不均匀，接头处理不到位，或者压实的工艺不当。

（3）技术、质量管理措施不严格。

高填方路堤施工前的准备工作

路堤填筑前需认真做好相关的准备工作，只要在必要的准备工作做的充足的情况下，才能保证整个路堤施工过程中质量始终受控。

（1）首先要对原地面进行调查和处理。福建地区常年雨季时间较长，各种植被生长茂密。因此在填筑施工前，必须对地表植被以及根系进行彻底清除干净，必要时挖除非适用土质并采取相应的换填措施，然后分层压实恢复到原地面的高程，以保证路堤的填筑质量。

（2）坡面连接处的处理。原有坡面较大时，应根据坡面现有地形，将坡面分段做成底宽不小于1m的台阶，且每处台阶顶面应向内倾斜5%左右，并分层夯实处理，防止路堤的滑移。

（3）高填方路堤施工前，要对所使用的填料做好相应的试验检测，确保各项指标满足要求。在开工前要选定具有代表性的路段进行试验段施工，以确定相应路堤施工的松铺厚度、压实遍数、机械组合、压实厚度等施工参数，并上报试验段总结报告，便于后期施工控制。

（4）完善的质量保证体系、施工技术方案。施工生产对于技术方案的要求越来越高，承包单位必须在高填方路堤施工前，建立、健全质量保证体系，同时根据现场情况编制切实可行的施工技术方案。

高填方路堤的施工阶段

路堤随着填筑高度的增加其工后沉降也随之增加。实践证明，车辆荷载作用影响仅为100cm左右的深度，高填方路堤的沉降主要是自重作用。因此，路堤填筑的压实度控制尤为重要。同时鉴于福建地区的气候、土质等因素，应合理安排施工时期，并确保路堤填筑完成后有足够的工后沉降时间，以便对不足部位进行有效处理。从而减少或避免在投入运营过程中，路面产生裂缝、车辙、沉陷等病害。压实度主要应从以下几方面控制：

（1）填筑材料的选择要符合要求，根据施工准备阶段所确定的土质进行填筑，施工过程中避免将不同性质的土进行混填。当填料发生变化时，都必须要重新取样进行重型击实试验，以确定其最佳含水量及最大干密度，以便指导现场路堤施工。

（2）严格控制施工时的填料含水量。含水量是影响压实效果的重要因素，含水量较小时，压实效果较差，容易出现表面松散、碾压不密实等问题；含水量过大时，土中的自由水较多，施工中会出现“弹簧”现象。只有在接近最佳含水量时，压实效果最佳。从理论而言，在最佳含水量条件下的土体，压实强度及稳定性最佳。因此必须在施工过程中严格控制填料的含水量，含水量过大时现场可采取翻晒，进行碾压时在最佳含水量±2%的范围内才允许施工，且尽量避开雨季施工。

（3）分层填筑、碾压。采用水平分层填筑法进行路堤填筑施工。现场压实时，填筑的松铺厚度应根据试验段结果的各项参数确定，且分层厚度不应超过30cm。

（4）路堤边缘应加宽30～50cm与整体同步填筑，以避免因压实不到位到位，形成松散而造成雨后冲刷滑坍，保证路堤的压实质量。碾压时由外侧向内侧方向碾压，如果方向相反将会对填料向外侧挤推，造成边缘下沉，且接头容易处理不当。

（5）路堤在压实过程中，严格按照试验段已确定的机械组合（压路机、推土机、平地机等）进行落实。只有按既定的机械组合、碾压遍数、填筑厚度等要求组织施工，才会更加经济地达到设计规定的压实度。同时在碾压过程中一定要控制好压路机的碾压速度，按试验路段确定的速度实施；为保证压实效果避免漏压现象，相邻两次的轮迹重叠应达到20cm以上。

（6）在施工高填方路堤的过程中，往往需要进行补偿压实，补偿压实要根据具体的填料选择合适的压实方法，如振动压实、强夯及冲击压实。目前福建省在建的高速公路多采用冲击压实进行补偿压实。这一原理是将原来压路机的圆形轮型变成三边形（或多边形），利用该钢轮在路堤上的连续滚动，并在滚动中完成冲击轮自身质量的重心抬高、下落形成冲击势能，从而对路堤土基进行冲击压实。

（7）加强现场试验检测，是保证压实效果的必要手段。要求每层必须检测压实度。其检测方法多采用灌砂法，检测频率为每2000m3检测4处，选择的检测点必须有代表性，避免路堤边缘地段漏检，以确保路堤压实的整体质量。对所检测的压实度数值要采用数理统计分析的方法，验证压实度代表值，以满足设计的要求。对压实度不合格的层次或段落必须继续碾压处理，复检合格才能进行下道工序的施工作业。

（8）密切关注现场填料的变化，如填料土质发生变化时，必须取样重做重型击实试验，以准确确定其最佳含水量及最大干密度。现场检测时所用的标准砂也必须经常进行标定，保证压实度检测结果的准确、可靠性；在现场灌砂法的检测操作时，开孔底部必须取贯穿该层填筑厚度直至上一层的顶面为止，以保证检测数据的准确、有效。施工过程中加强层层质量控制，才能保证路堤的整体压实质量。

（9）做好施工工艺控制，才能保证高填方路堤的整体稳定性。当填筑地段的路堤所处斜坡时，且原坡过陡（大于1：5）时，原地面要分段、分级开挖台阶，做成底宽不小于1m的台阶，且每处台阶顶面应向内倾斜5%左右，并进行分层夯实、碾压，切不可人工修筑“假台阶”。结合现场实际情况，一般对于类似较差的地质条件的地段，设计中增加了土工格栅等加强辅助措施，施工中应严格按设计进行规范安装操作，以确保高填方路堤的整体稳定性。

（10）必须重视水的处理问题。排水设施的合理设置，有效地排除地下水与地表水，如此才能有效减少路堤各种病害的产生；尤其对于福建地区，山体中地下水丰富，更应当重点考虑路堤的纵横向排水设施，否则将会造成路堤长期受水浸泡、垮塌等严重后果。

①地下排水。为了将地下水畅通的排出路堤外，可采用设置碎石盲沟、设置暗沟或渗沟等多种方式。目前大多数的方法是采用盲沟的形式引排地下水。高速公路施工过程中应加强重视盲沟的施工质量，盲沟施工中应重点检查盲沟平面位置、断面尺寸、深度及底部高程；盲沟基础质量；盲沟墙身的密实度、垂直度；不同透水材料的填筑层次和土工合成材料等指标。

②地面排水。为了保持路堤能处于稳固、干燥状态，必须将影响路堤稳定的地表水进行有效的拦截和排除，同时做好防止下渗、漫流的措施。做好路堤周边排水设施，形成有效的排水系统，并与地区排水规划相协调。在路堤施工期间，应重视施工排水，防止因各种原因造成不必要的损失。

经实践证明，因地制宜采用的地面排水设施，如边沟、截水沟、急流槽以及地表的横向排水管，均取得很好的效果。

高填方路堤施工中应注意的几个问题

为确保高填方路堤的施工稳定性，保证其使用寿命和年限，在施工过程中应注意几个问题：

（1）液限大于50%，塑性指数大于26的土，属于高液限的土质。由于高液限粘土液限高、塑性指数大，极易出现吸水膨胀和失水收缩的现象，此类土属于不良路堤填料，不能用于福建山区高速公路路堤填筑，若在施工高填方路堤时遇到该种土质又必须使用时则需要采用工艺法进行改良处理，以防给路堤的施工质量留下隐患。

（2）福建山区修建高速公路，填石路堤是无法避免的一种路堤结构形式。填石路堤的填料，主要来源于大量的石质挖方和隧道弃方。因此，施工中应考虑在合适的部位和层次上使用石料填筑。最好的做法是在路堤施工的基础部位，采用填石路堤，一方面可以起到加固路堤的作用，另一方面可以有利于解决地下水的问题。

（3）要重视台背回填的处理。结构物和路堤交界处由于是刚、柔性衔接的位置，易产生不均匀沉降，造成今后路面起伏、开裂和桥头跳车。因此要重视台背回填的施工质量，要选择合适的透水性材料、分层压实，每层厚度不超过15cm；若采用砂性土填筑则要严格控制压实度指标，最大限度的减少工后路堤的压缩沉降。

（4）要重视软基处理。高填方路堤路段若遇到软基，则一定要慎重处理，确保软基处理到位。高速公路的建设中，软土层或淤泥层较薄地段，一般采用砂垫层的处理方式，必要的部位进行了置换填土。以往的高速公路也有采用反压护坡、抛石挤淤等方法进行软基处理的。但无论哪种方法都必须认真对待，严格施工，否则留下的影响将是巨大的。对于施工部位的处理，可采取增设土工格栅、垫隔土工布等办法进行加固处理。

（5）要重视高填方路堤的沉降观测。沉降观测对于高填方路堤施工具有重要的意义，一则可以发现其在施工中具体的沉降指标，指导下一步施工，同时也可以将隐患最早的发现，避免通车后出现严重的质量事故。一般要安排对中心填高大于10m且进行过换填的地段每处进行1～2个断面的沉降观测。沉降观测含位移观测和水准观测两个方面，要通过布设位置桩和水准桩来完成测量任务。沉降观测点要求根据实际情况布置在路中心、两侧路肩处，每填筑一层观测一次，如果两次填筑间隔时间较长，则每3d至少观测一次。

（6）要重视边坡防护的功用。无论采用硬防护还是软防护，都必须严格按照设计图纸的要求施工。边坡防护对于整个边坡的稳定具有一定的影响，即便是植草皮、液压喷播植草、三维植被网或土工格栅植草等软防护都有其功效。一方面防护可以有效减少边坡土受重力和雨水冲刷产生滑移，另一方面植被的根系也可以起到稳固边坡坡面的作用。

结束语

随着我国高速公路建设的迅速发展，山区高速公路的建设也将越来越多。由于各方面的原因，我国对于高填方路堤的质量控制还不是非常完善，尤其是在高速公路建设过程中，常会遇到各种各样的问题，对后期高速公路运营的安全性与舒适性都有一定的影响，因此施工中对其质量的控制就提出了更高的要求。建设高质量的高速公路高填方路堤是目前和以后高速公路建设中必须面对和解决的问题，相信通过全国公路研究者及建设者的不断探索，我国在这方面一定会有更好的发展。