高陡半挖半填路堤稳定性施工技术

曾可端

摘 要 本文借仁新高速高陡半挖半填路基施工多种施工工艺的比选，说明高陡半挖半填路基最佳的施工工艺，同时通过设置路基沉降观测板及深层测斜孔了解路基沉降及位移状况，为高陡路基稳定研究提供基础数据。

关键词 高陡 半挖半填 工艺选择

1 工程概况简述

广东省仁化（湘粤界）至博罗公路仁化至新豐段TJ3标段位于韶关市仁化县丹霞街道办，线路总长度14.576 km。公路等级为高速公路，设计行车速度100 Km/h，双向四车道标准，路基宽度26.0 m（整体式），13.0 m（分离式）；平曲线最小半径1300 m；凸曲线最小半径16000 m；凹曲线最小半径10000m；最大纵坡3.5%；桥梁设计荷载：公路-I级；设计洪水频率：特大桥1/300，其余桥涵、路基1/100；地震动峰值加速度≤ 0.15 g。

本项目处于山岭纵丘区，路基工程劈山开石，深挖、高填及半挖半填路基较多。安全风险高，高陡半挖半填路基较多，地方雨水较多，旱季不旱；填料天然含水率高，含有大量煤系层；裂隙水、泉水、地表水发育。路基若处理不好，将产生不均匀沉降和沿填挖交界面的滑移，进而造成路基纵向或横向裂缝，造成路面的开裂，影响正常使用。高陡半挖半填路基如何施工，才能保证不出现上述病害，是本文的阐述要点。

2 半挖半填路基处理原理及施工要点

填方路基土质及压实度与挖方天然路基存在较大的差异，填挖土体的强度及稳定性也存在较大差异，再加上地势陡峭，填高较大，导致产生不均匀沉降。为减少不均匀沉降，应从以下几个方面着手处理：

（1）保证足够的地基承载力，地基承载力不足时采用换填处理。

（2）保证排水通畅，通过设置合理的排水设施确保地下、地表水能快速排出路基，避免因水造成路基自重加大及降低路基土质强度，导致路基病害。

（3）处理填挖交界面。填挖交界面受力复杂，是产生滑移的起点。通过在天然路基上设置内倾的台阶及土工格栅，增加滑动面的抗阻力。土工格栅对填料提供了较大的抗弯刚度及抗剪强度复合体。此复合体能够隔离应力和位移传递，从而柔性过渡并协调路基沉降，土工格栅的加筋作用减少了土中竖向应力及剪切应力，增加了路基稳定性。

（4）提高填方路基的压实度，减小填挖路基压实度的差异。随着科技的发展，重型压路设备发展速度快，36吨高性能压路机、三边冲击碾压设备、液压夯设备不断涌现，采用上述新设备施工，提高路基的压实度，减少沉降差异。

3 施工工艺介绍

3.1 基底处理

将路基基底范围内的淤泥及其他非适用性材料挖除换填成透水性好强度高的材料，如砂砾、碎石、石渣等，增强地基承载力；增加片石、碎石盲沟，将裂隙水、泉水、地表水引出路基以外。盲沟的尺寸根据水量的大小一般为1m？m片石盲沟，片石包裹透水土工布。

3.2 台阶开挖及土工格栅铺设

3.2.1 开挖台阶工艺流程

（1）将坡面的树木、草根、松土清理干净。

（2）沿坡面上填挖交界处开挖台阶并夯实。台阶宽度不小于2米，并设置内倾4%的横坡。夯实设备可采用小型压路机或手扶振动碾。

（3）路基填筑至台阶高度时，开始铺设土工格栅。

3.2.2 土工格栅铺设施工工艺

（1）施工工艺。清理平整土层顶面→标出铺设范围、方向→铺土工格栅→锚固土工格栅内端头→填土（石）→回折土工格栅外端头。

（2）施工方法。铺土工格栅前首先对压实层顶面进行清理，表面应平整，不得有坚硬物凸出。根据填层宽度确定土工格栅铺设内、外边界，用白灰撒线标出土工格栅铺设范围、方向。按铺设土工格栅的长度现场下料，长度不小于10m。将土工格栅强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向，土工格栅横向叠合长度不小于20cm，将土工格栅绷紧并用u型钉固定。土工格栅铺设应平顺无扭曲，与下层密贴好。土工格栅上填土完毕后，人工回折土工格栅外露端头。

（3）土工格栅上的第一层填土摊铺宜采用轻型推土机或前置式装载机，填料的摊铺与填筑从路堤的中线位置开始，对称地向两侧填土；一切车辆、施工机械只容许沿路堤的轴线方向行驶。

3.3 路基填筑及补强

路基压实厚度不得超过25cm，采用22-26t压路机进行碾压，压实度达到95%以上，除正常碾压外，还需要采取补强措施进一步提高路基的压实度，减少工后沉降。

3.3.1 高性能36吨压路机补强

36吨超重吨位超大激振力全液压自行式振动压路机，不仅可以高效充分压实当前层，还可以对深达一米的先前层进行补强，把正常碾压和补强碾压施工进行有效结合。每正常填筑3层，采用36吨压路机补强一次。见图2。

3.3.2 高速液压强夯机补强

对于边角地段无法用压路机压实的地方采用液压强夯补强。见图3。

高速液压强夯机是一种独特的夯实设备，采用独特技术填补了传统的表层压实技术和传统强夯技术间的空白。该机是基础工程夯实的得力设备，可以快捷、迅速地安装于挖掘机或装载机上，具有良好的机动性、可控性和高效性。液压强夯的加固原理：动力密实、动力固结、动力置换。

清理整平场地，确定夯点位置、测量高程，起重机就位，测量夯前锤顶标高，夯击，按设计控制标准和要求，完成一个夯点的夯击，重复以上工序，完成第一遍全部夯点的夯击。

3.3.3 冲击碾压

为进一步提高路基压实度，当工作面足够大，采用冲击式压路机每填高2米增强补压一次，每次冲击碾压20遍。

冲击压路机以非圆形轮沿地面对土石材料进行静压、揉搓、周期性冲击的连续作业，产生强烈的冲击波，向下具有地震波传播特性，以25KJ三边形双轮冲击压路机在石渣、沙砾路基上冲击压实为例，压路机按12 KM/h速度冲碾20遍后，实测深度0.8 m处的平均垂直动土压力为1366 kpa，相当于对地面产生冲击力200t～250t，产生的冲击功可达到超重型击实功，可使地下深层土体的密实度不断累积增加。

4 结束语

路基施工结束后通过沉降观测板、深层位移孔等先进的检测手段检测，路基沉降位移均在规范控制范围内，有效防止了高陡半填半挖路基的不均匀沉降的发生。

参考文献

[1] 中华人民共和国交通运输部JTG F10-2006公路路基施工技术规程[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2] 中华人民共和国交通运输部JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[S].北京：人民交通出版社，2010.