高速公路项目中的高填方软土路基施工技术

李伟东

（广东冠粤路桥有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

对于高填方公路而言，其软土地基段的施工十分特殊，不仅会影响其运行稳定性，还会影响其安全性。在具体施工过程中，需结合项目实际情况，查找其中存在的问题，对相关技术要点进行分析，加强研究，选择合理、有效的处理方式，确保施工的顺利进行，进而提高施工质量，为公路交通的安全使用提供有力保障。

1 工程概况

广州新白云国际机场第二高速公路北段工程第SG01 合同段，起讫里程为K0+000—K3+850，线路长度3.850km。其中，挖方130 万m3（含互通），填方77.52 万m3，弃方57.77 万m3。桥梁1.6774km/4 座，桥梁比例43.57%，互通立交1 处。

路基施工分为主线、山前枢纽互通立交两种类型：主线部分：K1+400—K3+240，长1840m。

山前枢纽互通立交部分：

主要为山前枢纽互通立交主线范围、各匝道、立交路路基填筑施工。

2 高填方情况概述

对填方中心≥15m 或边坡高度≥20m 的段落以及陡坎地段，采用增强补压措施。路基按高填方处理。该工程存在四段高填方段落，见表1。

表1 高填方段落及其处理措施

3 施工技术

3.1 施工流程

路堤填筑分层进行，根据填筑总量均匀分层，挑选优质的填料，逐层施工。每层填筑、碾压后，安排质量检验，确认无误后施工后一层。第一层强夯高度从填方高度为4m 时开始，严格按照设计方案组织强夯作业，上路堤每填高4m 安排一次强夯，以此提高路堤的稳定性，尽可能减小路堤沉降量，高填方软基施工流程见图1。

3.2 试夯

正式夯击前组织试夯，确定夯击作业点位与结构物的安全距离、夯击遍数等。试样区域的尺寸以20×20m 为宜，需具有代表性，夯击前应对现场做整平处理。夯点按正三角形排列，测量各夯点的位置，测量场地标高，作为夯击效果分析时的参考数据。经过一遍夯击，测量夯击面标高并与原始场地标高数据进行对比分析，夯沉量在5cm 以上时，安排第二遍夯击，若夯沉量在5cm 以内，则无需继续夯击，否则安排第三遍的夯击，依然判断此时的夯沉量是否在5cm 以内，按照相同的思路作业。夯击后，确定夯沉量在达到5cm 以内之前的遍数，并根据此遍数进行大面积的正式夯击[1]。

3.3 施工要点

第一，路堤填筑至普夯设计面时，检测夯击前的压实度，供对比分析使用。夯击期间加强观察，判断夯击作业是否会对周边建（构）筑物造成影响。第二，在确定普夯作业范围、夯点的布设位置后，用仪器测量放样，用小木桩做标记，以便根据各测放的夯点在指定位置精准施工。全面复核夯点测放结果，绘制夯点布置图，对夯点进行编号，按照顺序依次完成各点的夯击作业。第三，根据试夯确定的方案组织试夯作业，需在大样图的夯点处标记各点的夯击深度，以此为依据，做有效的夯击处理。第四，从路基中线开始向两侧推进，将普夯施工有条不紊地落实到位。第五，施工遵循动态化的原则，加强对现场施工情况的观察，若与试夯获取的信息存在差异，应立即分析原因，对普夯施工工艺做出调整，保证普夯的有效性。第六，填筑层石土比例失控时，可采取翻挖、重新填筑的处理方法，翻挖深度约为1.2m。第七，为达到压实度和平整度的标准，普夯后需用振动压路机碾压，强化夯击效果。

3.4 施工机械的准备

在机械化施工模式下，合理配套机械设备是顺利施工的关键前提。施工单位应从现场情况出发，适配合适的机械设备，保证规格和数量的合理性；注重对机械设备使用前的性能检验和日常运行过程中的定期检、维修，使机械设备保持良好的运行状态，降低机械设备故障率，以免对施工造成不利影响（耽误工期、影响施工质量、增加施工成本等）。在机械设备的配置中，除了考虑单台设备的稳定性外，还应兼顾机械设备间的协同运行特性，集多台机械设备的优势于一体，高效推进高填方软土路基施工进程[2]。

3.5 铺筑试验路段和基层处理

于现场选取具有代表性的路段，经过试验后确定科学施工方案，作为施工的引导。试验以安全为前提进行，根据质量和作业便捷性的要求，做好机械设备配套、碾压次数等方面的优化。铺筑时，应及时检查现场状况，根据采集的数据判断是否存在质量问题，若有则妥善处理，并对相应施工工艺进行优化。残留在地基上的杂草、树枝等杂物均要清理干净，以免影响公路结构的密实性和平整性。公路路堤必须稳定可靠，斜坡的检测结果应具有较高精度，用于反映真实状况。基层坡度斜率＞20%时，应开挖台阶并加强防护，营造安全的施工环境。台阶宽度以1m 以内为宜，台阶必须稳定可靠。

3.6 填方区上料及摊铺的平整

第一，严格检验材料，确认无误后进场使用。以填料的质量控制为例，粒径、硬度、杂物含量均是重点检验指标。第二，妥善规划材料的运输方式，用运输能力强的车辆将材料运送至现场。装料后应加强防护，减少环境因素对材料质量的影响。运输车辆应平稳行驶，尽快将材料运送到场。第三，卸料时，要控制卸料的范围和各部位的厚度，保证材料分布的均匀性。第四，卸料后安排摊铺，必要时采取分层摊铺的方法，加强对各层的质量控制。摊铺时，以机械摊铺的方式为主，借助机械设备的性能优势提高摊铺作业效率。对于机械设备难以覆盖到的边角部位，可调整为人工摊铺。但是，人工作业易掺杂大量主观因素，因此必须由有资质的人员规范作业，摊铺时要加强质量检验与控制。第五，摊铺完成后，用压路机碾压，使填料由松散状态转变为密实、平整。

3.7 填方碾压施工

碾压有利于提高路基的密实性，宜从两侧开始逐步向中间有序碾压，曲线段调整为先内侧、再外侧的碾压顺序，碾压遍数可根据现场施工条件、摊铺料的性质等予以控制。碾压过程中，压路机以4km/h 的速度匀速运行，禁止随意大幅度变更速度或急刹车。局部经过机械碾压后仍无法满足压实要求时，辅以人工强夯措施[3]。

3.8 压实度和含水量的检测

公路路基施工的质量控制指标较多，其中以压实度为关键。施工人员需及时检测路基的压实度，将测量数据作为评价路基质量的指标之一。在采取分层施工的方式下，逐层检验压实度并进行控制。含水量的高低直接影响着路基的压实效果，例如，含水量偏高时，路基的强度降低，密实性、稳定性均不足。因此，针对含水量偏高的路基，可以使用清淤换填的方法加以处理。根据现场地质条件制定清淤换填方案，在监理单位会同业主审批通过后，方可实施。施工人员应严格控制清淤的深度，挑选优质的填料换填。

软基地层的存在影响着公路的建设效果，必须全面处理，挖除含水量高、稳定性不足等不满足施工要求的部分，换填碎石、砂砾等优质材料。基坑开挖深度＜2m 时，利用挖掘机将开挖土转至指定区域堆放；深度达到2m 及以上时，首先挖除端部，再向中间部位推进，视现场施工条件和施工要求修筑临时运输便道，以便车辆的顺畅通行。软基开挖的干扰因素多，开挖期间可能出现渗水现象。水的存在严重影响着软基的正常施工，因此需加大抽水力度，并采取完全清除后统一换填或边挖边填的方法。碾压设备可选用振动压路机，经过特定遍数的碾压后，提高换填材料的密实性[4]。

3.9 路面沉降稳定方面

3.9.1 沉降稳定性的检测

在现场具有代表性的区域布设测点，获取到的测量结果可反馈真实的施工状况。测点应布设在沉降区外稳定性较好的部位，可在路基脚、坡脚及坡脚外三处分别布设测点。为获得全面的测量结果，测点间距应控制在200mm。测量设备为水准仪和全站仪，由专员及时记录测量数据，据此判断沉降的稳定性。

3.9.2 沉降处理技术

路基沉降是高填方路基施工中的常见问题，根据该项目的施工条件，采取如下沉降处理技术：

第一，以相对较慢的速度填筑，保证填料的均匀性和密实性。尽早施工高填方路基，路面路基施工放在后续进行，以便留出充足的时间使高填方路基沉降至相对稳定的状态。

第二，针对基底做压实处理，保证地基的稳定性。以谷底和斜坡两处尤为关键，采取开挖台阶的方法可取得较好的效果。鉴于填筑工作量大，根据总填筑厚度均匀划分为多层，逐层填筑到位。

第三，由于软基的承载性能不足，需要对其采取处理措施，减小软基对施工的不良影响。原地面以上1～2m 属于重点处理区域，先向该处填筑硬质石料，再向石料间的缝隙内填入小碎石，采取压实措施，提高填料的密实性和平整性。局部路基填方高度在20m 以上时，施工过程中应加强对路基稳定性的分析，有失稳的发展趋势时要立即采取支挡措施[5]。

4 高填方路基施工控制

4.1 严把材料质量关

填料作为高填方路基施工中的重要材料，其粒径、干净程度、含水量各方面均要满足要求。应精心挑选料源，材料进场时要安排质量检验，剔除所有不达标的部分。以优质的材料为基础，结合科学的施工工艺，有效建设高填方路基。

4.2 摊铺与压实

以试验确定的方案为准，由施工人员依据方案要求规范摊铺与压实。填料摊铺环节应做好摊铺速度、各层填筑厚度、摊铺面宽度等参数的控制。摊铺后安排碾压，由专员操作机械设备，匀速完成特定遍数的碾压作业，使路基在碾压后具有密实性与平整性。

4.3 加强防护

施工场地周边存在房屋建筑、涵洞等建筑物时，要采取防护措施，确保振动夯实过程中各类既有建筑物不受影响。其中，预留安全距离、挖设隔振槽是常见的防护方法。

4.4 安全距离

涵背已做回填地段安全距离取15m，具体的安全距离可根据结构物振动及变形的观测结果灵活调整，以不对周边建筑造成影响为前提灵活施工。

4.5 高填路基按分层填土、分层压实的方式施工

第一，加强地基处理。采用清除基底松软土层、换填粗粒土等措施增强地基的承载力；采用加宽基底台阶的方式提高路堤的稳定性。第二，高路堤为半填半挖形式或陡坡路堤时，应从现场施工条件出发，采取填挖交接或陡坡路堤处理的方法，保证建设成型的高路堤形态合理，结构稳定可靠。第三，为控制高路堤填筑质量、确保边坡稳定，要求对高路堤进行动态变形监测。第四，填方中心≥15m 或边坡高度≥18m 的路段及陡坎段均有失稳的可能，在稳定性控制要求高的施工状况下，需采取增强补压措施，促进地基密实，最大限度地减小路基的不均匀沉降量。每压实填高4m 进行一遍强夯，路床顶以下0.8m 处强夯一次，夯锤重20t，夯锤直径2.5m，提升15m，夯点间距为4.5m，按正三角形布置，每遍夯击4 次，共夯击3 遍。夯击期间要及时测量夯沉量，停夯标准为最后两击的夯沉量不超过5cm。

5 结语

综上所述，高填方路基施工具有填筑断面面积大、填筑高度大、施工条件复杂等特殊性，高填方路基施工不到位易导致路面出现开裂、沉降或其他异常状况，行车安全性和公路结构耐久性也会受到影响。在高填方路基施工中，需加强对路基的沉降控制，尤为关键的是对软土路基的处理，应以清淤回填或其他可行的方法改善软基的既有状态，为公路其他结构的施工打下坚实的基础。施工单位采取的路基施工工艺必须适用于现场环境，施工中还要加强质量检验与控制，保证路基的施工质量。