低填浅挖路基施工技术在公路施工中的应用研究

2023-09-26申安国

运输经理世界 2023年3期

申安国

（黔南公路建设养护有限公司，贵州黔南 558000）

0 引言

低填浅挖实际上是公路路基施工设计概念，其中，低填路段是指填方高度小于一定值的路段，而浅挖路段是指挖方路段，其挖深小于路床厚度及地面上部直接铺筑面层的路段。在开挖完成后路基土应符合相关规范提出的压实度要求及承载能力要求，若经检测发现无法满足要求，应继续进行开挖并实施换填处理。为保证路基低填浅挖施工质量效果，围绕结合工程具体情况对施工技术进行深入分析和探讨。

1 工程概况

某公路工程起、讫桩号为K0+000—K19+358，路段总长约19.36km，根据现有勘察资料，按二级公路标准设计，将设计车速确定为40～60km/h，共有三种断面类型：

第一种，一般路段，标准横断面总宽14m。

第二种，旧路改造段，标准横断面总宽为18m。

第三种，道路路段，标准横断面总宽56m。路基工程总挖方量约为23 万m3，需进行低填浅挖施工的段落回填方量为8 万m3，在防护与排水工程施工中使用的M10 浆砌片石总量约为1700m3。因路段范围内分布有软土地基，在实际工程建设中通过综合考虑决定采用低填浅挖的方法进行施工。结合该公路工程实际情况，对其低填浅挖施工技术具体应用展开分析。

2 试验段施工

为有效验证低填浅挖实际效果，在路段范围内相同区域随机选择两段长度为1km 的路段作为试验段，其中一段按照传统路基进行施工，另外一段进行低填浅挖施工。两段施工使用完全一致的施工机械设备与原材料，各试验段施工结束后，由重型车辆连续行驶10d，后借助水平仪对路面的实际下沉量进行检测。两个试验段施工完成后的现场实测结果为：1d 后采用传统施工技术的试验段路面下沉量为12.62mm，进行低填浅挖施工的试验段路面下沉量为2.94mm；2d 后采用传统施工技术的试验段路面下沉量为19.27mm，进行低填浅挖施工的试验段路面下沉量为3.64mm；3d 后采用传统施工技术的试验段路面下沉量为24.37mm，进行低填浅挖施工的试验段路面下沉量为4.63mm；4d 后采用传统施工技术的试验段路面下沉量为25.62mm，进行低填浅挖施工的试验段路面下沉量为5.33mm；5d 后采用传统施工技术的试验段路面下沉量为35.22mm，进行低填浅挖施工的试验段路面下沉量为6.12mm。根据以上结果可知，进行低填浅挖施工的试验段，施工结束后路面下沉量平均值为5.685mm；按照传统路基进行施工的试验段，施工结束后路面下沉量对应的平均值可达38.126mm。基于此，通过低填浅挖施工可有效提高路基整体强度与稳定性，从根本上减小路面下沉，与传统施工技术相比，可有效提高路基整体质量，值得大范围推广应用[1]。

3 施工工艺

3.1 总体方案

该公路工程路段范围内分布有软土地基，为减小对施工作业安全及完工后路基质量的影响，减少路基施工成本，需在低填浅挖施工开始前搭设临时便道，创造适宜的作业条件，借助小型挖掘机实施整平，确保路基开挖和运填都能在清表和便道实现贯通之前顺利完成。因各施工段的实际开挖长度相对较大，为有效保证现场施工作业进度，需进行分段开挖，开挖按照深度1.0m、宽度10m 进行，填土高度按照1.0m控制。由于场地地形地貌存在一定差异，先对存在渗沟设施的部位进行开挖，再开始换填施工。对于不同路基段之间的拼接，为减小软土地基造成不利影响，在路基拼宽处增加8.75m 的宽度，待边坡清表完成后，采用台阶的方法进行开挖。在开挖至设计要求的标准后，开始对路基进行填筑。在相邻路基段拼接过程中，可能对原路基造成一定影响，应采取有效措施进行防护，从根本上防止沉降。此外，在整个施工过程中应加强防排水，制定合理可行的防排水措施[2]。

3.2 现场放样

低填浅挖施工开始前，先在处理完成的地基表面实施现场放样，在路堤表面增设必要的标志桩，以此确定路基具体边界、坡脚与坡道等的位置，为正式施工奠定良好基础，确保施工顺利完成。这是保证路基施工质量的重要基础，须由专人负责完成。

3.3 场地清表

场地清表开始前，先对场地范围内存在的既有植被进行移植或砍伐，将砍伐下来的植物堆放到路基施工范围以外，以免对场地内的正常施工造成影响。对于路堑段边线和截流沟范围内存在的植被，需予以保留并采取有效措施加以保护。根据场地内的地形、工程地质、地下水位和填土高度，有效处理地基。在普通路段，按照30cm 的厚度对表层耕植土进行清理，并在路基填筑前夯实，清理产生的土方可在后续边坡保护过程中使用，实现资源的综合利用，减少借方[3]。

3.4 截水沟施工

按照永久性排水与临时性排水相结合的基本原则，在路基开挖施工前做好截水沟施工，并对路堑顶部表面进行平整与加固，采取合理可行的加固措施，避免开挖完成后地表积水或地下水在边坡表面大量下渗，导致坡面损坏。因冲沟可能对路基安全造成影响，应及时填筑与加固处理，并配备各类临时排水设备，防止场地范围内产生积水，从根本上保证边坡整体稳定性[4]。

3.5 边坡开挖

严格按照工程设计要求在边坡两侧进行开挖边线，按照现场设计标高确定具体的开挖深度，以此为现场施工控制提供参考和指导。对于挖方段路床底部上方需预留不少于10cm 的部分，采用人工将其挖除。待地基处理妥当后进行压实度检测，要求压实度达到90%及以上。经压实度检测确认合格后，按照从高到低的顺序进行分段和分层开挖，沿横向划分成若干工作面，以此实现流水施工。对于低填浅挖段，利用厚度为40cm 的砂性土与相同厚度的水泥土填筑整个路床，其中，水泥土的水泥用量为4%。在施工中应定期对边坡坡度及具体开挖位置进行检查，根据检查结果及时修正误差。将路堑持续开挖到设计要求的高程附近后，立即安排专业勘测人员检测路基表面实际标高。对于需进行加固处理的边坡，应严格按照设计要求施工。施工中应动态监测整个边坡结构的稳定性，如果发生滑坡或出现明显的裂纹，需立即停工并向监理工程师报告，制定有针对性措施及时处置，防止问题进一步扩大造成严重事故[5]。

3.6 低填施工

按照施工方案提出的具体要求，在低填施工过程中，松铺厚度按照不超过30cm 的要求控制，填料的实际含水量应保持在最佳含水量的-3%～+2%范围内。在对低填段进行碾压时，应始终坚持慢速碾压基本原则，压路机的实际运行速度不能超过4km/h。在实际的碾压作业过程中，应先进行静压，再连续振压2 遍，完成振压后继续静压1 遍。在振压过程中，振动强度需遵循先弱振后强振的原则，施工中严格进行把控。在该公路工程低填施工中，填料强度和粒径按照如下标准进行控制：对于上路床，即路面底0～30cm 的部分，填料的CBR 值应达到8% 及以上，填料粒径不超过100mm，压实度应达到96%及以上；对于下路床，即路面底30～120cm 的部分，填料的CBR 值应达到5%及以上，填料粒径不超过100mm，压实度应达到96%及以上；上路堤，即路面底120～190cm 的部分，填料的CBR 值应达到4% 及以上，填料粒径不超过150mm，压实度应达到95%及以上；下路堤，即路面底190cm 以下的部分，填料的CBR 值应达到3%及以上，填料粒径不超过150mm，压实度应达到94%及以上；地基部分的压实度应达到90%及以上，对于零填与挖方段路床，其压实度应达到96%及以上[6]。

3.7 浅挖施工

路基浅挖施工应分层进行，通过严格的现场控制防止超欠挖。如开挖过程中发现土质明显变化，应立即上报，并对具体的开挖施工方案进行修订。开挖施工完成后，现场的弃土应堆放在指定位置，不能沿河流或山坡进行堆放。按照相关技术方案的要求，在形成整体路堑以后，需按照不超过30cm 的厚度进行碾压，使压实度达到96%及以上。当基底土质松散或存在耕地时，要求通过碾压使压实度达到85%及以上。在整个开挖施工过程中，必须严格遵循预设的技术方案，按照各项技术参数完成操作[7]。

3.8 施工要点

在整个路基施工过程中，为保证施工质量，需采用水平分层的方法来施工，确保每个填筑层实际回填厚度保持一致。施工中先对最低点进行填筑，然后有序进行铺筑与找平。对于坡道的实际倾斜度，一般按照1%～2%的范围控制，形成良好的排水横坡，防止积水对正常施工造成不利影响。每完成一层填筑施工，都应借助推土机将表面找平，再用压实机具进行碾压处理，直至路基的压实度满足相关标准，经检查确认合格后才能开始后续填筑施工。路堤部位的实际填筑高度通常需达到80cm 以上，同时应满足最低标准要求。在现场有序进行铺筑与找平，通过必要的洒水闷料与晾晒调整填料实际含水量。对于填筑和开挖相交接的部分，如果实际填高在1.6m 以内，应及时对原地面开挖程序进行处理；对于路床底部下方40cm的部分，可采用翻松的方式进行处理，并按照6%的用量进行掺灰，为后续回填施工创造良好条件。在第一层压实过程中，要求压实度不低于93%；在第二层压实过程中，要求压实度不低于95%；对于下卧层25cm的部分，同样需采用翻松与掺灰相结合的方法进行找平和压实，使压实度达到90%及以上。在实际的碾压过程中，建议采用振动压路机对现场整个区域进行碾压，一般应先对边角处进行碾压，然后再对中间区域进行碾压。实际的碾压操作按照先慢后快的原则实施，两个相邻的碾压段落之间需要有40～50cm 的重叠。沿纵向实施碾压的过程中，需将重叠部分的宽度控制在100～150cm 的范围内[8]。

3.9 路基拼接

第一，在路基拼接时，可能产生应力集中的问题，在作业过程中应及时对拼接处产生的应力进行适当调整，并以此为基础确保新旧路基良好结合，通过对拼接融合度的有效控制防止路基沿横向产生明显的错台。在进行路基加宽施工之前，应先对路基进行必要的清理和整理，并严格遵循开挖预设相关要求，路基开挖厚度一般按照不小于80cm 的要求控制，并将整个加宽范围内清扫干净。

第二，在既有路基边坡部位进行台阶开挖施工时，需通过对清坡工艺的合理应用实现坡体清理，从根本上保证路基结构稳定性，并检查确认路基施工满足相关标准的要求后，进行开挖施工线的配置。该公路工程既有路基拼接处台阶尺寸为：高度×宽度＝1.0m×1.5m，并在台阶表面设置2%的向内倾斜坡度，使边坡倾斜度保持在1∶1.5 范围内。边坡的上端需开挖至硬路肩处，将原路75cm 以内所有土路肩挖除。如在实际作业过程中发现明显移动，则要立即停止开挖，由专业的技术人员进行处理，经检测确认合格后才能继续开挖，防止坍塌。在没有特殊要求的情况下，台阶尺寸按照60cm×90cm 控制，其水平方向上的宽度需达到90cm 以上，最高层台阶尺寸应按照100cm×150cm 控制[9]。

第三，边坡开挖施工结束后，应在做好基底处理的基础上进行必要的冲击碾压，并在条件允许的情况下在拼接处均匀铺设一道土工格栅。实践表明，采用铺设土工格栅的方法能有效防止施工中产生的不均匀沉降。在该工程施工中使用了8.0m 宽土工格栅，施工前检查土工格栅的质量，确认能达到相关标准的要求，严格按照规范要求进行施工，保证达到良好的施工质量和效果。