高速公路建設中路基施工技術

摘要：近年來，隨著公路建設的步伐加大，我省高速公路的建設，在設計與施工方面也取得了很大的進步，采用先進的勘察、測量手段為公路路基設計提供了可靠技術資料。文章結合本人工作經驗對公路工程穩定路基技術的現狀進行了綜述。

關鍵詞：公路；路基；施工技術

前言

隨著公路建設的大步前進，高速公路的建設，在設計與施工方面也取得了很大的進步。當今對路基要求的越來越高，對施工中質量的管理、以及科學的施工工藝提高，要求我們應該在這一領域要不斷更新，不斷學習，取得飛速發展。現就公路工程中路基填土與壓實、路基路面排水、路面防護等穩定路基技術進行了研究，并對一些常見的軟土地基總結。

1 路基填土與壓實

公路路基的強度和穩定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發，改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和經濟的方法。

1.1 路基填料

規范規定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準，采用CBR 值表征路基土的強度，引入了路床的概念。對上路床的填料提出了限制的條件，高速公路和一級公路路面底以下0—30cm的路床填料CBR值應大于8，下路床及其下面的填土，也都給出相應的規定值。當路基填料達不到規定的最小強度值，應采取合粗粒料、或換填、或用石灰穩定材料處理。

1.2 路基壓實

當前路基施工，普遍采用了大噸位的壓路機，碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下80—150cm 部分的上路堤其壓實度必須＞96％，對其它等級公路當鋪筑高級路面時，其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。此外，還增加了對路堤基底的壓實度不宜小于93％的規定。

1.3 特殊潮濕地區路基的壓實

在特殊潮濕地區，路基上的壓實是相當困難的，規范對此作出了若干調整：一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2—3個百分點；二是對于天然稠度小于1.1，液限大于40，縮性指數大于18 的粘性土，當用于下路床的路堤填料時，可采用規定的輕型壓實標準；三是改善填料的性質，在土中摻加生石灰，通常可以獲得預期的效果，也可采用新型吸水材料加固。

1.4 黃土路基填筑及壓實

1.4.1 黃土路堤施工時，應做好填挖界面的結合（縱向），清除坡面雜草，挖好向內側傾斜的臺階。如結合面陡立，無法挖成臺階時，可采用土工釘加強結合。 若地基土層具有強濕陷性或較高的壓縮性，且容許承載力低于路堤自重壓力時，可考慮采用重錘夯實，石灰樁擠密加固。

1.4.2 黃土含水量過小，應均勻加水再行碾壓；如含水量過大，可翻松晾曬至需要含水量再進行碾壓，也可摻入適量石灰處理，降低含水量。摻灰后應將土、灰拌勻，其最大干密度應通過擊實試驗確定。

1.4.3 老黃土透水性差，干濕難以調節，大塊土料不易粉碎，使用前應通過試驗決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料，可用于填筑路床。黃土路堤應分層填筑，分層壓實，大于10cm的塊料，必須打碎，并應在接近上的壓實最佳含水量時碾壓緊實。

1.4.4 根據設計及時修筑外側邊緣的攔水截水溝構造物和急流槽，將水引至坡腳以外，對高度大于20cm 的路堤，應按設計預留竣工后路堤自重壓密固結產生的壓縮下沉量。

1.4.5 黃土地區應特別注意路基排水，對地表水應采取攔截、分散、防沖、防滲、遠接遠送的原則，根據設計及時做好綜合排水設施，將水迅速引離路基。在填挖交界處引出邊溝水量，應做好出水口的加固。

2 路基路面排水

水是影響路基強度和穩定性的另一重要因素，許多路基病害是由水的侵蝕造成的，另外，從保護環境、不損害當地農田水利設施考慮，也必須做好路基排水，形成排水系統，并與地區排水規劃相協調。在路基施工中，應重視施工排水，防止因各種原因造成的水患，給路基、路面施工造成不必要的損失。

2.1 地面排水

最通常采用的地面排水設施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于高速和一級公路上的排水溝渠，一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預制板塊也開始廣泛應用。 高速公路和以及公路通過水網地段的路基，過去逢溝設涵的做法在一些地方有了改進，對路線兩側的灌溉溝渠重新系統布置，免去了穿越路線的排灌涵洞，從而提高了路基的工程質量。

2.2 路面排水

路面排水的任務是迅速排除路面范圍內的降水，減少水從路面滲入，使之不沖刷路基邊坡。路拱橫坡應≥2%。雨水排出路面有兩種方式：第一種是集中排水，在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現澆瀝青混凝土的攔水帶，以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水，每隔20- 50m 間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水并進行排除。路線縱坡小于0.3%的長路段，除了硬化路肩和加固路基邊坡外，在經過地下水位較高的綠洲地帶，也要防止邊坡上部的植草向上生長擋住橫向排水出路造成路表積水，改進的方法是硬化路肩，設置路肩排水溝，增大溝坡排水。

2.3 地下排水

路基地下排水仍多用暗溝、直溝、滲溝、滲井等，其特點是以滲透力式排水，當水流量較大，多采用帶滲水管的滲溝。傳統的砂礫料反濾層多采用有反濾功能的土工織物，近幾年研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑8-30cm，很適用于地下排水。

3 路基防護

路基的修筑改變了地層的天然平衡狀態，以及路基暴露在空間，不斷受各種錯綜復雜的自然因素侵蝕，因此需要進行各種類型的防護。

3.1 坡面防護

坡面防護的目的是防止地表水流的沖刷、坡面巖土的風化剝落以及與環境的協調。近年來，隨著對環境保護的重視，高等級公路的邊坡，多采用種草防護，當邊坡較高時，采用砌石框格（方形、菱形、拱形、M形）種草防護。邊坡種草防護類型的選擇很重要，現大多采用草坪植生帶，即將草籽、肥料和土均勻拌和裹于土工物內，當草籽發芽也長成草起到固土作用后，無紡布纖維自然腐爛，不會污染環境，效果很好。石砌圬工防護仍較普遍使用，混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡，連片的及帶窗孔的護面墻；用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網或高強塑料網格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝土防護也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多問題，從保護環境的角度出發，建議大力推廣既能改善生態環境，美化景觀，又一勞永逸的種草防護。

3.2 沖刷防護

防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。傳統的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進，用高強土工格柵代替鐵絲作石籠，用聚酯或聚胺酯類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡，很能適應土體不均勻沉降。

3.3 支擋防護

擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合；鋼筋混凝土結構的懸臂式擋土墻、扶臂式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理，墻身圬工體積小，也已廣泛應用于公路路基的防護。垛式擋土墻易于調整墻的高度，并采用預制構件拼裝，是一種特殊型式的擋土墻。

4 軟土地基處理

近年來，隨著高速公路和一級公路的建設的迅速發展，針對軟土地基，在防止路堤失穩定、沉降觀測控制、軟土地基處理技術等方面取得了顯著成果。對處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時間的沉降控制方法控制，使得在軟土地基上一次建成高級路面（而不是前期鋪筑過渡路面）的關鍵技術問題得到了解決。

4.1 灰土擠密樁

當軟土地層含水量過大或過小時，采取灰土擠密樁。 含水率過大可往孔內填入土粉或石灰粉，以吸去部分水分，或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管，或成孔后下套管；含水率過小，應預先浸濕加固范圍內土層，成孔順序應先外圈，后里圈并間隔進行；對已成孔，應防止受水浸濕，且應當天回填夯實；為避免夯打造成縮頸堵塞，應打一孔，填一孔；當樁孔較密，土質松軟，應采取間隔跳打夯實。孔填料前應先夯打孔底3- 4 錘；根據試驗測定的密實度要求，隨填隨夯，嚴格控制下料速度和夯擊次數；回填料應拌合均勻，并控制其含水量；每個孔填料用量應與計算用量基本符合； 夯錘重不宜小于100kg；錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實邊緣土，不宜采用平頭夯錘，落距一般應大于2m；如地下水位較高，應降低水位后再回填夯實。已出現疏松、斷裂或夾層，應用洛陽鏟全部取出來，按規定重新填夯灰上，達到設計要求。認真按操作規程施工；灰土要按配合比稱量，攪拌要均勻，干濕要適度；每次下灰厚度、數量、落錘高度、夯擊次數要按試驗規定做到前后一致；施工中嚴格按質量評定標準進行抽樣檢驗。

4.2 輕質路堤

用輕質材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內已有應用粉煤灰填筑路堤的成功經驗，可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為9- 12KN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小，不具塑性，但液限在64%左右，最佳含水量37-41%，有良好的壓實性能。粉煤灰路堤邊坡表層1-2m 用粘質土包覆，以穩定邊坡和利于長草，路床頂面用粗粒上封閉厚0.3-0.5m。

4.3 土工合成材料加固

淺層（一般小于3m厚）的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布，再填筑路堤，土工布起分隔、過濾、排水和加速固結等作用，從而取代常規的置換方法。

軟土層厚度3-5m，采用土工布與砂墊層聯合處治，排水砂墊層的厚度可由50cm 減薄至30cm。 也有在路堤下面與地表之間鋪設多層土工織

物，利用材料的高抗拉強度克服地基的滑動變形來保持穩定，通過控制填土速率，配合超載予壓，使地基迅速固結。采用聚丙烯或聚乙烯土工格柵，以及采用網箱席墊處理軟土地基，其主要作用是使地基土和填料向上和向兩側的位移受到限制，減少局部荷載。采用網箱席墊可減少總沉降量40%左右。

5 黃土陷穴處理

黃土陷穴是黃土地區路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍，應視具體情況而定，宜在路基填方或挖方邊坡外，上側50m，下側10-20m 雖在50m 以外，仍應作適當處理。對串珠狀陷穴應徹底進行處治。處理時，采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施，開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。

5.1 灌砂法適用于小而直的陷穴，以干砂灌實整個洞穴。

5.2 灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠的小陷穴，施工時先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在穴頂部每隔4- 5m 打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝固收縮后，再在各孔作補充灌漿，一般需要重復2-3次。

5.3 開挖回填夯實適用于各種形狀的陷穴，填料一般用就地黃土分層夯實。

5.4 導洞好豎井適用較大、較深的洞穴，由洞內向外逐步回填夯實，在回填前，應將穴內虛土和雜物徹底清除干凈。當接近地面0.5m 是時，應用老黃土或新黃土加10%的石灰拌勻回填夯實。處理好的陷穴，其上層表面均應用石灰與土比例為三比七的石灰土填筑夯實或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應按設計嚴格執行。如原設計未要求時，其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴的附近地面水引離，防止形成地表積水或水流集中產生沖刷。