半填半挖路基施工處理技術分析

石永利

（河北省邯鄲市光太公路工程有限公司，河北 邯鄲 056001）

0 引言

在半填半挖路基工程中，由于填方部分路堤在大多數情況下都是就地取材，利用山體切的巖土材料填筑而成。由于在設計前不可能得到適合施工工藝要求的地層材料，故在施工前必須對路線所經之處的地表覆蓋層進行適當的查勘，以便確定路基切挖比例、支擋形式、填筑工藝及加固方案，同時對原定的方案進行適當的變更也是不可避免的。在施工階段的查勘主要是查明地質構造、巖土類別、含水情況、基謝謝性及其強弱風化層、地下水埋深及變化規律和地表水活動情況，并評價交接面穩定性、邊坡結構形式和坡比。

1 場地勘探

從工程實踐經驗表明，對于山坡坡面起伏程度變化不大時，對于地面橫坡緩于1∶5的地段，可在沿路線取代表性橫剖面5個左右，每一斷面在中線兩側布設5～10m深的探孔4～5個，通過探孔了解交接面覆蓋層巖土類別及基片面風化、地下水等情況。必要時孔深應達到工程件良好的巖土層。分段分層采取代表性樣品進行試驗，最好在代表性地段作原位測試。淺層地質體含水量可按深度1m、2.5m、4m、5m、6m、8m、10m取樣測試或根據現場實際情況確定，含水量異常地段應加密。

路線布線穿過巖層軟硬不均的構造交界處，多為地下水活動區。路基填筑后在豐水季節產生不均勻壓縮變形，沉降差異產生裂縫后未及時封水致使路基飽水而滑移。坡面路基上緣坡面匯水面積較大，雖做截水和路基排水溝防護，因地表水滲透路基和地基覆蓋土層內，而造成地基連同路基整體變形或滑移。切挖體填料路用性能差，處置不當和路基邊緣壓實度不夠。邊坡對季節性較為敏感，若被面未封閉處理，雨季邊坡水滲透，在距路基邊緣的填方邊坡上發生縱向裂縫。

2 斷面形式修正

對于在施工前查勘基礎上，通過對原定的斷面形式進行修正，以有利于路堤的穩定，降低工程造價。在修正過程中可以參考如下一些經驗：

a）當地面橫坡緩于1∶5，覆蓋土層厚度2～4m，地基基巖橫坡緩于1∶3時，地下裂隙水貧乏，采用填方路堤的邊坡率必須滿足規范要求；

b）地面橫坡陡于1∶2.5，覆蓋土層為厚度大于4m的碎石土民基巖橫坡陡于1∶2.5時，強烈建議填方路基外側設支擋結構；

c）地面橫坡陡于1∶2， 基巖團陡于1∶2.5， 公路應做橫向臺式分離路幅，外側設量構造物通過，以降低工程造價；

d）地面橫坡陡于1∶2～1∶0.33， 內側邊坡較高時應采用填方，或設置橋梁，通過減少路基開挖防止路基邊坡過高、防護工程過大或開挖后形成危巖，而造成邊坡坍塌。

3 切削體填料性能及施工要點

目前對于一般的土質路基填筑技術已經成熟，對于山區缺土多石，在山區半填半挖路基的填筑部分采用挖方切削下來的地質體，通常為石質填料。在施工前需要了解填料的性能，以便進行合適的處理并采用適當的工藝。

3.1 石料選擇

填石料應該滿足可用性判定標準，即判斷填料是否可以用于填方路堤的填筑。根據規范規定，填石路堤所用石料的強度不應該小于12MPa，對于用于用護坡的則不得小于20MPa。強風化的軟巖在進行技術處理前不得用于填筑路基，也不得作為填縫料。對于易風化的軟巖不得用于路堤上部或路堤的浸水部分。另外。還規定膨脹性巖石在改性處理前不得用于填石路堤的填筑。

3.2 其他填料的要求

所采用的填料工程性質應當基本滿足工程要求，如填料的密度、強度、破碎率、吸水串以及填石料的接配特性，變形及其可壓實性等。對于硬巖粒徑大而且不因施工時破碎碾壓和氣象條件等變化產生細粒化的巖石，每層厚度應達到30cm以上，則應對每層的鋪厚不超過最大粒徑的1.5倍，才能不使材料分離攤鋪；把大的巖塊集中放在填方區的下部、邊坡表面；根據施工厚度選擇壓實機具；選定邊坡保護措施；在碎巖塊上使用細粒料填筑路床時應當設置過渡層；同時采用壓實計進行壓實控制。對于脆弱巖則由于氣象條件的變化而產生細粒化的巖石，則采用大型振動碾進行破碎碾壓；同時采用充分的排除地下水措施；在高填方區則采用不易受沉降影響且易于維修的結構。

3.3 填料的施工工藝

應當滿足現行的施工工藝和質量控制方法，應當根據巖質填料的硬度進行分類，并采取相應的施工工藝及其質量控制方法。

4 交接面處理技術

如果填方部分地面腐殖覆蓋層或堆積層小于1m，可以將該層清除，使填筑路堤置于堅實的弱風化層上。如果表層厚度較大則可以采取夯填片石，并采用振動擠密和振動壓實，形成復合地基，提高交接面覆蓋土層的承載能力。如果交接面土層含水量過大，則可以采取對填土面進行翻曬，同時設置縱橫片石盲溝，疏干基底土層。

在山坡上從填方坡腳向上挖成向內傾斜的臺階，路堤外側臺階應高于靠近山坡的內側臺階，形成反坡。如果是巖石坡時，應將巖石臺階鑿毛，增加基底的摩擦力。臺階寬度不小于1m，并用小型夯實機加以夯實。其中挖方一側，在行車范圍之內的寬度不足一個行車道寬度時，則應挖夠一個行車道寬度。在許多情況下，填方路堤高度較大，交接面較陡，為了加強交接面的強度和整體穩定性。減少沉降差異，在交接面采用土工材料加強。土工材料可鋪設在填方路堤中，也可鋪設在交接面，或在兩者中均鋪設。

5 實例分析

對于山區常見的紅砂巖，其強度因礦物成分和膠結物質的差異而變化頗大，在大氣環境下或受干濕循環的作用，巖塊可崩解碎裂，顆粒軟化，強度降低。工程性質變差。特別是其水活性大，其水活性的消解杯自然狀態下需要6～7年的時間，因此對于采用紅砂巖填料的半填半挖路基，需要采用相應的成套施工技術。

5.1 紅砂巖分析其類型特性

I類粘土礦物含量高，呈泥狀或渣狀崩解，具有膨脹性，路用性能極差。II類呈塊狀崩解，具碎屑結構特征，個具膨脹性，路用性能較I類好；II類不崩解，或棱角處少量崩解，強度較高，工程性能較好。

5.2 工程實踐效果

對于I類、H類紅砂巖填筑料，應當結合當地地勢、施工條件、場地等，在填筑前，需要對切削下來的巖體進行預崩解處理和顆粒分布分數維測算，然后確定紅砂巖的改造方式和路堤（路基）的填筑防護方式。對于碾壓密實型路堤，最大松鋪厚度不超過30cm，粒徑不大于松鋪厚度2/3，碾壓工藝為：40t輪式扳動壓路機1遍，然后采用50t拖式振動壓路機3～4遍，最后采用40t振動壓路機2遍。對于封閉型路堤，紅砂省料場為I類巖時，邊坡處和頂部見低液限粘土封面。對于摻料型路堤，在適當部位均勻添加熱石灰以提高強度和穩定性。對于路策應選擇晴朗天氣填筑，及時封閉作業面，同時上路床基底應為新鮮巖層。對于紅砂巖的邊坡防護，在路堤邊坡只宜種植低矮樹叢，易積水地區應填筑低液限瓢土墊層，路堤橫向側超填0.5～1.0m。

5.3 工藝流程

對紅砂巖路堤（路基）填筑應該采取嚴格的工藝流程：首先是臨界分數維測定，然后采取料場爆破及其預崩解，對分數維檢測、耙壓、分數維檢測、摻料改性；再采取初壓、趕平、碾壓、終比。最終經耙壓后的填料，最大粒徑dmax應滿足當碾壓層厚h＝40cm時， dmax＜25cm； 當h＝30cm時，dmax＜20cm；其他情況時， dmax＜2／3h。

6 結語

從工程實踐表明，對于半填半挖路基施工不當將存在較多病害隱患，文章提出對半填半挖路基施工中應注意的幾個關鍵點，同時針對半填半挖路基關鍵施工核心，提出不同部分的處理方案，可取得良好工程實踐效果。

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