高填方路堤填筑技術初探

廣東省化州市水電建筑安裝工程公司

摘要：本文分析了高填方路堤填筑穩定性的影響因素，闡述了基底處理、填料選擇、填筑及壓實作業方法、沉降觀測等方面的技術內容。

關鍵詞：高填方路堤；填筑

路堤是指高于原地面的填方路基。當填筑在水稻田或長年積水地帶路堤高度超過6m，填筑在其他地帶或填石路堤高度超過20m時，就稱為高填方路堤。與普通路堤相比，高填方路堤因為自重大，對基底荷載也大，所以路堤填筑的穩定性和沉降性要求更高。這個特點決定了高填方路堤填筑技術比普通路堤更嚴格，填筑技術更復雜，因此本文對高填方路堤填筑的影響因素、技術要求等內容進行了分析和討論。

1 高填方路堤穩定性影響因素

如前所述，高填方路堤填筑技術要求更高、更復雜，因而在填筑之前研究填筑穩定性的影響因素很有必要。一般來說，路堤穩定性來自自然和人為兩個方面，下面進行簡略分析。

1.1 自然因素

主要包括高填方路堤區域的地形地貌、水文條件、水文地質條件、地質條件、氣候條件、土的類別、地表植被等。對于路堤填筑而言，自然因素是背景因素，難以輕易改變，但可以根據它的特點，選擇適宜的填筑技術，所以施工前必須進行細致的現場勘查，以便將影響路堤穩定性的自然因素摸清摸透。在這些因素中，氣候條件對施工安排有重要影響，其他因素既影響施工安排也影響填筑質量，每一項因素都應當進行全面考察。

1.2 人為因素

主要包括設計、施工兩個方面。設計因素包括路線設計、斷面形式、排水措施、路基防護以及與橋涵工程的關系等方面。施工因素包括取土、填筑、壓實、養護等方法、措施是否合理、到位。相比自然因素，人為因素是可以改變的，也是可控的，這就要求施工前做好充分的準備，全面熟悉設計文件和進行設計交底，通過現場勘查核對設計文件，發現問題應根據有關建設程序提請變更設計。然后根據設計文件認真編制施工組織計劃，充分做好施工組織、技術和物質等方面的準備。

2 高填方路堤填筑技術

2.1 基底處理

路堤基底是指路堤原地面部分。為了讓路堤與基底結合更緊密，也為了避免路堤沿基底滑動以及路堤填筑后產生過大的沉陷變形，所以應對基底進行處理。基底處理，應結合基底土質、水文、坡度、植被、填筑高度等因素采取適當的措施。一般應徹底清除路堤結合面的植被、樹根、垃圾等雜物，表層土為腐殖土的應清除換填，再作壓實處理。基底為水田、耕地的，應填平壓實，若表面有機質土太多時應換填壓實。同時根據實際情況，做好基底排水措施。基底為坡面且坡度較大（1：5～1：2.5）時，為避免路堤滑移，一般應將基底做成階梯狀。

2.2 填料選擇及處理

填料質量對填筑質量影響很大，從經濟角度考慮，路堤填料作為大宗材料應該就地取材，但是各地土料性質差別很大，并非都適合用于填筑，有些經過處理后可以作為填料，但有些穩定性很差的土，如淤泥、沼澤土、垃圾土、腐殖土等不適宜填筑。一般碎石、礫石、卵石、粗砂等透水性好、不易壓縮、強度高且水穩性好，可直接用于填筑和壓實[1]。液限>50%、塑限>26以及含水量超過規定范圍的土，不能直接用作填料，需要進行處理后再用于填筑。不透水或透水性較差的土料應調整含水量接近最佳含水量后再用于路堤填筑。粉煤灰、礦渣等工業廢料可以用作填料，但須經試驗并滿足相關規范要求后才能施工。對于塑性高、含水量大的黏土或強度較低的某些細砂質土，可采用石灰、水泥等材料進行改良處理。此外，填料最小強度（CBR）和粒徑應符合《公路路基施工技術規范》（JTG F10-2006）表4.1.2規定。

2.3 填筑方式的選擇

路堤填筑有水平分層填筑、縱向分層填筑、橫向填筑和混合填筑4種方式，如圖1～4所示（其中數字表示作業次序）。一般路基起伏不大時采用水平分層填筑方式，地面縱坡大于12%時常采用縱向分層填筑方式，在無法自下而上填筑的深谷、陡坡、斷巖、泥沼等路段可采用橫向填筑或混合填筑方式。除水平分層填筑方式以外，另外3種方式不容易保證壓實質量，非特殊情況一般不宜采用。

以水平分層填筑方式為例說明施工注意事項。應根據設計斷面分層逐層向上填筑，不同性質的土應按規定層次分層填筑，不能混填[2]。每填一層，壓實一層；再填上一層，再壓實一層。透水性差的黏性土應填筑于下部，并且做成雙向橫坡，由中部坡向兩側，以利于排水。應避免反坡向、混填、“上包下”等錯誤做法，如圖5～7所示。

據李華等人[3]研究，山區丘陵地區采用倒裝結構路堤，當填土層高度控制在10m范圍以內時，在環保、土地利用率、施工工序、成本等方面比正常路堤結構優勢更明顯，可利用空間更大。倒裝結構是指從下至上分別為路基土、填土層和碎石層的結構。這種填筑做法可供借鑒。

2.4 填筑作業方法

高填方路堤填筑應采用機械化施工，操作流程一般為：

挖掘機取土→自卸車裝土→推土機推土→平地機整平→壓路機壓實

機械作業應根據地形、路基斷面形狀制定全面、合理的運行作業圖，規劃運行路線和作業方法。取土運距在1km范圍內時，可采用鏟運機取土和運土。填筑時每層松鋪厚度一般不超過30cm，對不同填料應通過試驗確定。厚度控制可采用插桿掛線結合水準測量方法控制。由于路堤邊緣往往無法壓實，所以邊緣部位應寬填50～100cm，以確保全寬路基都能壓實。路橋過渡段、橋涵臺背、挖填結合部等屬于特殊作業部位，填筑作業難度較大，應制定專門的施工措施，并安排技術、裝備較好的隊伍負責施工。臺背部位需要安排小型夯實設備，并且填筑厚度每層不應超過15cm。填挖結合部位應在原地面挖出臺階，清除松散軟弱土并換土夯實，土質較差路段還應增設土工格柵加強。

2.5 路基壓實操作

路基壓實效果受到填料類型、含水量、鋪層厚度、設備類型等多種因素影響，最佳施工參數應通過鋪筑試驗路取得。含水量應控制在最佳含水量±2%范圍內。含水量低于最佳含水量2%時應淋水調節，含水量超過最佳含水量2%以上需要晾曬；如果有不同水分含量的土，也可摻混調節，但一定要混合均勻；還可采用分段填筑、分段晾曬、分段壓實的做法，但應避開雨季施工。壓實設備主要包括碾壓式、振動式、夯擊式3種類型，每一種適合的土質、土層厚度不盡相同。一般情況下，砂性土首選振動式壓實設備，其次夯擊式，最好不選碾壓式；黏性土應選擇碾壓式或夯擊式，不宜選用振動式。壓實操作只能沿路基縱向運行，不允許橫向行走壓實；并且應先壓路基兩側，再向中間推進。壓實操作必須保證輪跡1/3～1/2部分重疊，以避免漏壓；壓實困難的邊角部位應采用小型機具夯實。在設備類型、土層厚度、行程遍數確定情況下，應先輕后重、先慢后快以及振動碾壓先停車起振再壓實，這樣有利于保證最佳作業效果。壓實作業一般應在設備前進方向進行，并避免在路段壓實接頭處轉向，只有路段很短時才采用進退方式作業。在壓實全過程中，必須嚴格按照分層填筑、分層碾壓以及全寬填筑、全寬碾壓的原則作業，同時加強填料水分檢測和壓實度控制，其中壓實度必須達到JTG F10-2006表4.2.2-1的規定。壓實度現場檢測一般采用灌砂法或核子密度儀法，前者適用于各種土質，后者使用前應以灌砂法進行比對標定。實測壓實度低于標準規定時，應檢查填料含水量。如果含水量符合要求，可能壓實遍數不足。若壓實遍數已超過10遍仍無法達標，則應減小填筑層厚。

2.6 路堤沉降觀測

沉降觀測包括路堤基底沉降觀測和路基面沉降觀測。與常規填方路堤相比，高填方路堤沉降量更大，尤其是軟弱地基不僅沉降量大，而且固結時間長、地基穩定性差，如果未及沉降穩定就鋪筑路面很容易出現路面開裂、沉陷等問題，所以沉降觀測是高填方路堤質量控制的重要環節。觀測方法包括沉降板觀測、路肩沉降樁觀測和位移觀測邊樁觀測，前兩種觀測方法可采用水準儀進行測量，位移觀測可采用全站儀或經緯儀測量。沉降觀測也可通過埋設沉降管及位移觀測埋設測斜管來實現[4]。沉降觀測精度應達到二等水準測量精度要求，即測量精度±1mm內，讀數至0.1mm。位