路基填方作業受限區施工技術研究

李愛民（云南公投建設集團有限公司，昆明 650032）

路基填方作業受限區施工技術研究

李愛民
（云南公投建設集團有限公司，昆明 650032）

在橋臺、涵臺以及擋墻背等路基填方作業受限區域路基填方施工過程中，受施工場地條件的限制，回填位置回填面積往往狹小、填土形狀不規則，不適合大型機械施工，因而在此類路基填方作業受限區的壓實施工中，施工效率低，壓實度得不到保證，有工后沉降的風險。文章基于輕型液壓強夯機施工的基本原理和工作特點，介紹了連續式強夯機解決填方作業受限區的壓實施工問題以及在云南西橋至石林高速公路土建項目中應用情況，為今后解決路基填方作業受限區的施工提供了參考。

三背回填；輕型液壓強夯機；沉降差；壓實度

1 前言

隨著我國公路建設的發展，新工藝、新技術的不斷引入，公路橋涵比例越來越大，特別是山區公路，平均每隔200多米有一道構造物，導致在橋臺、涵臺以及擋墻背等路基填方作業受限區域回填工程量較大，而施工過程中，由于受施工場地等條件的限制，回填路基的整體壓實度難以得到保證，路基填方作業受限區在沒有經過一個雨季的自然沉降的情況下，填方作業受限區位置路基工后沉降風險較大，部分路段將產生不均勻沉降，出現“橋臺跳車”現象[1]。因此路基填方作業受限區的壓實問題，成為目前路基施工中亟待解決的問題。

2 填方作業受限區常見路基病害及原因分析

2.1 路基病害

路基填方作業受限區常見病害包括路基開裂、路基沉陷以及路基坍塌等病害。

（1）路基沉陷是由于填方作業受限區壓實不足或無法壓實導致，在經過一段時間的車輛碾壓或自然沉降后，導致路面有較大變形。如出現在橋臺和涵臺位置時，將出現“跳車”現象，嚴重影響車輛行駛安全。

（2）路基開裂是由于填方作業受限區壓實不足形成的一種網狀破壞，影響路基的連續性和整體性。同時，裂縫的存在使得路表水長期由裂縫滲入到基層中，從而影響了路基的強度和穩定性，導致路面的早期破壞，降低了路面的使用壽命。

（3）路基坍塌是指由于公路路基壓實不足或其他自然因素（如水的作用）形成的公路病害，這是路基工程中最為嚴重的病害，它會直接導致事故的發生，在公路設計和施工中，要嚴格控制標準，杜絕此類惡性事故的發生[2]。

2.2 病害原因分析

由于路基填方作業受限區回填位置回填面積往往狹小、填土形狀不規則，不適合大型機械施工，因而在此類路基填方作業受限區的壓實施工中，往往使用小型壓路機壓實或蛙夯來分層夯實[3]，而小型夯實機械具有夯擊能量不足的缺陷，施工效率低，且不能滿足路基填方作業受限區回填材料施工的工藝要求，使得該區域回填路基的整體壓實度難以得到保證，上述路基填方作業受限區在沒有經過一個雨季的自然沉降的情況下，填方作業受限區位置路基工后沉降風險較大[4]。

3 輕型液壓強夯機工作原理

輕型液壓強夯機能夠在裝載機或挖機工作裝置的牽引下，因而能機動靈活地對臺背、涵背以及擋墻背等路基填方作業受限區不同的位置進行準確、快速的夯實，是一種輕型強夯設備。輕型液壓強夯機在夯實沖擊的過程中通過在路基中形成沖擊波和動應力，將路基土壓密、振實，以達到提高地基強度、降低壓縮性的目的。對路基的沖擊夯實過程中，一方面可以對地基產生壓實和擠密的作用；另一方面是通過強夯對地表下一定深度土層施加動力荷載，達到破壞土體結構強度、減少孔隙的作用。

該設備工作時利用液壓缸將夯錘提升一定高度后釋放，在重力作用下擊打路基，每小時可以擊實900次以上，根據夯錘的質量不同，每次對地面夯擊能量可達66 KJ～110KJ，有效壓實厚度可達3m，影響深度8m。相對于夯實前壓實效果提高3%～8%，能提高路基整體強度，減少工后沉降，對路基填方作業受限區構造物影響較小。

4 應用實例

云南西橋至石林高速公路是國道324線、326線的交匯段和云南省高速公路網的重要組成部分，是云南省聯接中、東部發達省份的重要經濟干線和省政府確定的公路建設三年攻堅項目之一。由于該項目中橋臺、涵臺以及擋墻背等路基填方作業受限區域回填土工程量較大，考慮到施工時間緊，施工任務較大，通過采用輕型液壓強夯機夯實施工方法，成功解決了該區域回填壓實困難，效率低以及壓實不足的問題，具體施工流程為：施工準備→路基填方作業受限區回填施工→輕型液壓強夯機試夯準備→試夯確定施工參數→填筑高度2-3米進行夯實施工→按確定的夯實次數及控制標準，完成2-3m填筑路基的夯實→下一層夯實→平整、測量場地高程→合格完成。

4.1 施工準備

本次填方作業受限區施工試驗點為云南西石高速公路K36+080橋臺背，填筑材料是碎石土，為無粘性的松散材料，＞5mm的碎石含量50%～70%，壓實度控制標準值為96%。對該橋臺背進行回填施工時每填筑2m～3m高度時采用輕型液壓強夯機對回填區域回填材料進行夯實處理，以加快回填材料的固結沉降，提高路基整體施工質量。

4.2 試夯

為保證夯實效果，需要通過試夯來確定最佳夯實遍數。對于每點，每夯實錘擊一次，測量一次沉降差。通過繪制沉降量與夯實次數的關系確定最佳夯實次數。每夯實一次并記錄沉降量，并繪制沉降量與夯實次數的關系圖。當夯實第7次與第6次之間的沉降差小于2mm，因此可以判斷最佳夯實次數為7次。同時，為防止強夯時對路基填方作業受限區構造物的沖擊破壞，靠近構造物的第一排及第二排位置夯實次數應在最佳夯實次數基礎上適當減小3～4遍，其他位置采用最佳夯實次數。施工時遵循先垂直構造物中線向兩邊夯實，從遠離構造物到靠近構造物的順序進行夯實，應達到無漏夯、無死角，確保夯實質量。

4.3 壓實效果檢測

為進一步驗證輕型液壓強夯機的夯實補強效果，對路基填方作業受限區進行夯實前，選取夯實區域中6個點，進行高程測量及壓實度檢測以及并記錄數據，檢測結果見圖1所示。壓實度檢測時，先將夯實完成后將表層20cm松散土挖除，通過灌砂法檢測壓實度。

圖6 夯實前后壓相對高程對比效果圖

4.4 夯實效果分析

（1）臺背路基填方作業受限區補強夯實施工完成后，由觀測數據得出利用輕型液壓強夯機夯實后，夯實前后沉降差能達到50～60mm，壓實度較夯前提高了2%～4%。

（2）輕型液壓強夯機對路基填方作業受限區補強夯實后，夯實沉降效果明顯，但壓實度提高不是很大。主要由于灌砂法檢測碎石土材料壓實度存在誤差。同時，在補強夯實過程中由于沖擊力的作用，深層填料得到有效壓實，但表層填料擾動大，壓實度會減小，頂面下0.5～2米范圍內的壓實度較大。因此，在利用輕型液壓強夯機對路基填方作業受限區進行補強夯實時，應以沉降量檢測法為主要判定依據。

（3）從圖中可以看出，輕型液壓強夯機對路基填方作業受限區夯實效果明顯，能夠大大減少填方作業受限區的工后沉降，降低了“橋頭跳車”的分險。

5 結論

通過采用輕型液—壓強夯機路基填方作業受限區夯實施工方法后，能夠提高路基填方作業受限區域回填施工效率，加快施工進度，為企業創造巨大的經濟效益，也為后期建成通車創造了良好的條件。不僅可以減少該區域回填材料的工后沉降，具有良好的社會效益。

[1]石寶光.淺談橋涵臺背回填施工質量控制[J].城市建設理論研究（電子版）, 2011,(32).

[2]楊凱,潘文豪.髙速公路短路基填筑臺背回填技術處理措施[J].公路,2014,(9).

[3]王良發,卿海園,蔣為.HHT-3連續式強夯機在公路 三背回填施工中的應用[J].2014,(7).

[4]杜保印.高速公路橋涵臺背回填施工工藝與差異沉降分析[J].科技創新與應用,2014,(28):228-228.

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1007-6344（2016）04-0029-01