高陡半挖半填路堤穩(wěn)定性施工技術(shù)

曾可端

摘 要 本文借仁新高速高陡半挖半填路基施工多種施工工藝的比選，說明高陡半挖半填路基最佳的施工工藝，同時通過設(shè)置路基沉降觀測板及深層測斜孔了解路基沉降及位移狀況，為高陡路基穩(wěn)定研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞 高陡 半挖半填 工藝選擇

1 工程概況簡述

廣東省仁化（湘粵界）至博羅公路仁化至新豐段TJ3標(biāo)段位于韶關(guān)市仁化縣丹霞街道辦，線路總長度14.576 km。公路等級為高速公路，設(shè)計行車速度100 Km/h，雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度26.0 m（整體式），13.0 m（分離式）；平曲線最小半徑1300 m；凸曲線最小半徑16000 m；凹曲線最小半徑10000m；最大縱坡3.5%；橋梁設(shè)計荷載：公路-I級；設(shè)計洪水頻率：特大橋1/300，其余橋涵、路基1/100；地震動峰值加速度≤ 0.15 g。

本項目處于山嶺縱丘區(qū)，路基工程劈山開石，深挖、高填及半挖半填路基較多。安全風(fēng)險高，高陡半挖半填路基較多，地方雨水較多，旱季不旱；填料天然含水率高，含有大量煤系層；裂隙水、泉水、地表水發(fā)育。路基若處理不好，將產(chǎn)生不均勻沉降和沿填挖交界面的滑移，進而造成路基縱向或橫向裂縫，造成路面的開裂，影響正常使用。高陡半挖半填路基如何施工，才能保證不出現(xiàn)上述病害，是本文的闡述要點。

2 半挖半填路基處理原理及施工要點

填方路基土質(zhì)及壓實度與挖方天然路基存在較大的差異，填挖土體的強度及穩(wěn)定性也存在較大差異，再加上地勢陡峭，填高較大，導(dǎo)致產(chǎn)生不均勻沉降。為減少不均勻沉降，應(yīng)從以下幾個方面著手處理：

（1）保證足夠的地基承載力，地基承載力不足時采用換填處理。

（2）保證排水通暢，通過設(shè)置合理的排水設(shè)施確保地下、地表水能快速排出路基，避免因水造成路基自重加大及降低路基土質(zhì)強度，導(dǎo)致路基病害。

（3）處理填挖交界面。填挖交界面受力復(fù)雜，是產(chǎn)生滑移的起點。通過在天然路基上設(shè)置內(nèi)傾的臺階及土工格柵，增加滑動面的抗阻力。土工格柵對填料提供了較大的抗彎剛度及抗剪強度復(fù)合體。此復(fù)合體能夠隔離應(yīng)力和位移傳遞，從而柔性過渡并協(xié)調(diào)路基沉降，土工格柵的加筋作用減少了土中豎向應(yīng)力及剪切應(yīng)力，增加了路基穩(wěn)定性。

（4）提高填方路基的壓實度，減小填挖路基壓實度的差異。隨著科技的發(fā)展，重型壓路設(shè)備發(fā)展速度快，36噸高性能壓路機、三邊沖擊碾壓設(shè)備、液壓夯設(shè)備不斷涌現(xiàn)，采用上述新設(shè)備施工，提高路基的壓實度，減少沉降差異。

3 施工工藝介紹

3.1 基底處理

將路基基底范圍內(nèi)的淤泥及其他非適用性材料挖除換填成透水性好強度高的材料，如砂礫、碎石、石渣等，增強地基承載力；增加片石、碎石盲溝，將裂隙水、泉水、地表水引出路基以外。盲溝的尺寸根據(jù)水量的大小一般為1m？m片石盲溝，片石包裹透水土工布。

3.2 臺階開挖及土工格柵鋪設(shè)

3.2.1 開挖臺階工藝流程

（1）將坡面的樹木、草根、松土清理干凈。

（2）沿坡面上填挖交界處開挖臺階并夯實。臺階寬度不小于2米，并設(shè)置內(nèi)傾4%的橫坡。夯實設(shè)備可采用小型壓路機或手扶振動碾。

（3）路基填筑至臺階高度時，開始鋪設(shè)土工格柵。

3.2.2 土工格柵鋪設(shè)施工工藝

（1）施工工藝。清理平整土層頂面→標(biāo)出鋪設(shè)范圍、方向→鋪土工格柵→錨固土工格柵內(nèi)端頭→填土（石）→回折土工格柵外端頭。

（2）施工方法。鋪土工格柵前首先對壓實層頂面進行清理，表面應(yīng)平整，不得有堅硬物凸出。根據(jù)填層寬度確定土工格柵鋪設(shè)內(nèi)、外邊界，用白灰撒線標(biāo)出土工格柵鋪設(shè)范圍、方向。按鋪設(shè)土工格柵的長度現(xiàn)場下料，長度不小于10m。將土工格柵強度高的方向置于垂直于路堤軸線方向，土工格柵橫向疊合長度不小于20cm，將土工格柵繃緊并用u型釘固定。土工格柵鋪設(shè)應(yīng)平順無扭曲，與下層密貼好。土工格柵上填土完畢后，人工回折土工格柵外露端頭。

（3）土工格柵上的第一層填土攤鋪宜采用輕型推土機或前置式裝載機，填料的攤鋪與填筑從路堤的中線位置開始，對稱地向兩側(cè)填土；一切車輛、施工機械只容許沿路堤的軸線方向行駛。

3.3 路基填筑及補強

路基壓實厚度不得超過25cm，采用22-26t壓路機進行碾壓，壓實度達到95%以上，除正常碾壓外，還需要采取補強措施進一步提高路基的壓實度，減少工后沉降。

3.3.1 高性能36噸壓路機補強

36噸超重噸位超大激振力全液壓自行式振動壓路機，不僅可以高效充分壓實當(dāng)前層，還可以對深達一米的先前層進行補強，把正常碾壓和補強碾壓施工進行有效結(jié)合。每正常填筑3層，采用36噸壓路機補強一次。見圖2。

3.3.2 高速液壓強夯機補強

對于邊角地段無法用壓路機壓實的地方采用液壓強夯補強。見圖3。

高速液壓強夯機是一種獨特的夯實設(shè)備，采用獨特技術(shù)填補了傳統(tǒng)的表層壓實技術(shù)和傳統(tǒng)強夯技術(shù)間的空白。該機是基礎(chǔ)工程夯實的得力設(shè)備，可以快捷、迅速地安裝于挖掘機或裝載機上，具有良好的機動性、可控性和高效性。液壓強夯的加固原理：動力密實、動力固結(jié)、動力置換。

清理整平場地，確定夯點位置、測量高程，起重機就位，測量夯前錘頂標(biāo)高，夯擊，按設(shè)計控制標(biāo)準(zhǔn)和要求，完成一個夯點的夯擊，重復(fù)以上工序，完成第一遍全部夯點的夯擊。

3.3.3 沖擊碾壓

為進一步提高路基壓實度，當(dāng)工作面足夠大，采用沖擊式壓路機每填高2米增強補壓一次，每次沖擊碾壓20遍。

沖擊壓路機以非圓形輪沿地面對土石材料進行靜壓、揉搓、周期性沖擊的連續(xù)作業(yè)，產(chǎn)生強烈的沖擊波，向下具有地震波傳播特性，以25KJ三邊形雙輪沖擊壓路機在石渣、沙礫路基上沖擊壓實為例，壓路機按12 KM/h速度沖碾20遍后，實測深度0.8 m處的平均垂直動土壓力為1366 kpa，相當(dāng)于對地面產(chǎn)生沖擊力200t～250t，產(chǎn)生的沖擊功可達到超重型擊實功，可使地下深層土體的密實度不斷累積增加。

4 結(jié)束語

路基施工結(jié)束后通過沉降觀測板、深層位移孔等先進的檢測手段檢測，路基沉降位移均在規(guī)范控制范圍內(nèi)，有效防止了高陡半填半挖路基的不均勻沉降的發(fā)生。

參考文獻

[1] 中華人民共和國交通運輸部JTG F10-2006公路路基施工技術(shù)規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2006.

[2] 中華人民共和國交通運輸部JTG F80/1-2004公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民交通出版社，2010.