公路高填方路基設計及施工關鍵技術

孫樹志

濟南金曰公路工程有限公司 山東 濟南 250000

引言

部分公路在開放交通不久就因為高填方路基不均勻沉降導致路面開裂,輕則導致路面縱向線型不連續,影響行車平順性,重則可能導致路面形成坑槽,影響正常行車安全,發生交通事故,造成交通中斷等問題。因此做好公路高填方路基設計及施工關鍵技術管理至關重要。

1 公路高填土路基特點

公路建設過程中,會對周圍環境產生較大影響。公路高填土路基具有以下特點：(1)公路采取全封閉、全立交模式,可以為來往的車輛提供良好的通行條件,對路基的穩定性提出了更高的要求。通過適當提升路基填土高度,可以更好地滿足高速公路穩定運行需求。(2)公路項目建設區域的地形地貌較為復雜,起伏較大,施工線型指標較高,若公路需要經過河流,需要提高路基填土高度。

2 公路高填方路基設計及施工關鍵技術

2.1 高填方設計及施工階段重點考慮要素 1)填土體的壓實度。填方土體壓實度不滿足相關規范要求(即填方體的先期固結壓力低于其自身重力),換言之：當填方完成后,填方土體依然還會依靠自身土體重力繼續下沉,只有當填方體自重力達到與先期固結壓力相平衡時,路基沉降才趨于穩定。2)水的影響。有些填方區域地處溝壑、低洼區域,地表及地下水比較豐富,由于水的作用會使得土體的相關參數發生較大變化(特別是變化的負空隙水壓力能增加填方土體的附加應力),而填土體的附加沉降恰好就是因為這些附加應力所引起的。3)路基各層的剛度差異。路基各層間因為剛度的不同,當公路建成通車后在汽車動荷載的作用下,路面結構的附加應力會因這些荷載長時間碾壓逐漸增大,最終導致路面沉降和損壞。

2.2 土方 公路路線通常較長,沿線區域會經過多種復雜地形,尤其是覆土較厚的水田區域,此類區域土壤承載力較差,同時土壤自身的天然密實度低,如果外界承載過大,特別容易出現變形。若公路高填土路基高度超過4.5m,對路基的密實度要求較高,故施工人員要加強路基土壤密實度控制力度。在高填土路基施工之前,受外部各類因素影響,施工單位對工程所在地區的地基承載力缺乏足夠了解,地質勘查資料不完善,影響公路高填土路基施工質量。例如,在某公路填土路基項目之中,由于施工單位對該地區的地質條件缺乏足夠了解,軟弱地基沒有得到有效處理,降低填土路基的穩定性,公路投入使用后,容易出現不均勻沉降,使路面出現大面積破壞。

2.3 正式施工環節 基于嚴謹、嚴格的施工原則,同時也為避免發生大規模的施工偏誤問題,應在正式施工的前期階段規劃出小范圍試驗段,并按標準施工規程進行填料、碾壓、測驗等施工活動。通過這一環節,能幫助現場人員更加清晰地確定碾壓次數、填層厚度、設備操作速度、機具配合方式以及填料含水量,以促進施工方案的更優制定,為后續大范圍、長周期的路基施工活動夯實基礎。在南昌至寧都公路項目岡上至寧都段工程D10合同段的試驗段施工中發現,采用強夯與碾壓相結合的方式,可達到最佳的路基壓實效果,從而使路基在填料后完成預先沉降,避免后續不規則自然沉降問題的發生；當地面橫縱坡度的比值大于1∶2.5時,先開挖出寬度大于2m的臺階結構,再進行夯實、碾壓等處理。通過這樣的方式,既能有效提高施工效率,也能更好地保障路基壓實度滿足設計要求；宜將南昌至寧都高速公路項目岡上至寧都段工程D10合同段單層松鋪填料的厚度設計為50mm,材料含水量控制在8%～12%。在試驗環節完成、施工方案進一步確定后,即可開展正式的施工作業。首先,應貫徹由遠及近的填料順序,進行施工區域內卸料網格的規劃與卸料工作的運行。在此基礎上,將填料松鋪于路面的厚度控制在50cm左右,并做好相應的測量工作,嚴格杜絕填料不均、材料漏填的情況發生。待填料鋪設完畢并確認無誤后,操作推土機對路基填層進行初步的找平處理。找平處理期間,若發現推土機無法找平的死角區域,可采取人工找平的方式,以確保路基填料層的全面平整、銜接順暢。其后,操作大噸位的振動壓路機對路基實施碾壓。此時,由于南昌至寧都公路項目岡上至寧都段工程D10合同段的地形地勢比較復雜,需要對不同路線采取差異性的碾壓方式：若為直線路段,應按照從外向內的次序,進行路基邊緣至路面中線的碾壓施工；若為曲線路段,則應按照從內向外的次序開展碾壓工作。

2.4 正式填筑質量控制 采用全站儀測放出填土路基按照兩側加寬0.5m的坡腳線,插上花桿,坡腳線位置應撒上白灰。路基邊坡設置成臺階式,每階高度為8m,坡腳處臺階坡度為1：2,中間臺階坡度為1：1.75,最上面臺階坡度為1：1.5。坡腳護坡道寬度為1m,其余臺階間護坡道為2m,護坡道的向外排水坡度為4%。高填方路基正式填筑時應嚴格按照試驗段獲得的施工參數指導施工。以松鋪厚度為30cm進行分層填筑,采用21t的雙鋼輪壓路機分層碾壓,碾壓后及時檢測壓實度。路基每填筑2m采用80t沖擊壓路機沖擊碾壓8遍,沖擊碾壓時沖擊點的布設應滿布和均勻,第二遍沖壓起始位置應在第一遍沖壓起始位置往內側移動30cm,第三遍沖壓起始位置與第一遍沖壓一致,如此循環,保證沖擊碾壓的均勻性。路基填筑過程中應嚴格控制填料的含水量,如果含水量過高或過低則應采取晾曬或灑水等措施進行調整,當填料含水量為最佳含水量的±2%范圍內方可進行碾壓,確保路基的壓實度。

3 結語

綜上所述,路基施工在公路工程建設中具有基礎性的重要作用,其施工質量在很大程度上決定了公路產品投用后沉降、塌陷、開裂等病害的發生概率。因此,相關人員在高填方路基施工的技術應用中,必須嚴格做到按圖施工、因地施工,并做好填料類型、碾壓方式、檢測方法等方面的選用與控制,以保證路基的完工質量。