高速公路項目中的高填方軟土路基施工技術

李偉東

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

對于高填方公路而言，其軟土地基段的施工十分特殊，不僅會影響其運行穩定性，還會影響其安全性。在具體施工過程中，需結合項目實際情況，查找其中存在的問題，對相關技術要點進行分析，加強研究，選擇合理、有效的處理方式，確保施工的順利進行，進而提高施工質量，為公路交通的安全使用提供有力保障。

1 工程概況

廣州新白云國際機場第二高速公路北段工程第SG01 合同段，起訖里程為K0+000—K3+850，線路長度3.850km。其中，挖方130 萬m3（含互通），填方77.52 萬m3，棄方57.77 萬m3。橋梁1.6774km/4 座，橋梁比例43.57%，互通立交1 處。

路基施工分為主線、山前樞紐互通立交兩種類型：主線部分：K1+400—K3+240，長1840m。

山前樞紐互通立交部分：

主要為山前樞紐互通立交主線范圍、各匝道、立交路路基填筑施工。

2 高填方情況概述

對填方中心≥15m 或邊坡高度≥20m 的段落以及陡坎地段，采用增強補壓措施。路基按高填方處理。該工程存在四段高填方段落，見表1。

表1 高填方段落及其處理措施

3 施工技術

3.1 施工流程

路堤填筑分層進行，根據填筑總量均勻分層，挑選優質的填料，逐層施工。每層填筑、碾壓后，安排質量檢驗，確認無誤后施工后一層。第一層強夯高度從填方高度為4m 時開始，嚴格按照設計方案組織強夯作業，上路堤每填高4m 安排一次強夯，以此提高路堤的穩定性，盡可能減小路堤沉降量，高填方軟基施工流程見圖1。

3.2 試夯

正式夯擊前組織試夯，確定夯擊作業點位與結構物的安全距離、夯擊遍數等。試樣區域的尺寸以20×20m 為宜，需具有代表性，夯擊前應對現場做整平處理。夯點按正三角形排列，測量各夯點的位置，測量場地標高，作為夯擊效果分析時的參考數據。經過一遍夯擊，測量夯擊面標高并與原始場地標高數據進行對比分析，夯沉量在5cm 以上時，安排第二遍夯擊，若夯沉量在5cm 以內，則無需繼續夯擊，否則安排第三遍的夯擊，依然判斷此時的夯沉量是否在5cm 以內，按照相同的思路作業。夯擊后，確定夯沉量在達到5cm 以內之前的遍數，并根據此遍數進行大面積的正式夯擊[1]。

3.3 施工要點

第一，路堤填筑至普夯設計面時，檢測夯擊前的壓實度，供對比分析使用。夯擊期間加強觀察，判斷夯擊作業是否會對周邊建（構）筑物造成影響。第二，在確定普夯作業范圍、夯點的布設位置后，用儀器測量放樣，用小木樁做標記，以便根據各測放的夯點在指定位置精準施工。全面復核夯點測放結果，繪制夯點布置圖，對夯點進行編號，按照順序依次完成各點的夯擊作業。第三，根據試夯確定的方案組織試夯作業，需在大樣圖的夯點處標記各點的夯擊深度，以此為依據，做有效的夯擊處理。第四，從路基中線開始向兩側推進，將普夯施工有條不紊地落實到位。第五，施工遵循動態化的原則，加強對現場施工情況的觀察，若與試夯獲取的信息存在差異，應立即分析原因，對普夯施工工藝做出調整，保證普夯的有效性。第六，填筑層石土比例失控時，可采取翻挖、重新填筑的處理方法，翻挖深度約為1.2m。第七，為達到壓實度和平整度的標準，普夯后需用振動壓路機碾壓，強化夯擊效果。

3.4 施工機械的準備

在機械化施工模式下，合理配套機械設備是順利施工的關鍵前提。施工單位應從現場情況出發，適配合適的機械設備，保證規格和數量的合理性；注重對機械設備使用前的性能檢驗和日常運行過程中的定期檢、維修，使機械設備保持良好的運行狀態，降低機械設備故障率，以免對施工造成不利影響（耽誤工期、影響施工質量、增加施工成本等）。在機械設備的配置中，除了考慮單臺設備的穩定性外，還應兼顧機械設備間的協同運行特性，集多臺機械設備的優勢于一體，高效推進高填方軟土路基施工進程[2]。

3.5 鋪筑試驗路段和基層處理

于現場選取具有代表性的路段，經過試驗后確定科學施工方案，作為施工的引導。試驗以安全為前提進行，根據質量和作業便捷性的要求，做好機械設備配套、碾壓次數等方面的優化。鋪筑時，應及時檢查現場狀況，根據采集的數據判斷是否存在質量問題，若有則妥善處理，并對相應施工工藝進行優化。殘留在地基上的雜草、樹枝等雜物均要清理干凈，以免影響公路結構的密實性和平整性。公路路堤必須穩定可靠，斜坡的檢測結果應具有較高精度，用于反映真實狀況。基層坡度斜率＞20%時，應開挖臺階并加強防護，營造安全的施工環境。臺階寬度以1m 以內為宜，臺階必須穩定可靠。

3.6 填方區上料及攤鋪的平整

第一，嚴格檢驗材料，確認無誤后進場使用。以填料的質量控制為例，粒徑、硬度、雜物含量均是重點檢驗指標。第二，妥善規劃材料的運輸方式，用運輸能力強的車輛將材料運送至現場。裝料后應加強防護，減少環境因素對材料質量的影響。運輸車輛應平穩行駛，盡快將材料運送到場。第三，卸料時，要控制卸料的范圍和各部位的厚度，保證材料分布的均勻性。第四，卸料后安排攤鋪，必要時采取分層攤鋪的方法，加強對各層的質量控制。攤鋪時，以機械攤鋪的方式為主，借助機械設備的性能優勢提高攤鋪作業效率。對于機械設備難以覆蓋到的邊角部位，可調整為人工攤鋪。但是，人工作業易摻雜大量主觀因素，因此必須由有資質的人員規范作業，攤鋪時要加強質量檢驗與控制。第五，攤鋪完成后，用壓路機碾壓，使填料由松散狀態轉變為密實、平整。

3.7 填方碾壓施工

碾壓有利于提高路基的密實性，宜從兩側開始逐步向中間有序碾壓，曲線段調整為先內側、再外側的碾壓順序，碾壓遍數可根據現場施工條件、攤鋪料的性質等予以控制。碾壓過程中，壓路機以4km/h 的速度勻速運行，禁止隨意大幅度變更速度或急剎車。局部經過機械碾壓后仍無法滿足壓實要求時，輔以人工強夯措施[3]。

3.8 壓實度和含水量的檢測

公路路基施工的質量控制指標較多，其中以壓實度為關鍵。施工人員需及時檢測路基的壓實度，將測量數據作為評價路基質量的指標之一。在采取分層施工的方式下，逐層檢驗壓實度并進行控制。含水量的高低直接影響著路基的壓實效果，例如，含水量偏高時，路基的強度降低，密實性、穩定性均不足。因此，針對含水量偏高的路基，可以使用清淤換填的方法加以處理。根據現場地質條件制定清淤換填方案，在監理單位會同業主審批通過后，方可實施。施工人員應嚴格控制清淤的深度，挑選優質的填料換填。

軟基地層的存在影響著公路的建設效果，必須全面處理，挖除含水量高、穩定性不足等不滿足施工要求的部分，換填碎石、砂礫等優質材料。基坑開挖深度＜2m 時，利用挖掘機將開挖土轉至指定區域堆放；深度達到2m 及以上時，首先挖除端部，再向中間部位推進，視現場施工條件和施工要求修筑臨時運輸便道，以便車輛的順暢通行。軟基開挖的干擾因素多，開挖期間可能出現滲水現象。水的存在嚴重影響著軟基的正常施工，因此需加大抽水力度，并采取完全清除后統一換填或邊挖邊填的方法。碾壓設備可選用振動壓路機，經過特定遍數的碾壓后，提高換填材料的密實性[4]。

3.9 路面沉降穩定方面

3.9.1 沉降穩定性的檢測

在現場具有代表性的區域布設測點，獲取到的測量結果可反饋真實的施工狀況。測點應布設在沉降區外穩定性較好的部位，可在路基腳、坡腳及坡腳外三處分別布設測點。為獲得全面的測量結果，測點間距應控制在200mm。測量設備為水準儀和全站儀，由專員及時記錄測量數據，據此判斷沉降的穩定性。

3.9.2 沉降處理技術

路基沉降是高填方路基施工中的常見問題，根據該項目的施工條件，采取如下沉降處理技術：

第一，以相對較慢的速度填筑，保證填料的均勻性和密實性。盡早施工高填方路基，路面路基施工放在后續進行，以便留出充足的時間使高填方路基沉降至相對穩定的狀態。

第二，針對基底做壓實處理，保證地基的穩定性。以谷底和斜坡兩處尤為關鍵，采取開挖臺階的方法可取得較好的效果。鑒于填筑工作量大，根據總填筑厚度均勻劃分為多層，逐層填筑到位。

第三，由于軟基的承載性能不足，需要對其采取處理措施，減小軟基對施工的不良影響。原地面以上1～2m 屬于重點處理區域，先向該處填筑硬質石料，再向石料間的縫隙內填入小碎石，采取壓實措施，提高填料的密實性和平整性。局部路基填方高度在20m 以上時，施工過程中應加強對路基穩定性的分析，有失穩的發展趨勢時要立即采取支擋措施[5]。

4 高填方路基施工控制

4.1 嚴把材料質量關

填料作為高填方路基施工中的重要材料，其粒徑、干凈程度、含水量各方面均要滿足要求。應精心挑選料源，材料進場時要安排質量檢驗，剔除所有不達標的部分。以優質的材料為基礎，結合科學的施工工藝，有效建設高填方路基。

4.2 攤鋪與壓實

以試驗確定的方案為準，由施工人員依據方案要求規范攤鋪與壓實。填料攤鋪環節應做好攤鋪速度、各層填筑厚度、攤鋪面寬度等參數的控制。攤鋪后安排碾壓，由專員操作機械設備，勻速完成特定遍數的碾壓作業，使路基在碾壓后具有密實性與平整性。

4.3 加強防護

施工場地周邊存在房屋建筑、涵洞等建筑物時，要采取防護措施，確保振動夯實過程中各類既有建筑物不受影響。其中，預留安全距離、挖設隔振槽是常見的防護方法。

4.4 安全距離

涵背已做回填地段安全距離取15m，具體的安全距離可根據結構物振動及變形的觀測結果靈活調整，以不對周邊建筑造成影響為前提靈活施工。

4.5 高填路基按分層填土、分層壓實的方式施工

第一，加強地基處理。采用清除基底松軟土層、換填粗粒土等措施增強地基的承載力；采用加寬基底臺階的方式提高路堤的穩定性。第二，高路堤為半填半挖形式或陡坡路堤時，應從現場施工條件出發，采取填挖交接或陡坡路堤處理的方法，保證建設成型的高路堤形態合理，結構穩定可靠。第三，為控制高路堤填筑質量、確保邊坡穩定，要求對高路堤進行動態變形監測。第四，填方中心≥15m 或邊坡高度≥18m 的路段及陡坎段均有失穩的可能，在穩定性控制要求高的施工狀況下，需采取增強補壓措施，促進地基密實，最大限度地減小路基的不均勻沉降量。每壓實填高4m 進行一遍強夯，路床頂以下0.8m 處強夯一次，夯錘重20t，夯錘直徑2.5m，提升15m，夯點間距為4.5m，按正三角形布置，每遍夯擊4 次，共夯擊3 遍。夯擊期間要及時測量夯沉量，停夯標準為最后兩擊的夯沉量不超過5cm。

5 結語

綜上所述，高填方路基施工具有填筑斷面面積大、填筑高度大、施工條件復雜等特殊性，高填方路基施工不到位易導致路面出現開裂、沉降或其他異常狀況，行車安全性和公路結構耐久性也會受到影響。在高填方路基施工中，需加強對路基的沉降控制，尤為關鍵的是對軟土路基的處理，應以清淤回填或其他可行的方法改善軟基的既有狀態，為公路其他結構的施工打下堅實的基礎。施工單位采取的路基施工工藝必須適用于現場環境，施工中還要加強質量檢驗與控制，保證路基的施工質量。