汾石高速公路路基高填深挖施工工藝技術研究

賈雷青

（山西路橋第六工程有限公司，山西晉中 030600）

0 引言

高填深挖路基施工技術是指在填筑過程中，對地基土進行壓實處理后再修筑路堤的一種施工工藝。該工藝具有工期短、成本低和質量高的優點，可有效提高公路建設效率。在具體施工中，由于高速公路兩側地形較為復雜，因此需要采取分層攤鋪法與碾壓法相結合的方式保證工程質量。同時，需注意路基填料選取及配比設計等問題。為確保公路工程的整體穩定性及安全性，必須加大工程管理力度，嚴格按照相關標準要求開展工程施工活動。

1 高速公路路基高填深挖施工需注意的問題

1.1 基礎設計及施工

以汾石高速公路路基工程設計為例，針對不同路段采用不同形式的設計方案，第一，充分考慮施工機械設備、施工工藝及材料選擇等因素。第二，根據工程實際情況確定合理的路線方案，臨時電源的鋪設以節省投資為主要目標，可通過設置集中配電裝置的方式，實現對供電設施的集中管理。在高填深挖路基施工中，施工人員在施工中應保證路塹位置、邊坡角度以及填方高度等均滿足相關規范要求，并對高路塹進行有效防護處理。同時，需明確其沉降變形量與工后穩定性之間的關系，若二者存在較大差異，應及時采取科學應對措施予以消除或降低影響程度，保證各個施工環節的誤差不超過5cm，嚴格控制各工序間的銜接，避免因操作不當造成路面局部破壞甚至是整體坍塌現象[1]。此外，應做好各項工作參數檢測和控制工作，確保數據真實可靠，從而為后期施工提供準確的參考依據，提高公路建設質量。同時，要加強施工現場管理，如嚴格落實安全生產責任制、建立完善的規章制度及定期組織施工人員進行技術培訓學習等。

1.2 施工技術

對高填深挖路基施工技術（見圖1）而言，最為重要的是控制好填筑材料的質量與壓實度。只有壓實度達到一定標準，才能確保路基的強度和穩定性，進而保證行車安全。通常情況下，會采用分層填筑方法，即在同一斷面上設置不同高度的填料層，這樣可以有效減少填土量，從而降低工程成本。需要強調的是，對高填方路段進行特殊處理時，應采取適當防護措施，以防止地基土沉降變形過大，進而最大程度地保證公路的使用功能和安全性。例如，在汾石高速公路路基施工中，對于低填方路段，可采用填方邊坡設計。一般土質路塹邊坡適用于軟基路面結構，而硬巖路塹邊坡適用于半剛性基層瀝青路面或水泥混凝土路面。此外，為了避免軟土地基因不均勻沉陷造成道路破壞，需在軟弱土層處鋪設土工格柵或者墊板等柔性構造物[2]。

圖1 高填深挖路基施工

2 汾石高速公路路基高填深挖施工影響因素

2.1 地質條件

在高填深挖路基施工中，受自然地質條件影響，這類工程的沉降量較大。為了保證高填路堤在正常使用年限內不產生過大變形或失穩破壞，必須對地基土進行加固處理。邊坡結構的穩定性與填料的特性密切相關，不同的土質具有不同的力學性質和強度指標，因此需要研究土體在各種荷載作用下的受力及變形情況。以汾石高速公路路基處理為例，采用土工格柵作為填筑材料，提高路堤整體剛度，同時輔以排水措施，以達到減少填土高度，減少施工后差異沉降等目的[3]。

2.2 氣候因素

氣候因素主要體現在對巖土性質的影響方面，因此需要結合地質環境特征和水文狀況進行分析。如果降水量過大會對邊坡結構造成破壞，如果邊坡出現失穩情況，將嚴重影響到工程的安全運行以及周邊建筑物的安全性，甚至會引發滑坡等地質災害。溫度變化也能改變土體內部物理力學參數，間接對土質產生影響，從而一定程度上降低其穩定性，同時會引起局部區域地下水量出現較大波動。除此之外，降水量增加時，滲入地下的水量也會隨之增加，最終使地下水位上升到較高位置并形成漏斗區，而這會嚴重影響基坑開挖后周圍的生態環境。

3 汾石高速公路路基高填深挖施工工藝的具體應用

3.1 施工準備

路基開工前，應由精測組按照交樁記錄，按施工規范要求進行現場試驗，以確定各項技術指標。根據各參試路段的實際情況，在滿足設計和施工技術條件下，合理選擇材料、設備，精心組織施工，保證工程質量和進度。采用精密水準測量方法，對導線、水準點進行復測，保證控制網布設符合精度要求。填方地段要嚴格按邊坡坡度計算填筑高度并及時施作防護土，確保邊坡穩定。基底處理同樣重要，對于存有軟弱夾層或破碎帶的不良地質體，必須采取適當措施予以加固。對于軟土地基，應因地制宜地選用適宜的地基處理方法。若填土厚度較大，可將其分層碾壓至一定厚度后再夯實成臺狀結構，以路基提高承載力。在填土層較厚而且不均勻的情況下，可采用振沖碎石樁復合地基來解決這一問題。例如，在汾石高速公路路基施工實施前，施工人員通過現場測量放線及室內資料分析得出沉降變形規律，對路基范圍內的樹木與灌木叢進行移植、清除等工作，并做好臨時排水設施的布置，以及綠化植物栽植工作。同時，加強質量管理，制定出切實可行的施工工藝標準，嚴格控制每一道工序，使整個工程得以順利進行，為工程施工創造良好的環境。總之，路基施工過程中的任何環節都會影響公路的整體性能，只有落實準備工作，做到周密安排，嚴密監測，科學施工才能達到預期的施工效果。

3.2 土質路堤填筑

土質路堤填筑施工分多個工作面（見圖2），采取“三階段、四區段、八流程”施工法，其工序是：挖方—平整（包括挖填）—回填土體—壓實。施工時每個作業區長度要滿足以下要求：A 段為10～15m，B 段在30m 左右，C 段長40m 以上。根據土質情況和施工進度安排好各作業層的工作順序后再進行整體碾壓，且各段之間不得有高差和錯臺現象發生。保證各個工班連續不間斷地完成路基工程。采用該方法能較快地把土料變成具有一定強度的混凝土或砂漿，以適應路面平整度及抗滑性能等技術要求。在施工放樣環節，GPS 控制網布設必須符合設計圖紙的精度及工程實際情況，同時要保證測量結果準確可靠。土石方量計算則以當地平均坡度為基礎數據進行復核，E 級邊坡需采用抗滑樁加固防護，F 級坡率一般不宜大于10%。高填路基基底壓實度應大于93%，若不能達到這一標準，需采取排水措施，提高土體密實度，或增加碾壓次數，降低含水量[4]。

圖2 土質路堤填筑施工

此外，在路堤填筑中，可通過調整地基變形模量、加強基床底層夯實等方法對沉降量進行有效控制。用振動壓路機對軟基進行振壓作業，能有效消除軟弱下臥層引起的工后差異沉降，不過振壓完成之后應及時清除表面浮漿和松散土層。為保證路基邊緣壓實度，應對路基邊線進行必要檢測，若壓實度不足應及時補夯。攤鋪整平時，應根據不同路段合理選擇攤鋪機型號及數量，并按比例配加瀝青面層和碎石墊層。每層填筑前采用灰點控制法對集料粒徑分布范圍進行統計，然后按照均勻布種原則，將各組分別撒布到相應位置，使其充分填充空隙。填筑土方含水量較大時，避免水分滲透至下面層，造成局部開裂現象。雨季施工時，要確保當天填筑的土方當天碾壓成型，在分層布料時要做到“三不”，即不讓水滲入上層干硬粒料與細粒物料之間，不能使水浸入下層硬粒料與粗粒物料之間，對于土質較差且含水率高的區域，必須使用專用防滲設備，不讓滲水進入土中，以免引發病害。

3.3 臨時排水措施

在公路路基高填深挖施工中，需在各分段高邊坡設立臨時排水設施，將排水溝設置于路基兩側，防止坡面徑流進入基坑。施工便道頂部修成3%向外的路拱，形成路塹擋土墻，并與地面相接。便道在路靠山體一側挖臨時排水溝，匯集雨水并將之排出[5]。在路基頂面做好臨時性的截水溝，有效避免地表水下滲對土體造成沖刷破壞。

3.4 邊坡防護施工

邊坡防護施工技術是高速公路路基高填深挖工程中的關鍵技術之一，其施工工藝和質量控制直接影響著整個公路工程質量（見圖3）。包括坡面治理，擋土墻設置，排水設計及材料選擇等方面內容，在實際工程施工過程中要結合具體工程情況進行分析與處理。護面墻是一種有效的邊坡防護方式，主要起到保護坡面，防止水土流失的作用，并可避免由于雨水沖刷導致坡面侵蝕破壞的問題發生。在邊坡防護施工中，要根據不同地區，氣候條件以及地質環境特點合理選用適宜的護坡結構，對常見類型護面物形式及其適用范圍加以了解和掌握，保證其適用性。另外，還應綜合考慮各種可能存在的不利因素，加強施工管理力度，確保各項工作有序開展。邊坡支護工程按開挖深度分，基坑開挖深度較小，一般采用預應力錨索或錨桿。挖方段深約2～4m，以錨拉式為主。填筑段長為3～5m 左右，常使用格構梁+柔性支撐聯合加固法。按開挖方式分，常用于土質高陡邊坡上，如路堤填土高度超過10m 以上時，應采取臨時支擋措施。當土體較軟且有一定厚度時，宜采用深層抗滑樁加土工格柵復合土工膜作為永久性支護，也可將此方法應用到黃土區。具體施工中，還應對基礎埋深、坡腳位置、坡比、坡度、地下水發育狀況、地形地貌、水文地質條件、巖土體特性等因素進行充分調查研究，同時還要注意做好各工序之間的配合協調工作[6]。

圖3 高速公路邊坡防護技術

4 結語

高填深挖路基施工是高速公路建設中的重點和難點，隨著我國公路建設事業的發展，對高填方路段提出了更多新的要求。在未來發展中，對于路堤高度較小或不具備特殊地形條件下修筑的高等級公路，需要考慮采用土工合成材料來處理軟基問題，以達到經濟合理、安全可靠、環境保護等目的。從根本上推動道路工程向安全穩定、舒適美觀方向發展。