分層壓實(shí)填筑技術(shù)在高速公路路基工程中的應(yīng)用

邱雁

（四川路橋建設(shè)集團(tuán)交通工程有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

高速公路是現(xiàn)代城市交通建設(shè)的重要組成部分，其基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的質(zhì)量和安全直接關(guān)系到城市的發(fā)展和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。而高速公路路基工程的施工技術(shù)是基礎(chǔ)工程的重要組成部分，其質(zhì)量和安全直接影響著高速公路的穩(wěn)定性和使用壽命。因此，本文將從分層壓實(shí)填筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、施工過(guò)程等方面進(jìn)行探討，旨在為高速公路路基工程的施工提供技術(shù)支持和參考。

1 工程概述

某高速公路項(xiàng)目，該路段位于山區(qū)，地形比較復(fù)雜。項(xiàng)目中路基填方高度為15.8m，寬為27.5m，路基填土厚度為8m，壓實(shí)度為96%，路基兩側(cè)均采用邊坡防護(hù)工程。項(xiàng)目中填方主要以山嶺重丘為主，地勢(shì)較陡，地質(zhì)條件差，地下水位較高。針對(duì)這種情況，項(xiàng)目采用了分層壓實(shí)填筑技術(shù)對(duì)路基進(jìn)行處理。

2 施工技術(shù)方案比選

結(jié)合本工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件和水文條件，在進(jìn)行基礎(chǔ)處理中，可選擇的方案包括強(qiáng)夯法、深基礎(chǔ)、分層壓實(shí)技術(shù)3 種。

（1）強(qiáng)夯法。在高速公路路基施工中采用強(qiáng)夯法具有施工機(jī)械設(shè)備簡(jiǎn)單，節(jié)省施工材料，節(jié)約施工成本等優(yōu)勢(shì)。但由于本工程施工中選擇的施工單位，缺乏強(qiáng)夯法施工經(jīng)驗(yàn)，以及相關(guān)機(jī)械設(shè)備，雖然此項(xiàng)路基處理技術(shù)優(yōu)點(diǎn)突出，最終未應(yīng)用到本路基工程施工中。

（2）深基礎(chǔ)。在高速公路路基工程施工中采用深基礎(chǔ)施工技術(shù)，和其他處理技術(shù)相比，具有良好的穩(wěn)定性，可有效提升路基的承載力。但由于本工程施工現(xiàn)場(chǎng)絕大部分為深厚的松填土，可靠的持力層比較深，施工機(jī)械設(shè)備復(fù)雜，施工周期比較長(zhǎng)，會(huì)造成大量材料浪費(fèi)，且工程造價(jià)比較高，從經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)看，并不適用于本工程施工。

（3）分層壓實(shí)技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)施工機(jī)械設(shè)備比較簡(jiǎn)單，可有效節(jié)約施工材料，降低工程造價(jià)，且施工工期比較短，工程造價(jià)僅比強(qiáng)夯法造價(jià)略高。但相對(duì)于深基礎(chǔ)，造價(jià)要少很多。而且當(dāng)?shù)赜芯C合實(shí)力比較好的施工隊(duì)伍，以及成熟的施工經(jīng)驗(yàn)，施工機(jī)械設(shè)備和配套設(shè)施也比較充足。雖然采用分層壓實(shí)技術(shù)，既能有效縮短工期，而且費(fèi)用比較低，比較滿足本工程施工時(shí)間緊的要求。因此，在本工程施工中采用了分層壓實(shí)技術(shù)。

3 分層壓實(shí)填筑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

分層壓實(shí)填筑技術(shù)是一種先進(jìn)的路基施工技術(shù)，其主要優(yōu)勢(shì)如下。

（1）提高路基承載力。分層壓實(shí)填筑技術(shù)通過(guò)逐層壓實(shí)填料，有效提高了路基的整體承載力。每一層的填料都經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理，使得填料之間的密實(shí)度更高，從而增強(qiáng)了整個(gè)路基的穩(wěn)定性和承載能力。

（2）減少工期和成本。分層壓實(shí)填筑技術(shù)的施工過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，可以快速高效地完成路基的施工。同時(shí)，該技術(shù)采用逐層壓實(shí)的方式，使得每一層填料的壓實(shí)更加均勻，減少了后期維護(hù)和修補(bǔ)的工作量，降低了工程成本。

（3）提高路面平整度。分層壓實(shí)填筑技術(shù)的每一層填料都經(jīng)過(guò)壓實(shí)處理，使得填料之間的密實(shí)度更高，從而減少了路面的起伏程度，提高了路面的平整度和行車舒適性。

（4）節(jié)約土地資源。傳統(tǒng)的路基施工方法通常需要大量的土地資源，而分層壓實(shí)填筑技術(shù)可以通過(guò)逐層填料的方式，最大限度地利用現(xiàn)有的土地資源，減少了對(duì)環(huán)境的影響。

4 試驗(yàn)段施工

該項(xiàng)目中的試驗(yàn)段共2km 長(zhǎng)。試驗(yàn)段內(nèi)采用了三層壓實(shí)度控制標(biāo)準(zhǔn)，分別如下：第一層壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)為94%；第二層壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)為96%；第三層壓實(shí)控制標(biāo)準(zhǔn)為98%。首先是對(duì)第一層進(jìn)行壓實(shí)度檢驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)段得出，第一層的壓實(shí)度只達(dá)到90%。根據(jù)上述情況可知，本項(xiàng)目中第一、第二、第三層的壓實(shí)度都不滿足要求。因此，為了確保路基施工質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，需要在實(shí)際施工中合理應(yīng)用分層壓實(shí)填筑技術(shù)。該項(xiàng)目中施工路段地質(zhì)條件比較復(fù)雜，有山有溝也有平原地帶。其中第四系松散沉積物和沖積物的厚度較大。第四系松散沉積物和沖積物主要分布在坡腳以及溝谷兩側(cè)地帶，以砂礫石、砂礫以及圓礫為主；第四系松散沉積物和沖積物厚度較大的地方主要是溝谷兩側(cè)的緩坡地帶以及臺(tái)地地帶。因此，在進(jìn)行高速公路路基施工時(shí)需要結(jié)合工程實(shí)際情況合理選擇施工技術(shù)方案，確保高速公路路基施工質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。分層壓實(shí)技術(shù)是高速公路路基施工中最為常見(jiàn)的技術(shù)，通過(guò)壓實(shí)試驗(yàn)，在進(jìn)行本工程路基施工中，需要聯(lián)合應(yīng)用到10t、12t、14t、18t 四種不同型號(hào)的壓路機(jī)，控制分層壓實(shí)厚度在30～50cm，若采用振動(dòng)碾壓技術(shù)，則填土的厚度可上適當(dāng)提升到50～80cm。

5 分層壓實(shí)填筑技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

5.1 施工準(zhǔn)備

進(jìn)行表層清理，明確路基的施工范圍，利用挖掘機(jī)對(duì)該區(qū)域內(nèi)的各類雜物和垃圾進(jìn)行徹底清理，對(duì)于土壤中含有大量的腐殖土?xí)r，應(yīng)適當(dāng)增加清理的深度，并采用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，確保地基在后續(xù)的施工中具有良好的承載能力[1]。另外，還需對(duì)斜坡的底部位置進(jìn)行處理。填方路堤在施工時(shí)，必須對(duì)基底處的斜坡進(jìn)行有效的調(diào)整，達(dá)到施工要求后才能開始正式回填。當(dāng)?shù)缆窓M向坡度小于1∶5 時(shí)，首先要清除里面的雜草和樹根，然后才能進(jìn)行開挖，要保證基礎(chǔ)面開挖寬度1.5～2.0m，同時(shí)臺(tái)階的頂面位置要適當(dāng)向內(nèi)傾斜2%～4%。

5.2 測(cè)量放線

高速公路路基測(cè)量放線是高速公路建設(shè)中非常重要的一步，其主要目的是為了確定路基的位置、高程和坡度等參數(shù)，為后續(xù)的路面鋪設(shè)和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。在開始測(cè)量放線之前，需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)的勘測(cè)和調(diào)查，了解地質(zhì)條件、地形地貌、水文情況等相關(guān)信息，以便制定合理的測(cè)量方案。在施工現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的位置設(shè)立控制點(diǎn)，用于確定路基的高程和坡度等參數(shù)。控制點(diǎn)應(yīng)該具有代表性和穩(wěn)定性，能夠反映出整個(gè)路段的地形地貌特征。根據(jù)測(cè)量的要求和場(chǎng)地環(huán)境的特點(diǎn)，選擇合適的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備，如全站儀、水準(zhǔn)儀、測(cè)距儀等。同時(shí)還需要考慮設(shè)備的精度、可靠性和易用性等因素。根據(jù)設(shè)計(jì)方案和測(cè)量結(jié)果，進(jìn)行路基的高程和坡度等參數(shù)的放線工作。在放線過(guò)程中需要注意保持放線工具的垂直度和水平度，避免誤差的產(chǎn)生。同時(shí)還需要對(duì)放線結(jié)果進(jìn)行檢查和調(diào)整，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在測(cè)量放線的過(guò)程中，需要及時(shí)記錄和整理測(cè)量數(shù)據(jù)，包括控制點(diǎn)的坐標(biāo)、高程、坡度等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)將作為后續(xù)路面鋪設(shè)和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)[2]。

5.3 布料

在布料操作時(shí)，必須按照設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)細(xì)致的檢驗(yàn)后，才能用石灰料撒出方格，并用掛線來(lái)控制布布的總數(shù)量。在土質(zhì)路段工程施工中，各層材料的施工厚度不大于30cm，并利用水準(zhǔn)儀設(shè)備對(duì)路基面的平整度進(jìn)行檢查，判斷路基的壓實(shí)質(zhì)量及效果，每層路基填筑施工和壓實(shí)工作結(jié)束后，應(yīng)立即進(jìn)行質(zhì)量檢查，若無(wú)問(wèn)題，即可進(jìn)行下一層施工，由于路堤邊緣位置比較薄弱，在布料過(guò)程中，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)寬度基礎(chǔ)上，對(duì)兩側(cè)區(qū)域進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由欤陆俏恢靡?0m 的間距，依次插上花稈，彼此用白線連接，作為施工坡腳位置的參考基準(zhǔn)。在攤鋪施工時(shí)，必須由專門的工作人員指導(dǎo)和操作，并協(xié)調(diào)好土方運(yùn)輸車、攤鋪機(jī)等的工作程序，確保整個(gè)鋪裝施工的順利進(jìn)行。在進(jìn)行布料施工中，填石路基的孔隙率應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，如表1 所示。

表1 填石路基孔隙率要求

5.4 平整處理

布料完成后需要采用推土機(jī)對(duì)布料進(jìn)行平整處理，為保證回填料填筑的平整度，可采用推土機(jī)進(jìn)行2～3 次平整處理。在填料平整處理中，需要對(duì)材料是松鋪厚度進(jìn)行檢查，若超過(guò)設(shè)計(jì)允許范圍，需要及時(shí)調(diào)整，以便為后期碾壓施工提供良好的條件。此外，還需要對(duì)填料含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，按照試驗(yàn)段確定的最佳填料含水量進(jìn)行酌情調(diào)整[3]。若填料含水量過(guò)高，則可以進(jìn)行翻拌晾曬處理，若填料含水鏈過(guò)低，則可以通過(guò)灑水的方法來(lái)提升填料含水量。

5.5 分層碾壓

在對(duì)回填材料的碾壓時(shí)，要按照先慢后快，先靜后振的原則，采用20t 的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，再采用平地機(jī)進(jìn)行整平，對(duì)填料的含水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，是確保全部填料被壓實(shí)的前提條件。振動(dòng)壓路機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，將前后輪之間的重疊量設(shè)置為0.5m，并且將相鄰兩區(qū)段內(nèi)的縱向重疊量控制在2～4m，防止漏壓，根據(jù)最后的試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行4～6 遍的碾壓。

在路基材料回填完畢后，要按照先壓邊后壓中間的方式對(duì)其進(jìn)行全面壓實(shí)處理，使其達(dá)到路拱狀態(tài)。在進(jìn)行正式碾壓前，必須進(jìn)行調(diào)平，從道路的中心線，到路堤的兩側(cè)，形成2%～4%的坡度，特別要重視路基的壓實(shí)和緊固性，防止路基出現(xiàn)不均勻沉降。要想確保路基結(jié)構(gòu)的整體壓實(shí)效果，就必須用一些輔助的試驗(yàn)方法來(lái)進(jìn)行后續(xù)的指導(dǎo)施工，并獲得一些關(guān)鍵的施工工藝參數(shù)[4]。

在施工過(guò)程中，既要注意路基的縱向壓實(shí)，也要注意橫向壓實(shí)。在進(jìn)行碾壓施工的過(guò)程中，既要充分保證鋪面的平整度、穩(wěn)定性，又要進(jìn)一步增強(qiáng)鋪面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。回填料攤鋪時(shí)，應(yīng)確保在道面中部與道面兩側(cè)留有約3°的施工角度，并進(jìn)一步改善道面結(jié)構(gòu)的緊密度與穩(wěn)定性。

5.6 分層碾壓質(zhì)量檢測(cè)

當(dāng)最后一遍碾壓工作完成后，現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量檢測(cè)人員需要采用核子密度儀進(jìn)行壓實(shí)度質(zhì)量檢測(cè)，核子密度儀是利用核子衰變的原理，采用核子計(jì)數(shù)儀，通過(guò)測(cè)量核子的衰變速度，計(jì)算出土壤中的水分含量，進(jìn)而計(jì)算出土壤的干密度。利用核子計(jì)數(shù)儀測(cè)量土壤干密度是一種比較簡(jiǎn)便、快捷和準(zhǔn)確的方法。公路路基壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，需對(duì)路基結(jié)構(gòu)層進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過(guò)程中采用核子密度儀對(duì)路基進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而得出路基壓實(shí)強(qiáng)度和干密度值。同時(shí)，公路路基施工過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種不良因素，如水分、溫度和土壤顆粒等，這些因素都會(huì)對(duì)公路路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響。為了更好地保證公路路基壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，需在實(shí)際操作中充分發(fā)揮核子密度儀的優(yōu)勢(shì)。在對(duì)核子密度儀進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定操作。為提高標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，可采取兩次標(biāo)定的方式進(jìn)行操作。第一次標(biāo)定是在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)核子密度儀進(jìn)行標(biāo)定操作，第二次標(biāo)定則是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。通過(guò)兩次標(biāo)定后，可使核子密度儀在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性。

5.7 注意事項(xiàng)

一般情況下，高速公路路基填料的厚度大約為30cm，但是也要根據(jù)實(shí)際情況而定。通常情況下，高速公路路基填料采用了砂礫石填料，要控制回填的厚度在20cm 以內(nèi)。此外，為了保證高速公路路基施工質(zhì)量，還需要嚴(yán)格控制填料的含水量。通常情況下，高速公路路基施工中填料含水量應(yīng)保持在最佳含水量范圍內(nèi)。如果不滿足這一要求，人工調(diào)整填料含水量，使其達(dá)到最佳含水量。在填筑之前，需要進(jìn)行清表工作。在清理表土?xí)r，需要將表層的松土清理掉。在清理表土?xí)r也要確保填料的均勻性和厚度等方面的要求。另外，還要確保不會(huì)出現(xiàn)翻松和未壓實(shí)的現(xiàn)象。若路基填料比較干硬，則需要將其攤鋪在預(yù)先設(shè)定的位置上；若填料比較濕軟，則需要將其攤鋪在事先設(shè)定好的位置上。另外，如果填筑層厚大于40cm 時(shí)，則需要將其分層填筑，并采用人工進(jìn)行壓實(shí)工作[5]。在填筑時(shí)需要保證其平整度和高度等方面的要求。在高速公路路基施工中要保證路基具有較好的密實(shí)度和穩(wěn)定性。通常情況下，高速公路路基施工中采取的方法主要有：選擇合理的壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)；控制好碾壓遍數(shù)；合理選擇壓實(shí)方式；控制好碾壓速度等。

6 施工效果分析

為驗(yàn)證本工程施工中分層壓實(shí)填筑技術(shù)的應(yīng)用效果，當(dāng)路基工程施工完成后，需要進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，采環(huán)刀法聯(lián)合灌砂法對(duì)分層壓實(shí)填筑的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，本工程路基采用分層壓實(shí)填筑技術(shù)壓實(shí)之前，路基承載力不足80kPa，采用分層壓實(shí)填筑技術(shù)壓實(shí)之后，路基的承載力提高到了120kPa～150kPa，取得良好效果。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合實(shí)際案例，分析了分層壓實(shí)填筑技術(shù)在高速公路路基工程中的應(yīng)用，分析結(jié)果表明，在高速公路路基施工中，分層壓實(shí)填筑技術(shù)能有效控制工程施工進(jìn)度，同時(shí)也能提高施工效率，保證了高速公路路基施工質(zhì)量。主要體現(xiàn)在以下3 個(gè)方面：①該技術(shù)的應(yīng)用，能夠保證路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而有效避免路基坍塌情況發(fā)生。由于分層壓實(shí)填筑技術(shù)的應(yīng)用，使路基結(jié)構(gòu)在一定程度上得到了強(qiáng)化，從而有效保證了高速公路路基的穩(wěn)定性。②分層壓實(shí)填筑技術(shù)在一定程度上控制了填筑高度，能夠有效避免路基出現(xiàn)橫向不均勻沉降情況。同時(shí)，還能控制沉降速度。③該技術(shù)的應(yīng)用，還能有效提高高速公路路基的整體強(qiáng)度，保證了高速公路路基的穩(wěn)定性以及使用壽命。