公路路基的分層填筑施工技術(shù)應(yīng)用分析

付磊

（四川三江交通建設(shè)工程有限公司，四川 宜賓 644000）

0 引言

隨著我國(guó)高等級(jí)公路的不斷發(fā)展，對(duì)路面的整體質(zhì)量和表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高。在保證高速公路整體質(zhì)量和面層平整的前提下，采用分層填筑技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)。然而，由于受到碾壓邊沿、結(jié)構(gòu)物及有效作業(yè)區(qū)域的制約，在層狀填筑過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)路基差異沉降開(kāi)裂、結(jié)構(gòu)臺(tái)階式破壞等破壞性破壞因素。所以，對(duì)高等級(jí)公路路基進(jìn)行分層填土的施工工藝研究，是一項(xiàng)十分有實(shí)際意義的工作。

1 路基分層填筑的基本原理

1.1 分層壓實(shí)基本原理

路基分層填筑是指將道路基層按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分層填筑，通常包括路基墊層、基礎(chǔ)層、級(jí)配層和面層等。其基本原理是在滿足強(qiáng)度和變形要求的前提下，合理分布不同類型的材料，通過(guò)逐層填筑的方式達(dá)到增加道路承載能力，提高道路使用壽命的目的。其中，各層材料的厚度、密實(shí)度、強(qiáng)度等參數(shù)要根據(jù)不同路段的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行確定。

1.2 分層強(qiáng)夯加固基本原理

分層強(qiáng)夯加固是指按照設(shè)計(jì)要求，將道路或其他場(chǎng)地的基礎(chǔ)分成若干層次，逐層進(jìn)行強(qiáng)夯加固的方法。其基本原理是利用重錘的自由落體沖擊作用，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)制壓密和變形，從而提高土體的承載能力和穩(wěn)定性。該方法適用于粒徑較大的土層，如砂土、碎石土等。此外，還有一種孔內(nèi)深層強(qiáng)夯法，該方法首先在預(yù)定深度成孔，然后在孔內(nèi)分層填入材料，并邊填邊進(jìn)行強(qiáng)夯，從而形成高承載力的密實(shí)樁體和強(qiáng)力擠密的樁間土。這種方法適用于深層地基處理。

2 公路路基的分層填筑施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 做好前期準(zhǔn)備，奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)

具體操作如下：①在路基填筑施工前，做好技術(shù)交底尤為重要，項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的施工計(jì)劃，對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，進(jìn)一步明確路基填筑施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，并提出相應(yīng)的安全防范措施，使施工人員對(duì)施工中的關(guān)鍵問(wèn)題有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。②根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)調(diào)查資料，對(duì)路基土液限、自然含水率和塑限進(jìn)行精確測(cè)試，以保證路基填料滿足層狀構(gòu)造的需要。③將原有地表的積水完全排干，清除根系、雜草和淤泥，加大對(duì)土坑的治理，再將土坑分層回填至原有地表高度。對(duì)于填方路段，必須進(jìn)行平整。當(dāng)?shù)孛鏅M比大于1∶5 時(shí)，必須將其砌為梯級(jí)，梯級(jí)的高度不應(yīng)大于300mm，梯級(jí)的寬度不應(yīng)小于1m。④進(jìn)行試驗(yàn)段的施工，在路基填筑工地選取100～200m 長(zhǎng)的具有代表性的路段，對(duì)其進(jìn)行填筑壓實(shí)實(shí)驗(yàn)[1]。采用推土機(jī)和振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)其進(jìn)行碾壓后，著重對(duì)填料的壓實(shí)度進(jìn)行測(cè)試，對(duì)各種測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行精確和詳盡的記錄，并根據(jù)公路工程的路基填筑施工要求，對(duì)填料進(jìn)行科學(xué)的選型。

2.2 加大施工量測(cè)力度，保證以后工程順利進(jìn)行

在高速公路路基的填筑過(guò)程中，加大施工測(cè)量力度對(duì)高速公路路基的填筑施工具有一定的指導(dǎo)意義。在進(jìn)行建筑測(cè)量時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題。①引線的復(fù)測(cè)量與聯(lián)測(cè)量的重點(diǎn)。這就需要測(cè)量者對(duì)鄰近引線點(diǎn)的精確定位，使其處于“通視”狀態(tài)。因?yàn)槁坊┕?chǎng)地存在著大量的干擾因素，所以為了避免施工沖突，測(cè)量人員必須對(duì)各類測(cè)量數(shù)據(jù)展開(kāi)詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)，在對(duì)其進(jìn)行匯總處理后，將其上報(bào)給相關(guān)負(fù)責(zé)人員，并結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)護(hù)樁進(jìn)行科學(xué)的選擇，采用有效的加固方法。在護(hù)樁安裝完成后，可以降低施工矛盾，進(jìn)一步提高路基填筑施工測(cè)量資料的精度，確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行。在復(fù)測(cè)結(jié)束后，再做一次聯(lián)測(cè)，并按設(shè)計(jì)規(guī)范的要求對(duì)引出線的閉合精度進(jìn)行檢驗(yàn)。②對(duì)中線的復(fù)測(cè)。根據(jù)公路建設(shè)的特點(diǎn)，采用坐標(biāo)法進(jìn)行復(fù)測(cè)，可以提高各種測(cè)量資料的精度。③校對(duì)。對(duì)于每一個(gè)水平參考點(diǎn)，都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的校對(duì)，相鄰的水平參考點(diǎn)的位置，間隔不能大于1000m[2]。

2.3 設(shè)計(jì)合理

根據(jù)不同路段的設(shè)計(jì)要求，合理安排各層材料厚度、密實(shí)度和強(qiáng)度等參數(shù)。設(shè)計(jì)合理是公路路基分層填筑施工技術(shù)的重要一環(huán)，可以通過(guò)以下方法具體實(shí)現(xiàn)：①根據(jù)不同路段的設(shè)計(jì)要求，劃分出不同的填筑層數(shù)和材料種類。例如，在高速公路等需要承受較大荷載的區(qū)域，可以增加路基層數(shù)，使用強(qiáng)度更高的材料。②對(duì)于每一層填筑材料，根據(jù)實(shí)際情況合理安排材料厚度，并確保各層之間的搭接長(zhǎng)度不小于設(shè)計(jì)要求。③在確定不同材料種類和厚度的基礎(chǔ)上，根據(jù)材料的物理性質(zhì)和機(jī)械性能，合理控制密實(shí)度和強(qiáng)度等參數(shù)。

2.4 材料選擇

具體如下：①路用砂。路用砂是用于公路工程中的一種常見(jiàn)材料，其具有良好的壓實(shí)性能、強(qiáng)度和耐久性。通常選用顆粒均勻、粒徑較小的路用砂，以達(dá)到較高的壓實(shí)密度，同時(shí)要注意雜質(zhì)含量和土壤含水量等因素。②碎石。碎石是一種較為堅(jiān)硬的建筑材料，通常選用經(jīng)過(guò)機(jī)械破碎處理的天然石料或巖石破碎機(jī)碾碎過(guò)后的石頭，其具有良好的承載力和壓實(shí)性能，適合用于公路路基的填筑與加固。③礫石。礫石是一種直徑在5～60mm 的圓形或近似圓形的巖石顆粒，具有良好的排水性能和穩(wěn)定性，適合用作填筑層之間的填料或者用于路面表層的鋪設(shè)[3]。④土渣。土渣是指在建筑工程中，挖掘或者開(kāi)挖地基后所得到的廢棄物料。它由泥、沙、石等物質(zhì)混合而成，通常被用作填充材料和道路路堤的基礎(chǔ)。土渣具有良好的壓實(shí)性能和強(qiáng)度，適合用于填充軟弱地基等區(qū)域，同時(shí)要注意土渣中的雜質(zhì)含量和含水率等因素。⑤其他材料。還有一些其他的材料可以用于公路路基分層填筑，如石灰、水泥等摻和材料，可提高填筑層的強(qiáng)度和耐久性。

2.5 分層填筑施工

分層填筑施工主要包括攤鋪、整平和碾壓3 個(gè)方面。

2.5.1 攤鋪、整平

攤鋪和整平是分層填筑施工中非常重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)規(guī)范要求，在路堤底層作業(yè)時(shí)，應(yīng)將各層厚度控制在50cm 左右。隨著攤鋪的進(jìn)行，逐漸減少厚度，臨近路堤頂面時(shí)控制在40cm 左右，連續(xù)攤鋪到路床頂面時(shí)控制在30cm 左右。在攤鋪過(guò)程中，施工人員需要實(shí)時(shí)觀測(cè)標(biāo)高，并利用平地機(jī)進(jìn)行初平，以掌握拌和物的實(shí)際厚度。這樣能夠確保攤鋪的平整度和厚度符合要求。此外，施工人員還需要嚴(yán)格控制攤鋪時(shí)長(zhǎng)，最好不超過(guò)3h。這樣可以避免攤鋪料在攤鋪過(guò)程中失去性能，確保材料能夠充分發(fā)揮作用。因此，在攤鋪和整平過(guò)程中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作，確保施工質(zhì)量和效果。

2.5.2 碾壓

碾壓是分層填筑施工中至關(guān)重要的工藝環(huán)節(jié)。在碾壓過(guò)程中，施工人員應(yīng)利用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行靜壓、振動(dòng)碾壓和靜壓整平工作。為了確保施工效果，碾壓應(yīng)從路基兩端開(kāi)始，逐步向中間進(jìn)入，遵循先快后慢的原則。根據(jù)不同路段的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，施工人員需要調(diào)整碾壓頻次，確保各路段的壓實(shí)度符合標(biāo)準(zhǔn)。在下路堤碾壓時(shí)，先進(jìn)行一次靜壓，然后進(jìn)行強(qiáng)振和弱振兩次，最后進(jìn)行整平靜壓一次。而在上路堤碾壓時(shí)，還要考慮來(lái)自上端的行車壓力，以確保施工質(zhì)量和效果。同時(shí)，在碾壓過(guò)程中還需要控制下路堤松鋪厚度在50cm 以內(nèi)，上路堤松鋪厚度在30cm 左右。這樣能夠保證材料的壓實(shí)度和密實(shí)度，提高路面的承載力和耐久性[4]。

2.5.3 分層強(qiáng)夯施工

分層強(qiáng)夯施工的目的是逐層夯實(shí)填筑土，提高土質(zhì)密實(shí)度和承載力。通過(guò)合理控制夯擊高度和夯擊間隔時(shí)長(zhǎng)，可以有效地將空隙排除并提高土的密實(shí)性。分層強(qiáng)夯施工的具體步驟通常如下：①準(zhǔn)備工作。首先核查起重機(jī)和夯錘設(shè)備，選擇20t 以上的履帶式起重機(jī)，夯錘直徑控制在1.8～2m。確保設(shè)備完好并符合要求。②完成試夯工作。選擇一個(gè)20m×20m 的試夯場(chǎng)地，進(jìn)行試夯工作，通過(guò)測(cè)驗(yàn)確定夯擊高度、夯擊間隔時(shí)長(zhǎng)等工藝參數(shù)。試夯工作是為了確定適合當(dāng)前土質(zhì)和工程要求的施工參數(shù)。③正式進(jìn)行強(qiáng)夯施工。在上路堤作業(yè)期間，按照每填高3m 進(jìn)行一次強(qiáng)夯的原則進(jìn)行施工。先進(jìn)行填筑土的一層夯擊，夯擊完成后進(jìn)行整平，確保表面平整。然后再進(jìn)行下一層的填筑土夯擊工作，依次類推。

2.6 路基排水設(shè)計(jì)

在分層填筑施工完成后，路基的排水設(shè)計(jì)至關(guān)重要。為確保每層填筑后的排水能力，避免積水對(duì)路基造成損害，采取合適的排水措施是必不可少的。常見(jiàn)的路基排水設(shè)計(jì)措施包括設(shè)置排水溝和排水管道。通過(guò)合理設(shè)置排水溝的寬度和深度，能夠有效收集并引導(dǎo)路面附近的雨水和地下水，確保其順利排除。同時(shí)，在需要引導(dǎo)水流的地方，使用排水管道進(jìn)行排水，將水流引導(dǎo)到合適的排放點(diǎn)。此外，路基的橫向坡度和縱向坡度的設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵，能夠促使水流順利流動(dòng)并引導(dǎo)至排水設(shè)施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要根據(jù)具體工程要求和規(guī)范要求，綜合考慮路基的地理環(huán)境和水文條件，確保排水設(shè)施的功能正常可靠。

2.7 施工監(jiān)控技術(shù)

為了確保施工質(zhì)量和工程安全，可以利用現(xiàn)代化的施工監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。首先，土工布應(yīng)變計(jì)是一種常用的監(jiān)測(cè)設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量填筑層的變形情況。通過(guò)在填筑層中鋪設(shè)土工布應(yīng)變計(jì)，并與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，可以監(jiān)測(cè)填筑層的應(yīng)變變化，從而評(píng)估填筑層的密實(shí)度和變形情況。其次，壓力板是另一種常見(jiàn)的施工監(jiān)測(cè)設(shè)備，用于測(cè)量填筑層的承載能力。通過(guò)在填筑層上放置壓力板，并通過(guò)傳感器獲取壓力信息，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)填筑層的承載情況，并據(jù)此進(jìn)行調(diào)整和控制。此外，沉降儀也是一種重要的施工監(jiān)測(cè)設(shè)備。沉降儀能夠測(cè)量填筑層在施工過(guò)程中的沉降情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正可能出現(xiàn)的沉降不均勻現(xiàn)象，確保填筑層的穩(wěn)定性。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可供工程師和施工人員參考，及時(shí)調(diào)整施工方案和措施，確保施工質(zhì)量和工程安全。

2.8 清潔管理

對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行清潔管理，避免雜物混入材料中，影響路基質(zhì)量。具體的路基分層填筑施工清潔管理要點(diǎn)包括：①合理劃分施工區(qū)域和材料堆放場(chǎng)地。在不影響施工的前提下，根據(jù)各施工階段合理布置施工道路，保證材料運(yùn)輸?shù)缆翻h(huán)通通暢，施工方便。②加強(qiáng)車輛、設(shè)備管理。對(duì)進(jìn)出施工區(qū)域的車輛和設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格管控，避免雜物、泥沙等物質(zhì)混入材料中，影響路基質(zhì)量。③定期清洗施工區(qū)域。對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行定期清洗，清除落葉、枯枝、泥沙等雜物，避免雜物混入材料中。④建立垃圾分類管理制度。對(duì)施工區(qū)域產(chǎn)生的垃圾、廢棄材料等進(jìn)行分類管理，做到垃圾分類、清運(yùn)、處理等工作有序進(jìn)行。

3 公路路基分層填筑質(zhì)量控制措施

3.1 采用適宜的施工工藝

采用“三階段、四區(qū)段、八流程”的工藝進(jìn)行施工，做到每個(gè)環(huán)節(jié)都符合要求，保證路基填筑質(zhì)量。“三階段”是指預(yù)處理階段、分層填筑階段和表面整形階段。“四區(qū)段”是指路基準(zhǔn)備區(qū)、料場(chǎng)區(qū)、填筑區(qū)和壓實(shí)區(qū)。“八流程”分別是布局調(diào)整、清理鋪設(shè)、壓實(shí)驗(yàn)證、增厚加強(qiáng)、標(biāo)高檢測(cè)、質(zhì)量控制、材料管理、環(huán)境衛(wèi)生。通過(guò)這個(gè)工藝流程，可以對(duì)路基填筑過(guò)程進(jìn)行有效地控制和管理，每個(gè)流程都有特定的要求和標(biāo)準(zhǔn)，從而確保了路基填筑質(zhì)量符合規(guī)范要求。

3.2 水分控制

控制水分含量，以避免松散或過(guò)于干燥，影響填筑質(zhì)量和夯實(shí)效果。可以采用以下措施：①在進(jìn)行土方回填前，要對(duì)土方進(jìn)行檢驗(yàn)和測(cè)試，確定其含水率和承載力等相關(guān)指標(biāo)，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行水分控制。一般情況下，土方的含水率應(yīng)該控制在設(shè)計(jì)要求的合理范圍內(nèi)。②在進(jìn)行土方回填時(shí)，需使用專門的挖掘機(jī)和配套設(shè)備，將土方勻稱地填筑成分層結(jié)構(gòu)。每填一層就需要進(jìn)行夯實(shí)加固，并對(duì)填方厚度、寬度等進(jìn)行檢查和修正，確保填方符合設(shè)計(jì)要求。③在夯實(shí)過(guò)程中要控制土壤的含水率，以避免因水分過(guò)高或過(guò)低而導(dǎo)致土體松散或變形。如果土方水分過(guò)高，可以采取晾曬等措施，使其達(dá)到適宜的水分含量。

3.3 分層強(qiáng)夯質(zhì)量控制

此外，在具體實(shí)施中，還需要注意以下6 點(diǎn)：①根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工規(guī)范，確定強(qiáng)夯加固的時(shí)間和強(qiáng)夯次數(shù)。一般情況下，每層填筑完成后需進(jìn)行強(qiáng)夯加固，強(qiáng)夯次數(shù)不應(yīng)少于3～5 遍。②在進(jìn)行強(qiáng)夯加固前，需對(duì)填筑土體進(jìn)行檢查和測(cè)試，以確保填筑質(zhì)量和密實(shí)度符合要求，例如可進(jìn)行原位密度和含水率測(cè)試等。③強(qiáng)夯過(guò)程中，需使用專業(yè)的強(qiáng)夯機(jī)械和配套工具，確保加固效果和施工安全。④大面積強(qiáng)夯時(shí)，應(yīng)按照分區(qū)分層的方法進(jìn)行施工，分別進(jìn)行夯實(shí)加固，避免部分區(qū)域過(guò)度夯實(shí)導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)不均勻。⑤在夯實(shí)過(guò)程中，需注重土體的變形情況，并及時(shí)調(diào)整夯實(shí)頻率和力度，避免因夯實(shí)力度過(guò)大而導(dǎo)致土體破壞或隆起。⑥夯實(shí)結(jié)束后，需再次檢查土體的密實(shí)度和穩(wěn)定性，并進(jìn)行必要的修補(bǔ)工作，確保路基整體穩(wěn)定牢固[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文首先討論了路基分層填筑的基本原理和相關(guān)技術(shù)的基本情況，然后，再介紹了具體的施工技術(shù)，目的是為了減少質(zhì)量隱患對(duì)工程的影響，從而保證公路路基的質(zhì)量。并保證在施工過(guò)程中，不會(huì)受到影響因素的干擾，從而對(duì)工程的服務(wù)能力進(jìn)行全方位的提高，使公路工程在服務(wù)期間，不會(huì)出現(xiàn)安全隱患。