浅谈高填斜坡地带路基的施工方法

李红娟

摘要：本文在分析高填斜坡段狭窄填石路堤沉降变形原因的基础上，提出对高速公路填石路堤进行强夯处理的压实施工新工艺，指出对高填斜坡狭窄地带高速公路填石路堤进行一定次数的强夯处理能从根本上减少路堤沉降隐患，保证其稳定性和耐久性。

关键词：高填斜坡地带；填石路堤；强夯处理；沉降变形

引言

随着国民经济的不断发展，基础交通建设的里程越来越长，遇山开路也成为一种常态，在山区选线设计过程中，不可避免出现高斜坡地带的高填路基，而这些高斜坡局部失稳就对成型的路基质量要求更高。如何在施工过程中处理好这些失稳高斜坡地带高填路基就成为一个非常棘手的问题。

一、工程条件

本项目地处贵州高原向广西丘陵过渡斜坡地带的中低山盆谷区，境内的地层以二迭系和三迭系分布最广，是中国典型的喀斯特地貌。项目属北亚热带季风湿润气候区，年平均降雨量1396.9mm，4～9月为多雨季节。据钻探及地质调绘资料，场区地貌以岩溶地貌为主，其次为侵蚀中低山地貌，覆土层为第四系残坡积层含砾粉质粘土，下伏基岩为二叠系上统茅口组中厚层至厚层状灰岩、偶夹白云岩、粉砂岩夹页岩。地下水类型主要为碳酸盐岩类岩溶水、基岩裂隙水及松散岩类孔隙水。填方路基边坡坡度据设计要求，本段路基中心填高最高为35.2m，设四级边坡，自上而下，第一级（0～8m）坡率1：1.5，设2m平台；第二级坡率1：1.75，设2m平台，坡高12m；第三、第四级坡率为1：2.0，坡高15.2m。距路基设计标高20m以下范围填石，距路基设计标高20m以上范围填土。

二、高填斜坡地带填石路堤沉降变形的原因分析

1.现行公路工程技术规范要求填石路堤使用的压实机具吨位偏低，碾压功能有限，压实工艺不足。

2.现行公路工程技术规范要求路堤的压实度标准为：0～0.8m不少于96%；0.8～1.5m不少于94%；1.5m以下不少于93%，而大于6m以上的填石路堤均会产生较大的自重荷载，使填筑路堤发生压实沉降。

3.高填斜坡地带填石路堤，在纵向与横向断面上存在着自然客观的差异沉降变形。通常，斜坡地带填石路堤的层底难以压实，为了形成压实作业层的工作面，需不断调整作业层的松铺厚度，以避免同一断面上密实度不均匀。

4.填石路堤采用的山体爆破石块，难免存在着大于2/3层厚的石块，且级配不好，而常规压实机械的振动压实功能不足，必然会形成较多石块的点面接触，这种不稳定石块骨架间存在的空隙，不能使石块间达到紧密嵌挤咬合状态，因此就容易产生不均匀的沉降变形。

三、高填斜坡地带路堤填筑的处理施工工艺

为确保高路堤基底的稳定及变形，要求清除原地表种植土，填筑石料找平地面后进行强夯处理。因地处深切V型冲沟地段，要在清除后的基岩上开挖台阶（沿路线横、纵方向均要求），开挖后回填中硬质岩。其次，因雨季地表水量大，路基填筑前应做好沟底4×4m排水盲沟，施工期间应做好临时排水措施，使冲沟排水畅通，不得让沟内路基填筑场地内积水。距路基设计标高20m以下范围填筑碎块石，填筑粒径不大于30cm，石块强度不小于25Mpa，采用重型振动压路机分层碾压填筑，每填筑4m强夯补强一次。距路基设计标高20m以上范围填筑碎块石土，采用重型压路机分层碾压，每填筑4m强夯补强一次，以减少高路堤的不均匀沉降和工后沉降变形。凡是填高大于18m的路基段，在距路基设计标高8m以下路堤填筑采用重型压路机分层碾压后，每填高2m采用冲击式压路机增强补压一次，每填筑4m强夯补强一次。

四、高填斜坡地带路堤填筑稳定性防护措施

为保证路基稳定性及避免不均匀沉降，根据填方高度不同，设置若干层钢丝格栅。分别设置在路面设计标高以下0.8m、4.8m、8.8m、16.8m及28.8m处，五大层。每大层分三小层，每小层间隔40cm。高强钢丝格栅要求满足：抗拉强度≥80KN/m，接点抗剪力≥1500N，钢丝直径2.5mm，延伸率≤4%，网孔尺寸100×100mm。在路堤右侧坡脚11～25m范围内沟心粉质粘土采取挖除换填处理，换填基底置于稳定基岩面上，换填材料采用挖方材料中的片塊石材料。在填石路堤右侧坡面2m范围内采用大块石码砌。

五、路基监测分析

针对工程所处复杂地质条件及路基填筑高度，必须布设路基监测点。其中沉降观测是本工程施工中十分重要而繁重的工作，自施工初期即应予以重视并组建专门的测量队伍专事此项工作。观测桩可分为水平位移观测和垂直沉降观测。水平位移观测点设置在填筑区坡脚外，采用自制混凝土短桩（φ20×50cm，埋深0.5m），中间垂直插入φ10mm×150mm的不锈钢钉，钢钉顶部刻十字线。垂直沉降观测点采用沉降板方式，设置在路基清表后的基岩上。观测点设置完成后，应立即进行零位测量。施工期间应视填筑高度和沉降速率采用相应的观测频率，在沉降量或沉降速率急剧增大的情况下，应加强观测。施工过程中观测控制的标准：垂直沉降速率每昼夜不大于10mm，水平位移速率每昼夜不大于5mm（仅指向填土外侧位移），如若超限，应分析原因并酌情停止填筑，待观测值恢复到限值以内再行填筑。真空预压阶段的控制不受上述限值制约，当填筑后期侧向位移指向填土外侧时则应作为参照。填筑速率以水平位移控制为主。沉降测量从开始施工一直至今，期间经历了基底处理、地基加固、堆载预压、路堤高填方等阶段的施工，平均每个月测两次，前期频率较大，每星期测一次。预压堆载从地基固结到堆载在3个月中完成，经过6个月的预压堆载，其中沉降为120mm～318mm，这些差异极大的沉降，正是地下不均匀土层的典型反映，对于此项高填斜坡地带30m以上高填路堤范围填筑碎块石土，采用超载预压固结是地基处理最好的方法，经专家对沉降进行分析，沉降结果与理论计算值吻合，能够保证工后沉降和地基均匀沉降。

六、结束语

高填斜坡地带高速公路填石路堤存在客观的差异沉降变形因素，采用常规的压路机械碾压施工，尽管路基填料压实度能满足规范要求，但是在路堤内还存有.定量的空隙。强夯处理能最大限度地减少填石路堤之间填料的空隙量，对已按常规压路机械压实后的路堤进行强夯处理，效果显著。对高填斜坡地带高速公路填石路堤进行一定次数的强夯处理，能从根本上减少路堤沉降隐患，提高路堤的整体强度，保证其稳定性和耐久性，从而大大提高高速公路的修建质量。

参考文献：

[1]曹喜仁.填石路堤工后沉降分析及工程计算方法探讨[J].湖南大学学报（自然科学版），2002，29（6）.

[2]熊选爱.上海国际赛车场软基处理施工技术简介[J].中铁四局集团公司（科技通讯），2003，20（10）.

[3]刘永跃.冲击压实在高填方施工中的应用[J].筑路机械与施工机械化，2007，56（2），55—57.

[4]苑举民，任官伟.强夯法高填方路基施工工艺与质量控制[J].建设机械技术与管理，2009，22（9）.