高速公路高填方路基施工质量控制技术

苏永青

摘 要：高填方路基施工质量是一个综合性问题，只有层层解析，做好每一道工序，才能确保高填方路基的工程质量。影响高填方路基的因素有很多，本文就其中几个最为关键的因素进行分析。

关键词：高填方路基;沉降;水平位移;土工格栅

Abstract： The construction quality of high-filled subgrade is a comprehensive problem. Only by analyzing layer by layer and doing every process well can be ensured the engineering quality of high-filled subgrade. There are many factors affect high-filled roadbeds， and this paper analyzes some of the most critical factors of them.

Keywords： high-filled roadbed; settlement; horizontal displacement; geogrid

在高速公路建设过程中，经常会遇到高填方路段。尤其是在山区、丘陵地带，高填方路基较多。填土高度超过18 m（土质）或20 m（石质）的路基被称为高填方路基，在巨大的土体压力作用下，很容易导致路基产生纵向开裂、路基沉降过大、边坡失稳等问题。如何确保高填方路基的施工质量，是高填方路基施工中需要解决的主要问题。

1 高填方路基填筑质量控制要点

1.1 材料控制

1.1.1 填料。对于高填方路基的填料，应优先考虑将级配良好的砂类土、砾类土、砾石土等强度大、水稳定性好、易于压实的粗粒土作为路基填料，浸水路堤应选择水稳定性和透水性均较好的填料。严禁将含有草皮、填料最小承载比（CBR）不满足要求、黏土等填料用于高填方路基填筑。正式施工前，应先进行土工试验，试验包括天然含水率、液限、塑限、击实、CBR值以及颗粒分析等。高速公路高填方路基填料的CBR应满足表1的要求。

1.1.2 土工格柵。土工格栅可广泛应用于高填方路基中，利用其韧性大、强度较高的特点，与填筑土体之间互相咬合，从而增加土体之间的摩擦力，减小路基侧向变形，对上部传递下来的荷载起到分散作用[1]。同时，也可形成板体作用，减小路基不均匀沉降。土工格栅进场后，应取样进行试验。试验项目包括外观检查、尺寸偏差、每米拉伸强度等。双向土工格栅如图1所示。抗拉强度应大于50 kN/m，延伸率小于4%。每米拉伸强度应按式（1）计算：

土工格栅进场后，应妥善保存。应采取下垫上盖措施，避免土工格栅长时间被阳光照射，同时避免泥土、水等杂物侵蚀土工格栅，降低其强度。

1.2 工艺控制

1.2.1 分层填筑及碾压。填筑前，应先进行试验段施工。试验段应选择具有代表性的地段，长度不小于200 m，通过试验段确定松铺厚度、压实机械型号及组合、压实速度及压实遍数、沉降差等施工参数。正式施工前，应清除原地面表土，深度不小于30 cm，并填平坑、穴，挖除树根等杂物。原地面应碾压密实，压实度不小于90%。原地面处理完毕后，正式开始路基填筑施工，施工时，应严格按试验段确定的相关参数进行。应重点对分层厚度、压实度等质量关键点进行控制。同一层路基的填料应相同，不允许混填，且每一种填料压实后的连续厚度应大于0.5 m。原地面坡度陡于1∶5时，原地基应挖成台阶，台阶宽度应不小于2 m，台阶应设置2%～4%的内向横坡。高填方路基应优先安排施工，须预留一个雨季或者6个月以上的沉降期，以最大限度减小沉降。每填筑2 m应进行冲击补压，或者每填筑4～6 m进行强夯补压。

1.2.2 强夯。

1.2.2.1 夯击顺序及夯击能。强夯的原则是：先两边，后中间，跳槽间隔夯击;先深层，后中层，再浅层。强夯应分主夯、副夯、满夯三遍夯实。主夯结束后，副夯点宜穿插在主夯点中间，夯击能与主夯相同，满夯点宜彼此搭接约1/4，夯击能宜取主夯的1/3～1/2。

1.2.2.2 施工控制要点。在强夯过程中，应做好施工记录，主要记录夯击能、落距、夯坑位置、夯击次数及沉降量等参数，并与试夯参数对比，作为强夯质量优劣的主要依据之一。强夯时，应保持与周边既有建筑物的安全距离。当受场地影响，安全距离不足时，应采取措施，降低强夯对周边既有建筑物的影响，同时应征得物权人的书面同意。

1.2.3 沉降处理。当路基已经出现较大沉降时，应及时采取措施减小沉降。通常的做法是注浆加固处理。通过注入高压水泥浆液，填充路基土体，使路基土体板结，提高其强度，从而达到减小沉降的目的。注浆加固施工过程中，应重点关注以下几方面：原材料质量、钻孔位置及深度、注浆压力及注浆量、注浆质量检测等。浆液的配合比必须经试验确定，并经审批后方可使用。尤其应重点关注注浆、质量检测这两道工序。通常通过弯沉检测来验证注浆效果，如果发现注浆质量不合格，应及时进行二次注浆，以免发生更大规模的沉降[2]。

1.3 防护控制

在防护控制过程中，应始终坚持填筑一级、防护一级的原则。每填筑一级后，应及时按设计要求进行防护施工。目前，填方路基多采用圬工防护和植物防护相结合的方式。但在实践中，较容易忽视植物防护的作用。在施工过程中，应采取适当措施，提高植物的成活率，尽早成型，这样才能更有效地确保高填方路基边坡稳定。

2 施工监测

2.1 沉降观测

2.1.1 埋设沉降板。沉降板每50 m埋设一处，分别位于土路肩、填方边坡平台处，整断面埋设。沉降板使用4块钢板制作，尺寸为60 cm×60 cm×0.9 cm。直杆可使用Φ5 cm钢管制作。为加强底板及直杆之间的连接，可使用4块钢板作为肋板，然后再将钢板及直杆焊接成整体。沉降板结构如图2所示。

沉降板底部应打磨平整，并铺设0.6 m×0.6 m×0.2 m砂垫层，底管、接管的垂直度偏差应小于1.5%，接管直径4 cm，随着填土高度的升高，接管应随之加长。加高的接管长度不宜超过0.5 m/节，高出填筑面0.3 m以上，同时封闭管口，并做好防护措施，防止车辆及其他机械碰撞而导致接管损坏。

2.1.2 观测。采用水准仪进行沉降观测。通过建立沉降观测网，利用水准仪测得各测点的高程数据，从而判断路基沉降情况。观测时，按二等水准测量控制。

2.1.2.1 建立观测网络。在高填方路基段预先安装水准基准点以及测量基点，并采取措施确保各点不被破坏。同时，在同一测区范围内布置不少于3个高程控制点，作为加密点，以防某控制点被破坏。

2.1.2.2 基点设置。为确保能满足沉降观测的频率以及精度要求，应沿路线方向依次设置控制点，控制点距离路基中线应不小于50 m，且不大于300 m，还应满足方便观测的要求[3]。

2.1.2.3 观测频率及技术要求。路基填筑时，每填筑3～4层至少测得一次数据;填筑结束后，结束3个月以内，每周进行一次观测;结束超过3个月，不满半年，每15 d进行一次观测;半年以后，每月进行一次观测。沉降观测的精度要求如表2所示。

2.2 位移观测

2.2.1 埋设位移边桩。首先进行钻孔，钻至设定的深度后，安装位移边桩。桩壁与土体之间的空隙，可使用灌注水泥砂浆或细砂来固定，每50 cm读取一次数据，频率满足设计及规范要求即可。位移边桩在路基两侧对称安设，分别在距离邊坡坡脚外1 m和4 m处设置。位移边桩采用0.12 m×0.12 m的混凝土预制而成，预制时，在顶部预埋难以损坏的金属，用以量测。桩体埋深不小于1.5 m，外露至少10 cm，桩体顶部0.5 m浇筑混凝土用来固定，并用阿拉伯数字对桩体进行编号。

2.2.2 观测。

2.2.2.1 建立观测网络。填筑前，应首先建立水平位移观测网络。水准点应选择恰当，点位易于观测，且不易被破坏，在同一个测区范围内，至少应有3个备用导线点，以防点位被破坏时，仍能连续观测。水平位移观测控制网的技术要求如表3所示。

2.2.2.2 导线点设置。为确保满足沉降观测的频率及精度要求，应沿路线方向依次设置控制点，控制点距离路基中线应不小于50 m，且不大于300 m，还应满足方便观测的要求[4]。

2.2.2.3 观测频率及技术要求。填筑期间，每填筑1～2层应测一次数据;如若层间填筑时间间隔过长，或下雨后，应每7 d至少测一次数据;填筑至路床顶面时，2个月内，每个月测2次数据;后续每个月测一次数据。

在填筑过程中，如果道路中线的沉降速度超过1 cm/d或水平位移速度超过0.5 cm/d，则表明路基处于不稳定状态，必须立即停止填筑，并及时采取措施降低沉降或水平位移速度。停止填筑后，仍然需要每天进行沉降观测和水平位移观测，只有在连续3 d测得的沉降值或水平位移值满足设计及规范要求后，方可继续填筑。填筑至路面结构层底部后，连续2个月的观测值小于8 mm时，可认为沉降及水平位移趋于稳定[5]。

3 结语

高填土路基作为路基工程中最重要的项目之一，其质量关系到整条高速公路的行车安全。通过对原材料、工艺、施工监测等多方面进行重点把控，能在很大程度上确保路基工程质量。工程实践表明，只有高度重视各环节的质量把控，才能保证整个工程的质量。

参考文献：

[1]杨朵环.土工格栅加筋路基室内试验和数值模拟变形特性研究[J].中国水运（下半月），2021（3）：22-24.

[2]王孟娜，李双喜，刘杰，等.塑料土工格栅施工损伤足尺试验及损伤机理研究[J].中外公路，2021（1）：260-264.

[3]问武，华樊刚.高填路堤沉降自动化观测技术及沉降规律研究[J].内蒙古公路与运输，2021（2）：24-28.

[4]黄杰云.工程测量技术应用浅析[J].测绘与空间地理信息，2021（3）：207-209.

[5]刘辉.土工格栅技术在高速公路路基施工中的应用[J].建材与装饰，2020（17）：261，263.