郭維仁

摘要：高速公路路基塌陷、承壓力不足等病害，是高速公路建設(shè)項(xiàng)目常見質(zhì)量問題，為達(dá)到提升高速公路路基工程預(yù)期施工質(zhì)量的目的，基于具體工程實(shí)際，論述路基分層壓實(shí)填筑實(shí)施前的準(zhǔn)備工作，并分別從路基填筑施工技術(shù)應(yīng)用及路基分層壓實(shí)施工技術(shù)應(yīng)用兩方面展開研究，以期為提升路基基礎(chǔ)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)承載穩(wěn)定性提供幫助。

關(guān)鍵詞：填筑施工；分層壓實(shí)；高速公路；施工要點(diǎn)

0? ?引言

路基施工是高速公路重要的施工工序[1]，路基建成后既應(yīng)滿足長(zhǎng)期承載路面車輛動(dòng)載荷的傳導(dǎo)作用，還應(yīng)滿足承載路面結(jié)構(gòu)重量的需求，所以通過有效技術(shù)手段，提升高速公路路基的支撐承載穩(wěn)定性非常必要。為滿足高速公路路基建設(shè)要求，常采用分層填筑、分層夯壓及分層檢測(cè)等措施，加強(qiáng)高速公路路基施工質(zhì)量提升，達(dá)到預(yù)期基礎(chǔ)強(qiáng)度和承載穩(wěn)定效果。

1? ?分層壓實(shí)填筑技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理

1.1? ?分層壓實(shí)工藝實(shí)現(xiàn)原理

分層壓實(shí)工藝的實(shí)現(xiàn)是對(duì)路基材料自下而上的填筑、壓實(shí)操作，在每完成一層填筑作業(yè)后，即利用壓實(shí)機(jī)械在施工路基區(qū)域來回往復(fù)行進(jìn)，進(jìn)行重復(fù)土基壓實(shí)作業(yè)[2]。通常分層壓實(shí)可分為振動(dòng)壓實(shí)和靜壓實(shí)工序。土基填筑操作起始于最底層，每層填筑完成后使用重型壓實(shí)機(jī)械實(shí)施振動(dòng)壓實(shí)工序，直至此層土基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，然后利用膠輪壓路機(jī)實(shí)施靜壓實(shí)工序。

壓路機(jī)作業(yè)速度保持在1～3km/h范圍區(qū)間，直至此層土基表面平整、壓實(shí)度滿足需求。如有縫隙、坑槽等情況，需由人工填充壓實(shí)處理。分層壓實(shí)實(shí)施中，應(yīng)科學(xué)控制壓實(shí)次數(shù)。如壓實(shí)次數(shù)超限，不僅不能提升壓實(shí)效果，還會(huì)增加施工成本。如壓實(shí)次數(shù)不足，則會(huì)影響后續(xù)公路路基的承載效果，導(dǎo)致路面的非均勻性沉降。

1.2? ?分層強(qiáng)夯工藝實(shí)現(xiàn)原理

分層強(qiáng)夯工藝實(shí)現(xiàn)原理是通過夯壓錘對(duì)路基進(jìn)行錘擊，將錘擊產(chǎn)生的表面波、橫波、縱波傳導(dǎo)至地基土層，進(jìn)而起到夯實(shí)加固的效果[3]。夯壓錘的波強(qiáng)參數(shù)決定了路基的壓實(shí)度，由于波具有反射特性，一旦縱波觸及路基底部，會(huì)從下至上對(duì)路基中間土層實(shí)施加固作用。波傳導(dǎo)至路基頂端形成松弛態(tài)，然后又從上至下形成傳導(dǎo)，對(duì)路基頂端形成一波加固作用。經(jīng)過強(qiáng)夯波的反復(fù)作用，實(shí)現(xiàn)路基土層的加固作用。

分層強(qiáng)夯施工時(shí)，應(yīng)依據(jù)土質(zhì)的松鋪系數(shù)和松鋪厚度確定擊實(shí)能。檢驗(yàn)完成高填方公路路基標(biāo)高參數(shù)后，實(shí)施路基擊實(shí)位置布施。通過查看夯擊壓實(shí)結(jié)果，選擇強(qiáng)夯機(jī)提升高度及質(zhì)量參數(shù)。對(duì)公路路基壓實(shí)操作時(shí)，如發(fā)現(xiàn)路基土層存在松動(dòng)情況，應(yīng)立即對(duì)擊實(shí)能實(shí)施調(diào)整，以保證強(qiáng)夯壓實(shí)效果。

2? ?工程概況

某高速公路項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為雙向四車道，最高限速為120km/h，整體公路路線總長(zhǎng)為31.9km，依據(jù)工程設(shè)計(jì)，公路路基施工寬度為27.5m。據(jù)工程施工前期勘測(cè)可知，此路段高速路施工項(xiàng)目路基土質(zhì)主要為軟土路基，由于年度降雨頻繁、周圍河道水系發(fā)達(dá)，導(dǎo)致上游位置泥沙時(shí)常涌入下游區(qū)域，進(jìn)而形成高速公路施工區(qū)路基的泥沙土質(zhì)環(huán)境。

如選取換填法進(jìn)行路基施工會(huì)大大增加施工投資，綜合考量后，決定選擇碎石材料作為公路路基的填筑材料。為有效提高承載穩(wěn)定性，達(dá)到路基的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，選擇分層壓實(shí)填筑施工工藝作為路基總體施工技術(shù)。

3? ?路基分層壓實(shí)填筑實(shí)施前準(zhǔn)備工作

3.1? ?路基表層清潔處理

劃定標(biāo)記高速公路路基的實(shí)際施工區(qū)域，利用挖掘機(jī)械將區(qū)域內(nèi)垃圾雜物的全部清除工作，如發(fā)現(xiàn)土質(zhì)中包含有較大范圍腐殖土土質(zhì)，應(yīng)適度加深土質(zhì)清理深度，并利用壓實(shí)機(jī)械做壓實(shí)處置，以確保在以后的路基施工中保持較好的承載功能。

3.2? ?路基坡面基底區(qū)域處置

針對(duì)路堤填筑作業(yè)時(shí)，首先進(jìn)行路基底部基礎(chǔ)區(qū)域的坡面修正處理，待其滿足設(shè)計(jì)方案要求后實(shí)施正式的填筑施工。如果路基坡面橫向坡度＜1：5，應(yīng)先對(duì)坡面樹根、雜草等做清除處理，進(jìn)而實(shí)施坡面挖掘。將坡面基礎(chǔ)面挖掘?qū)挾瓤刂圃?.5～2m區(qū)間，將坡面臺(tái)階頂面區(qū)域向內(nèi)傾斜度控制在2%～4%區(qū)間[4]。

3.3? ?確定路基壓實(shí)測(cè)試及實(shí)施技術(shù)參數(shù)

選取具備代表性路段實(shí)施試驗(yàn)測(cè)試，依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選取施工技術(shù)參數(shù)，主要包括參建機(jī)械型號(hào)、材料壓實(shí)度、材料松鋪厚度等，以為后續(xù)的高速公路路基施工做準(zhǔn)備。

4? ?高速公路路基填筑施工技術(shù)應(yīng)用

依據(jù)本高速公路建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)際情況，參照具體施工軟土地質(zhì)環(huán)境及路基填筑工藝特征，將路基填筑設(shè)計(jì)方案確定為橫向全寬水平分層填筑施工工藝，以確保高速路基的填筑穩(wěn)定效果和填筑強(qiáng)度性能。

4.1? ?路基布料施工

路基布料施工作業(yè)時(shí)，利用石灰料劃定方形區(qū)域格，使用掛線實(shí)施布料量控制。針對(duì)土質(zhì)路基施工區(qū)域，每層材料布控厚度應(yīng)低于0.3m。配合使用水準(zhǔn)儀器驗(yàn)證路基平面的平整度，以檢驗(yàn)路基的填筑壓實(shí)質(zhì)量。單層路基填筑、壓實(shí)作業(yè)完工后應(yīng)立即實(shí)施質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)合格方可實(shí)施下一層作業(yè)[5]。

高速路基路堤邊緣區(qū)域相對(duì)穩(wěn)定性較差，布料作業(yè)時(shí)，兩端區(qū)域應(yīng)做適量延伸。路堤坡角區(qū)域每20m距離應(yīng)順次插入花桿標(biāo)注，花桿間采用白線連接，以此作為路基坡腳區(qū)域的基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線。在對(duì)布料攤鋪施工時(shí)，應(yīng)安排專人進(jìn)行操作指揮，并協(xié)調(diào)施工中攤鋪機(jī)械、土石裝運(yùn)機(jī)械的調(diào)配工作，以確保路基布料施工的有序進(jìn)行。

4.2? ?路基材料回填整平施工

將鋪裝材料卸至對(duì)應(yīng)施工區(qū)域后，應(yīng)利用推土機(jī)實(shí)施路基表面的整體推平作業(yè)，并使用平地機(jī)做進(jìn)一步平整處理。施工期間，應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)攤鋪材料的松鋪厚度參數(shù)，同時(shí)應(yīng)科學(xué)控制攤鋪材料的含水量參數(shù)。依據(jù)路基材料測(cè)定出的含水量值，形成對(duì)應(yīng)的含水處理方案，如路基材料含水量偏低，應(yīng)做適當(dāng)?shù)臑⑺?；如路基材料含水量偏高，?yīng)做適當(dāng)?shù)牧罆窦芭潘?/p>

5? ?高速公路路基分層壓實(shí)施工技術(shù)應(yīng)用

5.1? ?分層壓實(shí)技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

5.1.1? ?路基材料填筑

實(shí)施填筑材料的壓實(shí)作業(yè)時(shí)，應(yīng)秉承“由慢至快、由靜至動(dòng)”的原則，即先利用20t級(jí)振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)施靜壓作業(yè)，隨后利用平地機(jī)完成二次整平。填料操作過程中應(yīng)嚴(yán)格控制填料的含水量，以保證后續(xù)壓實(shí)作業(yè)的實(shí)施效果。振動(dòng)壓路機(jī)作業(yè)時(shí)，前后輪重疊距離應(yīng)達(dá)到0.5m?？刂葡噜弶簩?shí)路段間內(nèi)側(cè)豎向重疊間距在2～4m間，防止出現(xiàn)漏壓情況。參考碾壓測(cè)試結(jié)果，保證實(shí)施4～6遍的壓實(shí)作業(yè)。

5.1.2? ?分層壓實(shí)

完成路基材料的填筑后，應(yīng)按照先兩側(cè)、后中間的壓實(shí)順序完成壓實(shí)[6]。在壓實(shí)施工實(shí)施前，應(yīng)完成路面平整度處理，確保中心線區(qū)域至路堤兩端區(qū)域呈2%～4%的坡角。路基分層壓實(shí)施工中，應(yīng)嚴(yán)格控制路基壓實(shí)度，防止路基出現(xiàn)不均勻性沉降病害。同時(shí)，還應(yīng)借助附加試驗(yàn)法，準(zhǔn)確獲取分層壓實(shí)工藝實(shí)施過程的重要技術(shù)參數(shù)，分析技術(shù)參數(shù)值，并將其作為后續(xù)施工的參考。

5.1.3? ?檢測(cè)

分層壓實(shí)作業(yè)過程中應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)路基水平、豎直方向的壓實(shí)度，并控制分層壓實(shí)作業(yè)面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及平整度，通過每層的反復(fù)不斷填筑壓實(shí)操作實(shí)現(xiàn)路基路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足施工方案設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)，并實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的不斷提升。

5.1.4? ?強(qiáng)夯作業(yè)

強(qiáng)夯作業(yè)前應(yīng)做試夯操作，并確定夯擊高度、單點(diǎn)夯擊次數(shù)、夯錘深度、夯擊間歇時(shí)間等，確定好夯擊方案后實(shí)施強(qiáng)夯作業(yè)。強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)，首層夯錘提升高度為應(yīng)為8～12m區(qū)間，后續(xù)每層夯錘提升高度應(yīng)控制在8m，直到高度到達(dá)路堤頂部。應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)試夯所確定的參數(shù)實(shí)施作業(yè)，完成每層夯實(shí)后應(yīng)對(duì)場(chǎng)地實(shí)施平整。

5.2? ?分層壓實(shí)施工質(zhì)量控制

5.2.1? ?控制高速公路路基表面含水量

高速路路基壓實(shí)作業(yè)前，應(yīng)整體勘察分析作業(yè)區(qū)域的地質(zhì)情況，檢測(cè)高速路基土體的含水量參數(shù)，如檢測(cè)含水量不符合壓實(shí)施工標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處置，否則將影響后續(xù)壓實(shí)施工的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。分層壓實(shí)路基含水量參數(shù)的檢測(cè)主要包括土質(zhì)的黏性參數(shù)、土質(zhì)摩擦系數(shù)、土質(zhì)結(jié)構(gòu)凝聚力、路基表面混合料含水量等，通過科學(xué)手段控制路基含水量等參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，以有效提高路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，達(dá)到項(xiàng)目路基整體施工質(zhì)量要求。

5.2.2? ?控制拌和料攪拌質(zhì)量

高速路路基分層填筑壓實(shí)作業(yè)填筑前，應(yīng)嚴(yán)格管控混合料拌質(zhì)量。對(duì)混合料中各類砂石材料的用量，進(jìn)行科學(xué)精確的配比計(jì)算，并依據(jù)路段、等級(jí)的差異化科學(xué)調(diào)配施工材料用量，確保高速路基填筑壓實(shí)施工符合設(shè)計(jì)要求。攪拌機(jī)械在拌和混合料時(shí)，參照工程實(shí)際摻入對(duì)應(yīng)功能的添加劑。摻入前應(yīng)做配比試驗(yàn)及用量計(jì)算分析，確保添加劑用量滿足最優(yōu)提質(zhì)提效功能。

5.2.3? ?控制填筑材料分層壓實(shí)質(zhì)量

高速公路路基填筑過程中，應(yīng)做好路基結(jié)合面的處置工作，對(duì)不同施工路段結(jié)合面區(qū)域進(jìn)行針對(duì)性處置。依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施路面坡度施工，控制路面坡度在1：5～1：3區(qū)間范圍。對(duì)各層結(jié)合面的下一層作業(yè)時(shí)，應(yīng)先做灑水處理，并實(shí)施鑿毛，以避免發(fā)生干燥夾層質(zhì)量缺陷。

為達(dá)到高速公路路基設(shè)計(jì)要求質(zhì)量等級(jí)，應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)施工方案確定每層壓實(shí)層厚。實(shí)際分層壓實(shí)填筑施工中，應(yīng)準(zhǔn)確檢測(cè)路面的層厚。檢測(cè)時(shí)，應(yīng)在路基表面每間隔20m位置設(shè)定3～5個(gè)高程測(cè)定點(diǎn)，通過測(cè)算、分析路基路面厚度，驗(yàn)證分層壓實(shí)填筑施工質(zhì)量，確保路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

實(shí)施連續(xù)分層壓實(shí)填筑施工期間，如需長(zhǎng)時(shí)間停工，應(yīng)參考施工場(chǎng)地氣候等外部環(huán)境因素，對(duì)高速路路基施工作業(yè)面實(shí)施針對(duì)性的表面覆蓋。待復(fù)工后將表面覆蓋物全面清理干凈，并檢測(cè)作業(yè)面符合施工條件后，方可再次實(shí)施分層壓實(shí)填筑施工。

5.3? ?分層壓實(shí)施工質(zhì)量檢測(cè)

5.3.1? ?壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)

在完成全部壓實(shí)作業(yè)后，應(yīng)利用灌砂工藝對(duì)高速公路路基表面的壓實(shí)質(zhì)量實(shí)施檢驗(yàn)，每隔200m應(yīng)選定3～4個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)，根據(jù)不同檢驗(yàn)點(diǎn)特征判定對(duì)應(yīng)路段路基的壓實(shí)程度值，并對(duì)比實(shí)際質(zhì)量抽檢結(jié)果與判定值是否相符，滿足設(shè)計(jì)要求后方可進(jìn)入下一檢測(cè)環(huán)節(jié)。路基壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)如圖1所示。

5.3.2? ?路基路面外觀檢測(cè)

分層壓實(shí)填筑施工完成后，還應(yīng)進(jìn)行外觀檢測(cè)，如需要應(yīng)及時(shí)完成外觀處理，以保證高速路面外觀誤差在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)以施工圖紙為依據(jù)，檢測(cè)高速路路基寬度、中心點(diǎn)區(qū)域基層厚度等外觀檢測(cè)，確保外觀符合設(shè)計(jì)要求。

6? ?結(jié)束語(yǔ)

在高速公路路基施工中合理應(yīng)用分層壓實(shí)填筑技術(shù)，可有效解決路基塌陷、承壓力不足等質(zhì)量問題，全面提升公路工程基礎(chǔ)強(qiáng)度和路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，達(dá)到提高高速公路路基工程施工質(zhì)量的目的。本文在分析分層壓實(shí)填筑技術(shù)實(shí)現(xiàn)原理基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)際論述了路基分層壓實(shí)填筑施工前的準(zhǔn)備工作，并從路基填筑施工及路基分層壓實(shí)技術(shù)等方面展開系統(tǒng)研究，以期為相關(guān)高速公路路基施工效果提升提供借鑒。

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