摘要 文章針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件與特殊環(huán)境要求下的路基工程，分析了增強(qiáng)路基穩(wěn)定性、提升排水效率及減少沉降變形的創(chuàng)新方法。同時(shí)，對(duì)于高路堤的構(gòu)建，探討了土方填筑施工、石方填筑施工、土石混合填筑等重點(diǎn)施工技術(shù)，旨在確保高速公路結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性等滿足高速行車需求。通過(guò)對(duì)這些技術(shù)的綜合分析，為提升同類型高速公路建設(shè)質(zhì)量與運(yùn)營(yíng)效率提供了科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 特殊路基；高路堤；公路工程

中圖分類號(hào) U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）20-0134-03

0 引言

在高速公路的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)中，特殊路基及高路堤的施工技術(shù)占據(jù)著舉足輕重的地位。隨著路堤高度的增加，其受力狀態(tài)變得更加復(fù)雜，對(duì)填筑材料、填筑工藝、壓實(shí)效果及邊坡防護(hù)等方面均提出了更高要求。該文將從多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)特殊路基處理及高路堤施工技術(shù)進(jìn)行全面剖析，以期為高速公路建設(shè)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員提供有益參考。

1 工程概況

某項(xiàng)目工程正線橋梁6座，橋梁總長(zhǎng)1.1 km，匝道橋1座；新建隧道2座，隧道長(zhǎng)2.85 km；T形互通2座，服務(wù)區(qū)1座，主線路基17.369 km；正線橋隧比為20%。路基挖方455.14萬(wàn)立方米、填方477.32萬(wàn)立方米、取土7.3萬(wàn)立方米、隧道挖方61.99萬(wàn)立方米、棄方53.2萬(wàn)立方米；棄土場(chǎng)7處總?cè)萘?3.5萬(wàn)立方米、取土場(chǎng)1處容量7.3萬(wàn)立方米，總占地面積為156013.33 m2，總計(jì)混凝土為40.5萬(wàn)立方米。

2 施工工藝流程

特殊路基處理及高路堤總體施工流程圖見(jiàn)圖1所示：

3 特殊路基處理重點(diǎn)施工技術(shù)分析

3.1 換填施工

（1）不合格土的開(kāi)挖

對(duì)于需要換填的淤泥、黑土或膨脹土，采用人工配合挖掘機(jī)開(kāi)挖。當(dāng)換填區(qū)域長(zhǎng)度較短（不超過(guò)100 m）時(shí)，開(kāi)挖可以從一端開(kāi)始，逐步向另一端進(jìn)行。對(duì)于長(zhǎng)度較長(zhǎng)的換填區(qū)域（超過(guò)100 m），開(kāi)挖順序宜調(diào)整為從中部開(kāi)始，同時(shí)向兩端進(jìn)行。

（2）合格土的換填

在進(jìn)行換填作業(yè)時(shí)，策略的選擇依賴于總長(zhǎng)度這一關(guān)鍵因素。對(duì)于換填總長(zhǎng)度在50 m以內(nèi)的情況，通常建議采用順序作業(yè)法，即先完成全部開(kāi)挖工作，隨后再進(jìn)行換填，這種方法有助于簡(jiǎn)化施工管理，減少不同工序之間的交叉干擾。當(dāng)換填總長(zhǎng)度超過(guò)50 m時(shí)，為了提高施工效率，縮短工期，推薦采用平行作業(yè)法，即開(kāi)挖工作向前推進(jìn)至少30 m后，同時(shí)開(kāi)展開(kāi)挖與換填作業(yè)，兩者并行不悖，互相配合，以加快整體施工進(jìn)度。

換填料的運(yùn)輸采用裝載機(jī)與自卸汽車的組合，將預(yù)先準(zhǔn)備好的換填料高效、安全地運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。在卸料過(guò)程中，應(yīng)按照事先規(guī)劃好的車距進(jìn)行均勻卸料。

換填料卸料完畢后，進(jìn)入刮平和初壓階段。采用平地機(jī)與重型壓路機(jī)協(xié)同作業(yè)的方式。利用平地機(jī)對(duì)換填層進(jìn)行分層刮平，確保每層厚度不超過(guò)0.3 m。在刮平過(guò)程中，需注意控制刮板的高度和角度，以獲得理想的平整度。隨后，使用重型壓路機(jī)進(jìn)行跟進(jìn)初壓，初步夯實(shí)換填層，為后續(xù)的正式壓實(shí)做好準(zhǔn)備。

壓實(shí)工藝直接關(guān)系換填層的質(zhì)量和穩(wěn)定性。在壓實(shí)過(guò)程中，需嚴(yán)格遵循試驗(yàn)段確定的壓實(shí)工藝參數(shù)，包括振頻、振幅等。同時(shí)，需遵循“先輕后重、先邊后中”的壓實(shí)原則，即先使用較輕的壓實(shí)設(shè)備對(duì)邊緣區(qū)域進(jìn)行初步壓實(shí)，再逐漸增加壓實(shí)設(shè)備的重量，逐步向中心區(qū)域推進(jìn)。這一原則有助于減少壓實(shí)過(guò)程中的側(cè)向位移和隆起現(xiàn)象，提高換填層的整體均勻性和密實(shí)性。最后，通過(guò)振動(dòng)壓路機(jī)的反復(fù)碾壓，直至達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)密度和壓實(shí)度要求。換填施工的各項(xiàng)允許偏差、檢驗(yàn)數(shù)量及檢驗(yàn)方法如表1規(guī)定：

3.2 塑料排水板施工

排水固結(jié)法是先在地基中設(shè)置砂井或塑料排水板法等豎向排水體，然后利用建（構(gòu)）筑物本身重量分級(jí)逐漸加載，或在建筑物建造之前，在場(chǎng)地先行加載預(yù)壓（或者真空預(yù)壓），使土體中的孔隙水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)提高強(qiáng)度的方法[1]。施工方法如下：

（1）沉管插板

DZ60KS打拔樁機(jī)利用振動(dòng)錘的振動(dòng)錘擊力和卷?yè)P(yáng)機(jī)的拉力沉管。IJB-16型插板機(jī)利用振動(dòng)錘擊力沉管，開(kāi)始時(shí)應(yīng)緩慢沉管，防止套管突然偏斜。當(dāng)套管入土深度距設(shè)計(jì)深度約2 m時(shí)，應(yīng)減慢沉管速度[2]。

（2）拔管剪斷塑料板

沉管到設(shè)計(jì)深度后即可拔管，塑料板因樁夾與土的阻力而垂直設(shè)置在軟土地基中。套管拔出后應(yīng)剪斷塑料板，在砂礫石墊層上留出20～30 cm。拔管時(shí)應(yīng)連續(xù)緩慢進(jìn)行，中途不得放松吊繩，防止因套管下墜而損壞塑料板[3]。

（3）鋪設(shè)第二層砂礫石墊層

在完成整段軟土地基的插板施工后，應(yīng)均勻鋪設(shè)第二層砂礫石墊層，此層厚度通常控制在20～30 cm，以形成穩(wěn)定的支撐層。在鋪設(shè)過(guò)程中，塑料插板應(yīng)被新鋪設(shè)的砂礫石墊層全面覆蓋，以避免暴露并增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。采用壓路機(jī)對(duì)該砂礫石墊層進(jìn)行靜壓作業(yè)，反復(fù)碾壓6～8遍，直至達(dá)到預(yù)期的密實(shí)效果。在此過(guò)程中，應(yīng)對(duì)墊層的密實(shí)度進(jìn)行檢查，要求密實(shí)度達(dá)到90%以上或符合項(xiàng)目具體的設(shè)計(jì)規(guī)范與要求，為后續(xù)施工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（4）預(yù)壓荷載

完成插板施工后，隨即實(shí)施預(yù)壓荷載步驟，荷載應(yīng)均勻分布在砂礫石墊層上。此預(yù)壓荷載主要由后續(xù)將鋪設(shè)的土石方填料構(gòu)成，需遵循路基施工的規(guī)范，逐層填筑并緊實(shí)。預(yù)壓效果的評(píng)估以變形控制為核心，即在各層加載完成后的24 h內(nèi)，監(jiān)測(cè)位移速率及水平位移速率是否達(dá)標(biāo)。在施工結(jié)束后，應(yīng)立即采用10 m×10 m網(wǎng)格布局的水準(zhǔn)測(cè)量法，記錄砂面高程，并整理成報(bào)告提交給監(jiān)理工程師，以便進(jìn)行分項(xiàng)工程的驗(yàn)收工作。同時(shí)，鑒于排水板搭設(shè)過(guò)程中會(huì)有水分自其孔洞排出，需及時(shí)采取措施進(jìn)行排水，以保障施工的連續(xù)性與質(zhì)量。剪帶移位且拔起套管后，錨靴應(yīng)連同排水板一起留在土中，然后剪斷連續(xù)的排水板，即完成一個(gè)排水孔插板操作，插板機(jī)隨即可以移位到下一個(gè)排水孔繼續(xù)施工[4]。砂礫石墊層、插板允許偏差見(jiàn)表2所示：

4 高填路堤施工重點(diǎn)施工技術(shù)分析

4.1 土方填筑施工

在路堤構(gòu)建過(guò)程中，采取橫斷面的全面覆蓋與縱向分段相結(jié)合的策略，實(shí)施分層填筑作業(yè)。路基應(yīng)達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制松鋪厚度，將其設(shè)定為試驗(yàn)段路基填土厚度的90%，且每層厚度上限設(shè)為30 cm，壓實(shí)后則約為25 cm。在施工中，路肩位置應(yīng)以標(biāo)尺桿進(jìn)行標(biāo)記，控制每層鋪設(shè)的精確厚度，依據(jù)車廂容量與所需松鋪厚度，計(jì)算并規(guī)劃卸土位置，由專人負(fù)責(zé)指揮卸車作業(yè)。針對(duì)地面坡度，應(yīng)采取從低向高的分層填筑方法。

在路基工程的材料選用上，應(yīng)嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范。因工程實(shí)際需求，在同一作業(yè)區(qū)域內(nèi)需引入多種填筑材料，應(yīng)采取嚴(yán)格的分層填筑策略，保持每層內(nèi)部材料的均勻一致，避免不同材料間的混合使用，以預(yù)防路基兩側(cè)因材料性質(zhì)差異而導(dǎo)致的沉降不均勻問(wèn)題。若確實(shí)需采用多種填料，應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)以減少層間轉(zhuǎn)換，且每個(gè)填料層需保持在至少50 cm的厚度，以保障填筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

在填筑過(guò)程中，每層均需達(dá)到設(shè)計(jì)所規(guī)定的平整度與路拱標(biāo)準(zhǔn)，特別是在雨天，路基表面無(wú)積水現(xiàn)象。路拱的設(shè)置需在首層全斷面填筑時(shí)完成，后續(xù)各層填筑應(yīng)在此基礎(chǔ)上保持均勻的厚度和形狀。對(duì)于邊坡的壓實(shí)作業(yè)，應(yīng)與路堤主體部分保持相同的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，邊坡兩側(cè)應(yīng)預(yù)留約40～50 cm的超填量，以便在路基防護(hù)結(jié)構(gòu)施工前，通過(guò)挖掘機(jī)與人工的協(xié)同作業(yè)進(jìn)行精細(xì)的刷坡處理，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的邊坡形狀和坡度。

在攤鋪整平環(huán)節(jié)，填筑區(qū)域的卸土與整平作業(yè)需緊密配合，利用平地機(jī)等機(jī)械設(shè)備進(jìn)行高效、精準(zhǔn)的整平作業(yè)。在整平過(guò)程中，設(shè)置路拱，保證路基的排水性能。推土機(jī)先進(jìn)行初步的推平工作，隨后平地機(jī)從兩側(cè)向中心縱向行駛，逐步刮平路基表面，同時(shí)輔以人工對(duì)局部凹坑進(jìn)行精細(xì)填補(bǔ)。在填筑過(guò)程中，應(yīng)關(guān)注填料含水量，尤為注意細(xì)粒土與黏砂土，將其控制在最佳含水量的±2%范圍內(nèi)。當(dāng)含水不足時(shí)，應(yīng)在土場(chǎng)加水悶料；超標(biāo)時(shí)，則采用鏵犁、旋耕犁等工具翻曬，并適當(dāng)減少松鋪厚度，必要時(shí)使用生石灰改良土壤。依據(jù)分層施工圖與填料特性，選用適宜的碾壓機(jī)械，如重型振動(dòng)壓路機(jī)，其激振力介于25～50 t之間。碾壓應(yīng)遵循由外向內(nèi)、先靜壓后振動(dòng)壓的原則，根據(jù)填料種類、厚度及密實(shí)度要求，參照試驗(yàn)段數(shù)據(jù)確定壓實(shí)遍數(shù)。

4.2 石方填筑施工

（1）路基填筑前準(zhǔn)備與碾壓處理

在正式進(jìn)行路基填筑前，首要任務(wù)是徹底清理原地面表層的雜質(zhì)，包括挖除深度達(dá)30 cm的土層，以及徹底移除雜草、樹(shù)根、腐殖土等所有不符合要求的材料。同時(shí)，需對(duì)路堤填筑范圍內(nèi)因清理而產(chǎn)生的坑洞進(jìn)行填補(bǔ)，優(yōu)先使用原地土或砂性土進(jìn)行回填，并通過(guò)分層夯實(shí)的方式，將回填區(qū)域達(dá)到既定的填筑高程。完成這些準(zhǔn)備工作后，對(duì)原地面進(jìn)行全面碾壓，直至自檢密實(shí)度達(dá)到90%的標(biāo)準(zhǔn)，并進(jìn)行抽檢，待檢測(cè)合格后方可啟動(dòng)路基的填筑作業(yè)。若填土高度低于路床厚度，基底的壓實(shí)度必須滿足或超過(guò)路床的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）運(yùn)料與卸料管理

運(yùn)料作業(yè)采用挖掘機(jī)與自卸汽車的高效配合模式。在裝料過(guò)程中，注重控制填料的混合均勻性，避免大粒徑石塊過(guò)度集中。規(guī)劃石料運(yùn)輸路線，運(yùn)輸順暢。根據(jù)試驗(yàn)段確定的松鋪厚度，實(shí)施水平分層卸料策略，遵循先低后高、先兩側(cè)后中間的原則，卸料應(yīng)均勻有序。對(duì)于填石路堤，特別采用石灰方格網(wǎng)法進(jìn)行精確控制，根據(jù)松鋪厚度和每車運(yùn)量，在原路基上劃定卸料區(qū)域，由大功率推土機(jī)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，嚴(yán)格將松鋪厚度控制在試驗(yàn)總結(jié)確定的范圍內(nèi)，并確保每層壓實(shí)后的厚度不超過(guò)30 cm。推土機(jī)初步攤鋪后，對(duì)超出壓實(shí)厚度2/3以上的大塊石料進(jìn)行人工破碎或揀除。

（3）填石路堤壓實(shí)作業(yè)

填石路堤的壓實(shí)工作同樣關(guān)鍵。使用大型推土機(jī)對(duì)攤鋪后的路面進(jìn)行平整處理，對(duì)于局部不平整區(qū)域，輔以人工細(xì)石找平。壓實(shí)作業(yè)選用20 t以上的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行，設(shè)定適宜的碾壓速度（2.0～4.0 km/h）和頻率（約30 Hz）。碾壓流程遵循先靜壓一遍、再振壓6～8遍、最后靜壓一遍的原則。碾壓順序采用由兩側(cè)向中間、再由中間返回兩側(cè)的方式，確保每次碾壓重疊輪寬的1/3。當(dāng)壓實(shí)層頂面表現(xiàn)穩(wěn)定，無(wú)繼續(xù)下沉跡象且無(wú)輪跡遺留時(shí)，可視為達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的空洞、孔隙，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充細(xì)料并重新碾壓；若遇松動(dòng)石塊，則以合適粒徑的小石塊嵌實(shí)，并用手錘敲緊。此外，碾壓過(guò)程中需適時(shí)灑水，以確保填料順利、均勻下沉。

4.3 土石混填施工

路堤填料中石料含量≥70%時(shí)，應(yīng)按填石路堤施工；路基填料中石料含量<30%時(shí)，按填土路堤施工；當(dāng)石料含量在30%～70%之間時(shí)，則按土石混填路基施工[2]。

路堤填筑采取橫斷面全寬、縱向分段進(jìn)行分層填筑。土石混合料填筑路堤時(shí)不得采用傾填法施工，以防止土石分離，應(yīng)分層進(jìn)行填筑。分層填筑時(shí)，松鋪厚度的設(shè)定是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般建議控制在300～400 mm，但具體數(shù)值應(yīng)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，對(duì)于不滿足級(jí)配要求的混合填料，應(yīng)及時(shí)采取人工或機(jī)械的方式進(jìn)行翻拌處理，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求為止。在分層填筑過(guò)程中，應(yīng)控制每層填料的含水量，在最佳含水率范圍內(nèi)進(jìn)行壓實(shí)，以進(jìn)一步提高壓實(shí)效果。同時(shí)，每層填筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度的檢測(cè)。

在邊坡超填與刷坡處理過(guò)程中，為確保邊坡的壓實(shí)效果與路堤全斷面保持一致，特在邊坡兩側(cè)各實(shí)施0.4～0.5 m的超填措施。待路基主體填筑及壓實(shí)工作全部完成后，即進(jìn)入邊坡防護(hù)施工前的準(zhǔn)備階段，此時(shí)需組織人工與挖掘機(jī)協(xié)同作業(yè)，對(duì)超填部分進(jìn)行刷坡處理，確保邊坡形狀符合設(shè)計(jì)要求，坡面平整且穩(wěn)定。

填筑層邊線測(cè)量與石灰線控制時(shí)，應(yīng)精準(zhǔn)控制每層路基的填筑范圍及邊坡坡率，每當(dāng)一層路基填筑并壓實(shí)完畢后，均需立即進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，放出明確的邊線標(biāo)記。隨后，沿著這些邊線撒上醒目的石灰線，作為后續(xù)填筑作業(yè)的重要參考。這一步驟有助于上層填土嚴(yán)格在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)進(jìn)行，還能有效監(jiān)控并調(diào)整路基側(cè)面的邊坡坡率，防止因填筑偏差而導(dǎo)致的邊坡過(guò)陡或過(guò)緩現(xiàn)象。

填筑段整平與路拱設(shè)置作業(yè)時(shí)，需同步進(jìn)行整平操作，填筑層的平整度滿足要求。平地機(jī)應(yīng)根據(jù)每層填筑的設(shè)計(jì)要求，設(shè)置路拱形狀，保證路面排水順暢。當(dāng)推土機(jī)完成一個(gè)區(qū)段的初步推平后，平地機(jī)隨即跟進(jìn)，采用從兩側(cè)向路基中心縱向行駛的方式，逐步刮平路面，同時(shí)輔以人工填平局部凹坑，確保整個(gè)填筑層表面平整、無(wú)缺陷，為后續(xù)的壓實(shí)作業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)高速公路特殊路基及高路堤施工技術(shù)的綜合分析，可以明確得出以下結(jié)論：

在特殊路基的施工處理上，必須根據(jù)具體地質(zhì)條件采取針對(duì)性的技術(shù)措施。無(wú)論是軟土路基的加固排水、濕陷性黃土的預(yù)浸水壓實(shí)，還是膨脹土的改良換填，都需遵循“因地制宜、綜合治理”的原則，確保路基達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，這不僅有助于減少后期沉降和變形，還能顯著提升道路的耐久性和行車舒適度。

高路堤的施工需要嚴(yán)格控制各道工序的質(zhì)量，如填筑材料的優(yōu)良性能、分層填筑的均勻性、壓實(shí)效果的充分性，以及邊坡防護(hù)的可靠性。通過(guò)精細(xì)化管理和科學(xué)化施工，可以有效提高高路堤的整體穩(wěn)定性和抗變形能力，為高速公路的安全運(yùn)營(yíng)提供堅(jiān)實(shí)保障。

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收稿日期：2024-07-20

作者簡(jiǎn)介：吳越（1995—），男，本科，助理工程師，主要從事公路工程相關(guān)工作。