高速公路高路堤质量通病分析与控制

　　Abstract: High road embankment frequently because of the strength and stability of the roadbed, road performance and use. This article through to the high road embankment construction process quality common fault analysis, an antidote against the disease, the interpretation of design drawings, improving the construction technology, quality control and other aspects of the filler as the quality control measures in the construction, to ensure the high road embankment.

　　Key words: expressway;high road embankment;quality common fault;analysis and control of

　　摘 要：高速公路高路堤段经常由于路基强度和稳定性原因，影响公路的性能和使用。本文通过对高路堤施工过程中出现的质量通病进行分析，对症下药，从解读设计图纸、改善施工工艺、控制填料质量等方面作为施工中的质量控制措施 ，以保证高路堤质量。

　　关键词：高速公路 高路堤 质量通病 分析与控制

　　中图分类号：U412.36+6 文献标识码： A 文章编号：

　　1.工程概况

　　四川省某高速公路路基填方工程，起讫里程为K34+438.97～K34+654.47，全长215.5米。填土最高处为31米，填方数量45万m3，属于高路堤施工。基底软基采用碎石桩复合地基、基底以上5m厚范围内填片碎石、透水性好的粗颗粒土、土工格室加强路堤稳定。路基填筑过程中如何控制施工质量，消除高路堤施工容易产生的质量通病，保证路基强度及稳定性尤为重要。

　　2.高路堤质量通病产生的原因

　　填方总高度超过18m(土质)或超过20m(石质)的路基称为高路堤。其填方数量大、施工周期长、施工工艺相对复杂，因此在高路堤的施工中，经常出现路基填方质量通病。。造成高路堤病害的原因主要有以下几方面。

　　2.1 路基设计不合理

　　当公路路线设计有高路堤时，应按照规范要求认真地对高路堤作特殊设计，进行稳定性验算和沉降计算。如果验算和计算所需的地质条件、土工实验资料等不能真实反映现场情况时，就会造成设计计算的不合理，在施工过程中或完工后，高路堤将会有较大的整体下沉或局部沉陷，以致影响公路的正常使用 。

　　2.2 地基处理方法不当

　　因高速公路路基通过区，地基复杂多样，有的甚至为软土地基，如果软基处理方案选用不当或没有按照设计要求进行软基处理，导致地基加载后达不到设计要求，由于荷载过大，破坏原有的自然状态，出现土体剪切破坏、重新固结，而导致过大沉陷。

　　2.3 填料不合格

　　如果路堤填料土质差，填料中混进了种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土 ，由于这类土壤中有机物含量多、抗水性差 、强度低，那么路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土，遇水膨胀软化，风化收缩开裂，固体稳定性差，用作填料时随着土壤中水分的挥发，收缩开裂尤为严重，对路堤的整体结构危害极大。

　　2.4 填筑工艺不当

　　高路堤的填料在分层填筑时，应按照施工规范要求的厚度进行铺筑。如果随意将铺筑厚度加厚，即使压实机具按规定的碾压遍数压实时，压实度 也达不到规范规定的要求。当填筑到路基设计标高时，必然产生累计的沉降变形，在重复载荷与填料自重作用下产生沉陷。同时由于施工不能整幅分层填筑，且路段受各方面条件的限制，非沿纵向分幅填筑，或半填半挖路段处理不当，导致路基纵向开裂。

　　2.5 压实工艺不当

　　未按设计及路基试验段要求的压实工艺进行碾压，路基压实强度不均匀，压实度达不到规定要求以及强夯施工没有按照设计要求进行，导致高填方路段产生较大的沉降变形和整个路堤的不均匀沉降。

　　3.高路堤质量通病的控制

　　对于高路堤施工中可能出现的质量通病，解决关键就是施工过程控制和施工技术改善。

　　3.1 认真解读设计图纸，规范地基处理施工

　　该段软土地基平均处治厚度达8m，设计采用了振动沉管碎石灌注桩，土工格栅和片碎石垫层共同处治，陡坡地段设置台阶，台阶开挖宽度一般为3m，并向内倾斜4%。首先是做好碎石桩的施工质量控制，根据碎石桩与土形成复合地基的假设前提，碎石桩必须具有足够的单桩承载力，一般不低于600kPa，为此单根碎石桩的密实度就成了控制的关键指标。施工时，除选择有代表的地点设置试验桩外，还要根据试验抽样建立动态管理表。因施工过程土质或土体深度含水量等的不断变化，导致试验桩的代表性受到限制，因此试验检测抽样时认真记录分析桩的贯人时间和深度、冲水量和水压、压入的碎石量和电流动变化关系将十分重要，施工过程根据动态管理表调整施工参数，确保碎石桩的密实度和单桩承载力。

　　其次充分理解片碎石垫层在设计中的重要作用。在铺设片碎石垫层时尽量平整场地，片碎石填料要选择级配良好的碎石和片石，保证滤水能力。同时考虑到设置片碎石垫层目的除具透水性作用外，还有增加地表强度、防止地基局部剪切变形的目的。施工中在铺设碾压好的片碎石垫层上，再分层填筑厚约 2m的填石路基，这样透水能力及地表整体性强度得到充分的提高，起到了对设计意图进行强化的效果。通过基底采用填石路基加强，使路基填料透水性和整体强度得到提高，有效改善地基承载力，降低了地基沉降的可能。

　　3.2 加强路基填料的控制

　　设计要求路基填料主要采用隧道弃渣和路堑弃方。由于本工程隧道弃渣主要为Ⅳ、Ⅴ围岩，路堑弃方土石比例约为1:5。由于填石路基沉降少的特点，因此在高路堤填筑时尽量采用填石路基。对于填料的粒径，施工中爆破不可能保证，于是根据填方层厚及粒径要求，石方爆破后，在挖方区配备一台破碎机(挖机安装破碎头)进行加强破碎，确保了填料的质量。如果采用土石混填材料，要确保填料CBR值满足规范要求。减少由于路基填料原因产生的重新固结沉降。

　　3.3挖反向台阶段及分层填筑施工

　　要采用整幅分层水平填筑，尽量减少分段填筑 。施工中由于受作业面条件的限制，非沿纵向或横向分幅、分段填筑时，对高路堤的填筑就更应严格控制，坚决杜绝垂直或无搭接填筑。为保证施工质量，施工中填筑时，做到每一层都应留台阶作搭接处理，且控制搭接长度预留在5m以上。出现半填半挖情况时，在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶，挖台阶前特别要先清除其表层土，尤其对下卧为岩层面的，要清除全部表层土直至岩层面，台阶在岩层面上生成，有时须通过爆破挖台阶，这样消除了因岩层面产生沉降滑动的隐患。

　　3.4 通过试验段确定压实工艺

　　在高路堤施工中，通过路基试验段取得科学数据，控制填料含水量，制定合理的压实工艺，按规范进行操作。施工时合理配备整平碾压机具，既能保证路基压实度和平整度，又便于土工格栅的铺筑，保证土工格栅充分发挥其作用，消除路基滑动或边坡滑坍的隐患。

　　3.5 强夯施工质量控制

　　高路堤一般情况下都会采用强夯施工来控制路基的沉降。控制好强夯的施工质量是保证高路堤施工质量的关键。

　　(1)机械设备参数

　　强夯施工一般采用25t以上带有自动脱钩装置的履带式起重机。夯锤重不小于15t，夯锤底部对称设置4个上下贯通的排气孔，孔径30cm，夯锤直径为2m，锤底面积为3.14m2。夯锤提升高度10-12m。夯击能量要能够满足设计要求。

　　(2)夯击点布置

　　夯击点位布置可根据基底平面形状，采用梅花形或正方形布置。夯击点间距可取夯锤直径的1.2-2.2倍(按3-4m)。用石灰或木桩标出第一遍夯点的位置，并测量地面标高。

　　(3)夯击遍数的确定

　　第一遍按3-4m间距跳夯，第二遍夯点设在第一遍夯点之间，第三遍，进行满夯，夯点彼此搭接四分之一。用水准仪检测并记录每次夯击次数与下沉量之间的关系，直到同一夯位最后两击的平均下沉量不大于5cm，否则增加夯实遍数;重复上述步骤，完成全部夯点的夯击。

　　(4)夯击次数的确定

　　强夯施工每一遍内各个夯点的夯击次数，按现场试夯得到的夯击次数与夯沉量关系曲线确定(按5-8次)。并同时满足：最后两次的平均夯沉量不大于50mm;夯坑周围地面不发生过大的隆起;不因夯坑过深而起锤困难，且以使土体竖向压缩最大而侧向位移最小为原则。每次夯击点安排专人检查和记录击数，保证强夯质量。

　　(5)夯击遍数间隔时间确定

　　第一遍:主夯夯实，完成后静置72h以上，用推土机将夯坑填平;第二遍：副夯夯实，完成后静置72h以上，用推土机将 夯坑填平;第三遍，进行满夯，夯点彼此搭接四分之一。

　　(6)强夯施工方法

　　a、在整平后的场地上标出第一遍夯击点的位置，并测量场地的标高。

　　b、起重机就位，使夯锤对准夯击点位置,测量夯点锤顶标高。

　　c、将夯锤起吊到预定高度，待夯锤脱钩下落后，放下吊钩，测量锤顶标高，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。单点夯击5-8次。

　　d、用推土机将夯坑填平，并测量场地标高。

　　e、在规定的间隔时间后，按上述步骤完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将表层松土夯实并测量场地标高。

　　(7)强夯施工顺序

　　先深后浅，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层。对夯击点依次夯击完成为第一遍强夯施工。在第一遍强夯完成后，用推土机将场地推平，压路机碾压两遍后进行测量布置夯点位置及水准测量。第二次选用已夯点间隙中间，依次补点夯击为第二遍，最后一遍锤印彼此搭接，表面平整。强夯施工按试验确定的技术参数进行，以夯击能、夯击遍数和各个夯点次数为施工控制数值，也可采用试夯确定的沉降量控制。对渗透性较差的细粘土，必要时应增加夯击遍数，最后再以低能量满夯。满夯可采用轻锤或低落锤多次夯击，锤印搭接不小于1/4锤径。

　　(8)强夯质量控制

　　a、为保证地基加固效果，在设计范围外每边各大出1.5m布置一圈夯击点。按设计要求确定夯击路线，无规定时使相邻轴线的夯击间隔时间尽量拉长，特别是当土的含水量较高时。

　　b、各夯点应放线定位，夯完后检查夯坑位置，发现偏差及漏夯应及时纠正。强夯施工时应对每一夯击点能量、夯击次数和每次夯沉量等进行详细记录。

　　c、强夯处理后地基的承载力检验应用原位测试和室内土工试验。

　　d、强夯过程的记录及数据整理：

　　①每个夯点的夯坑深度、夯坑体积记录。

　　②场地隆起和下沉记录，特别是临近有构造物时。

　　③每遍夯击后场地的夯沉量、填料量记录。

　　④附件建筑物的变形监测。

　　⑤孔隙水压力增长、消散监测，每遍夯点的加固效果检测;为避免时效影响，最有效的是检验干密度，其次为静力触探，以及时了解加固深度。

　　⑥满夯前应根据设计基底标高，考虑夯沉预留量并整平场地，使满夯后接近设计标高。

　　⑦记录最后2击的贯入度，看是否满足设计或试夯要求值。

　　3.6 路基沉降观测

　　在路基施工的同时，还需要认真进行沉降观测工作。通过对沉降观测数据推算沉降速率，当路基填筑到设计标高后，合理确定预留沉降量，保证工后路基的强度和稳定性。

　　4.结论

　　只要充分认识高路堤质量通病产生的原因，结合具体工程的特点对症下药。施工过程中认真理解设计图纸，做好基底处理，优选路基填料，规范施工程序就能保证高路堤的施工质量。

　　参考文献

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文章名称： 高速公路高路堤质量通病分析与控制

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