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：高速公路高路堤段經(jīng)常由于路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性原因，影響公路的性能和使用。本文通過對高路堤施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量通病進(jìn)行分析，對癥下藥，從解讀設(shè)計圖紙、改善施工工藝、控制填料質(zhì)量等方面作為施工中的質(zhì)量控制措施 ，以保證高路堤質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：高速公路 高路堤 質(zhì)量通病 分析與控制

　　中圖分類號：U412.36+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

　　1.工程概況

　　四川省某高速公路路基填方工程，起訖里程為K34+438.97～K34+654.47，全長215.5米。填土最高處為31米，填方數(shù)量45萬m3，屬于高路堤施工。基底軟基采用碎石樁復(fù)合地基、基底以上5m厚范圍內(nèi)填片碎石、透水性好的粗顆粒土、土工格室加強(qiáng)路堤穩(wěn)定。路基填筑過程中如何控制施工質(zhì)量，消除高路堤施工容易產(chǎn)生的質(zhì)量通病，保證路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性尤為重要。

　　2.高路堤質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因

　　填方總高度超過18m(土質(zhì))或超過20m(石質(zhì))的路基稱為高路堤。其填方數(shù)量大、施工周期長、施工工藝相對復(fù)雜，因此在高路堤的施工中，經(jīng)常出現(xiàn)路基填方質(zhì)量通病。。造成高路堤病害的原因主要有以下幾方面。

　　2.1 路基設(shè)計不合理

　　當(dāng)公路路線設(shè)計有高路堤時，應(yīng)按照規(guī)范要求認(rèn)真地對高路堤作特殊設(shè)計，進(jìn)行穩(wěn)定性驗算和沉降計算。如果驗算和計算所需的地質(zhì)條件、土工實驗資料等不能真實反映現(xiàn)場情況時，就會造成設(shè)計計算的不合理，在施工過程中或完工后，高路堤將會有較大的整體下沉或局部沉陷，以致影響公路的正常使用 。

　　2.2 地基處理方法不當(dāng)

　　因高速公路路基通過區(qū)，地基復(fù)雜多樣，有的甚至為軟土地基，如果軟基處理方案選用不當(dāng)或沒有按照設(shè)計要求進(jìn)行軟基處理，導(dǎo)致地基加載后達(dá)不到設(shè)計要求，由于荷載過大，破壞原有的自然狀態(tài)，出現(xiàn)土體剪切破壞、重新固結(jié)，而導(dǎo)致過大沉陷。

　　2.3 填料不合格

　　如果路堤填料土質(zhì)差，填料中混進(jìn)了種植土、腐殖土或泥沼土等劣質(zhì)土 ，由于這類土壤中有機(jī)物含量多、抗水性差 、強(qiáng)度低，那么路堤將出現(xiàn)塑性變形或沉陷破壞。尤其是膨脹土，遇水膨脹軟化，風(fēng)化收縮開裂，固體穩(wěn)定性差，用作填料時隨著土壤中水分的揮發(fā)，收縮開裂尤為嚴(yán)重，對路堤的整體結(jié)構(gòu)危害極大。

　　2.4 填筑工藝不當(dāng)

　　高路堤的填料在分層填筑時，應(yīng)按照施工規(guī)范要求的厚度進(jìn)行鋪筑。如果隨意將鋪筑厚度加厚，即使壓實機(jī)具按規(guī)定的碾壓遍數(shù)壓實時，壓實度 也達(dá)不到規(guī)范規(guī)定的要求。當(dāng)填筑到路基設(shè)計標(biāo)高時，必然產(chǎn)生累計的沉降變形，在重復(fù)載荷與填料自重作用下產(chǎn)生沉陷。同時由于施工不能整幅分層填筑，且路段受各方面條件的限制，非沿縱向分幅填筑，或半填半挖路段處理不當(dāng)，導(dǎo)致路基縱向開裂。

　　2.5 壓實工藝不當(dāng)

　　未按設(shè)計及路基試驗段要求的壓實工藝進(jìn)行碾壓，路基壓實強(qiáng)度不均勻，壓實度達(dá)不到規(guī)定要求以及強(qiáng)夯施工沒有按照設(shè)計要求進(jìn)行，導(dǎo)致高填方路段產(chǎn)生較大的沉降變形和整個路堤的不均勻沉降。

　　3.高路堤質(zhì)量通病的控制

　　對于高路堤施工中可能出現(xiàn)的質(zhì)量通病，解決關(guān)鍵就是施工過程控制和施工技術(shù)改善。

　　3.1 認(rèn)真解讀設(shè)計圖紙，規(guī)范地基處理施工

　　該段軟土地基平均處治厚度達(dá)8m，設(shè)計采用了振動沉管碎石灌注樁，土工格柵和片碎石墊層共同處治，陡坡地段設(shè)置臺階，臺階開挖寬度一般為3m，并向內(nèi)傾斜4%。首先是做好碎石樁的施工質(zhì)量控制，根據(jù)碎石樁與土形成復(fù)合地基的假設(shè)前提，碎石樁必須具有足夠的單樁承載力，一般不低于600kPa，為此單根碎石樁的密實度就成了控制的關(guān)鍵指標(biāo)。施工時，除選擇有代表的地點設(shè)置試驗樁外，還要根據(jù)試驗抽樣建立動態(tài)管理表。因施工過程土質(zhì)或土體深度含水量等的不斷變化，導(dǎo)致試驗樁的代表性受到限制，因此試驗檢測抽樣時認(rèn)真記錄分析樁的貫人時間和深度、沖水量和水壓、壓入的碎石量和電流動變化關(guān)系將十分重要，施工過程根據(jù)動態(tài)管理表調(diào)整施工參數(shù)，確保碎石樁的密實度和單樁承載力。

　　其次充分理解片碎石墊層在設(shè)計中的重要作用。在鋪設(shè)片碎石墊層時盡量平整場地，片碎石填料要選擇級配良好的碎石和片石，保證濾水能力。同時考慮到設(shè)置片碎石墊層目的除具透水性作用外，還有增加地表強(qiáng)度、防止地基局部剪切變形的目的。施工中在鋪設(shè)碾壓好的片碎石墊層上，再分層填筑厚約 2m的填石路基，這樣透水能力及地表整體性強(qiáng)度得到充分的提高，起到了對設(shè)計意圖進(jìn)行強(qiáng)化的效果。通過基底采用填石路基加強(qiáng)，使路基填料透水性和整體強(qiáng)度得到提高，有效改善地基承載力，降低了地基沉降的可能。

　　3.2 加強(qiáng)路基填料的控制

　　設(shè)計要求路基填料主要采用隧道棄渣和路塹棄方。由于本工程隧道棄渣主要為Ⅳ、Ⅴ圍巖，路塹棄方土石比例約為1:5。由于填石路基沉降少的特點，因此在高路堤填筑時盡量采用填石路基。對于填料的粒徑，施工中爆破不可能保證，于是根據(jù)填方層厚及粒徑要求，石方爆破后，在挖方區(qū)配備一臺破碎機(jī)(挖機(jī)安裝破碎頭)進(jìn)行加強(qiáng)破碎，確保了填料的質(zhì)量。如果采用土石混填材料，要確保填料CBR值滿足規(guī)范要求。減少由于路基填料原因產(chǎn)生的重新固結(jié)沉降。

　　3.3挖反向臺階段及分層填筑施工

　　要采用整幅分層水平填筑，盡量減少分段填筑 。施工中由于受作業(yè)面條件的限制，非沿縱向或橫向分幅、分段填筑時，對高路堤的填筑就更應(yīng)嚴(yán)格控制，堅決杜絕垂直或無搭接填筑。為保證施工質(zhì)量，施工中填筑時，做到每一層都應(yīng)留臺階作搭接處理，且控制搭接長度預(yù)留在5m以上。出現(xiàn)半填半挖情況時，在山坡上按要求從填方坡腳向上挖成向內(nèi)傾斜的臺階，挖臺階前特別要先清除其表層土，尤其對下臥為巖層面的，要清除全部表層土直至巖層面，臺階在巖層面上生成，有時須通過爆破挖臺階，這樣消除了因巖層面產(chǎn)生沉降滑動的隱患。

　　3.4 通過試驗段確定壓實工藝

　　在高路堤施工中，通過路基試驗段取得科學(xué)數(shù)據(jù)，控制填料含水量，制定合理的壓實工藝，按規(guī)范進(jìn)行操作。施工時合理配備整平碾壓機(jī)具，既能保證路基壓實度和平整度，又便于土工格柵的鋪筑，保證土工格柵充分發(fā)揮其作用，消除路基滑動或邊坡滑坍的隱患。

　　3.5 強(qiáng)夯施工質(zhì)量控制

　　高路堤一般情況下都會采用強(qiáng)夯施工來控制路基的沉降。控制好強(qiáng)夯的施工質(zhì)量是保證高路堤施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

　　(1)機(jī)械設(shè)備參數(shù)

　　強(qiáng)夯施工一般采用25t以上帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機(jī)。夯錘重不小于15t，夯錘底部對稱設(shè)置4個上下貫通的排氣孔，孔徑30cm，夯錘直徑為2m，錘底面積為3.14m2。夯錘提升高度10-12m。夯擊能量要能夠滿足設(shè)計要求。

　　(2)夯擊點布置

　　夯擊點位布置可根據(jù)基底平面形狀，采用梅花形或正方形布置。夯擊點間距可取夯錘直徑的1.2-2.2倍(按3-4m)。用石灰或木樁標(biāo)出第一遍夯點的位置，并測量地面標(biāo)高。

　　(3)夯擊遍數(shù)的確定

　　第一遍按3-4m間距跳夯，第二遍夯點設(shè)在第一遍夯點之間，第三遍，進(jìn)行滿夯，夯點彼此搭接四分之一。用水準(zhǔn)儀檢測并記錄每次夯擊次數(shù)與下沉量之間的關(guān)系，直到同一夯位最后兩擊的平均下沉量不大于5cm，否則增加夯實遍數(shù);重復(fù)上述步驟，完成全部夯點的夯擊。

　　(4)夯擊次數(shù)的確定

　　強(qiáng)夯施工每一遍內(nèi)各個夯點的夯擊次數(shù)，按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)與夯沉量關(guān)系曲線確定(按5-8次)。并同時滿足：最后兩次的平均夯沉量不大于50mm;夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起;不因夯坑過深而起錘困難，且以使土體豎向壓縮最大而側(cè)向位移最小為原則。每次夯擊點安排專人檢查和記錄擊數(shù)，保證強(qiáng)夯質(zhì)量。

　　(5)夯擊遍數(shù)間隔時間確定

　　第一遍:主夯夯實，完成后靜置72h以上，用推土機(jī)將夯坑填平;第二遍：副夯夯實，完成后靜置72h以上，用推土機(jī)將 夯坑填平;第三遍，進(jìn)行滿夯，夯點彼此搭接四分之一。

　　(6)強(qiáng)夯施工方法

　　a、在整平后的場地上標(biāo)出第一遍夯擊點的位置，并測量場地的標(biāo)高。

　　b、起重機(jī)就位，使夯錘對準(zhǔn)夯擊點位置,測量夯點錘頂標(biāo)高。

　　c、將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤下落后，放下吊鉤，測量錘頂標(biāo)高，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時，應(yīng)及時將坑底整平。單點夯擊5-8次。

　　d、用推土機(jī)將夯坑填平，并測量場地標(biāo)高。

　　e、在規(guī)定的間隔時間后，按上述步驟完成全部夯擊遍數(shù)，最后用低能量滿夯，將表層松土夯實并測量場地標(biāo)高。

　　(7)強(qiáng)夯施工順序

　　先深后淺，即先加固深層土，再加固中層土，最后加固表層。對夯擊點依次夯擊完成為第一遍強(qiáng)夯施工。在第一遍強(qiáng)夯完成后，用推土機(jī)將場地推平，壓路機(jī)碾壓兩遍后進(jìn)行測量布置夯點位置及水準(zhǔn)測量。第二次選用已夯點間隙中間，依次補(bǔ)點夯擊為第二遍，最后一遍錘印彼此搭接，表面平整。強(qiáng)夯施工按試驗確定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行，以夯擊能、夯擊遍數(shù)和各個夯點次數(shù)為施工控制數(shù)值，也可采用試夯確定的沉降量控制。對滲透性較差的細(xì)粘土，必要時應(yīng)增加夯擊遍數(shù)，最后再以低能量滿夯。滿夯可采用輕錘或低落錘多次夯擊，錘印搭接不小于1/4錘徑。

　　(8)強(qiáng)夯質(zhì)量控制

　　a、為保證地基加固效果，在設(shè)計范圍外每邊各大出1.5m布置一圈夯擊點。按設(shè)計要求確定夯擊路線，無規(guī)定時使相鄰軸線的夯擊間隔時間盡量拉長，特別是當(dāng)土的含水量較高時。

　　b、各夯點應(yīng)放線定位，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差及漏夯應(yīng)及時糾正。強(qiáng)夯施工時應(yīng)對每一夯擊點能量、夯擊次數(shù)和每次夯沉量等進(jìn)行詳細(xì)記錄。

　　c、強(qiáng)夯處理后地基的承載力檢驗應(yīng)用原位測試和室內(nèi)土工試驗。

　　d、強(qiáng)夯過程的記錄及數(shù)據(jù)整理：

　　①每個夯點的夯坑深度、夯坑體積記錄。

　?、趫龅芈∑鸷拖鲁劣涗洠貏e是臨近有構(gòu)造物時。

　?、勖勘楹粨艉髨龅氐暮怀亮?、填料量記錄。

　　④附件建筑物的變形監(jiān)測。

　　⑤孔隙水壓力增長、消散監(jiān)測，每遍夯點的加固效果檢測;為避免時效影響，最有效的是檢驗干密度，其次為靜力觸探，以及時了解加固深度。

　?、逎M夯前應(yīng)根據(jù)設(shè)計基底標(biāo)高，考慮夯沉預(yù)留量并整平場地，使?jié)M夯后接近設(shè)計標(biāo)高。

　　⑦記錄最后2擊的貫入度，看是否滿足設(shè)計或試夯要求值。

　　3.6 路基沉降觀測

　　在路基施工的同時，還需要認(rèn)真進(jìn)行沉降觀測工作。通過對沉降觀測數(shù)據(jù)推算沉降速率，當(dāng)路基填筑到設(shè)計標(biāo)高后，合理確定預(yù)留沉降量，保證工后路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

　　4.結(jié)論

　　只要充分認(rèn)識高路堤質(zhì)量通病產(chǎn)生的原因，結(jié)合具體工程的特點對癥下藥。施工過程中認(rèn)真理解設(shè)計圖紙，做好基底處理，優(yōu)選路基填料，規(guī)范施工程序就能保證高路堤的施工質(zhì)量。

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