【摘 要】高速公路地形比较复杂，在填筑施工方面具有一定的难度。本文根据工程案例，对高速公路路基填筑施工工艺进行探讨，供同行借鉴参考。
【关键词】高速公路；路基填筑；施工工艺
一、工程概况
某高速公路全长72.55km，设计行车速度为80km/h，路基宽度24.5m，设计荷载为公路Ⅰ级，设计洪水频率：特大桥为1/300，大、中、小桥及涵洞、路基为1/100，桥涵与路基同宽度，其中，中央分隔带宽2.0m，行车道宽2×7.5m，行车道路缘带宽2×0.5m，硬路肩2×2.5m，土路肩2×0.75m。工区路段填方路基总长3.7km，共24处填方段落，填方总数量115万m3，其中填方高度大于20m的有8处，最高填方路中心高度25m，最高填方边坡高度42m；半填半挖路基段落11处，长度310m；填挖交界16处；坡地薄层软土处理12处；三背回填25处（涵背以每座涵洞为一处，桥台背以单幅一个台为一处，挡墙背以一段连续下挡墙为一处），其中桥台背回填8处。服务区一个。
二、路基填筑施工质量控制要点
（1）边界处理
对填方体而言，边界处理分为填前地基处理、填方过程中的周边处理和填前排水处理。
1．填前的地基处理
由于原地面与填料结构不同，二者密度、承载能力不同，如果不对原地面进行有效处理，易发生接合部沉降病害。填前地基处理首先是对地基进行简易的挖探，如果地表下面土质良好，状况稳定，则清除地表植被、树根、垃圾和不良土质后即可进行填前压实，如存在超过常规清表厚度的软弱区（如淤泥等），无法进行填前压实，则须进行专门处理。工区路段未出现深层软基，但在水稻田和冲沟地带常见50～400cm厚度的软弱层，多为坡残积粘性土，由于填方区域多处在坡地且地下水及地表水富集，软土层虽薄也要慎重对待，通常采用全部挖除软土的方案，地面横坡或沿路线纵向坡度陡于1：5时，不仅要将软土全部挖除，还要按规范形成土质台阶后再进行填筑；当地面横坡陡于1：2.5时，还须由设计单位对路堤作整体性滑动的稳定性验算，视需要采取适当的处理措施。
2．填方过程的周边处理
高速公路路线经过山谷坡地、翻山越岭，形成了路基部分路段半填半挖、填挖交界的路基结构形式，对于上述的特殊路基的施工质量一定要特别重视，如果施工措施不到位，势必在交界面处形成滑动面，造成因填筑高度较大，土的自重引起沿交界面错动的滑坡现象的发生，造成公路工程的质量事故。
①半填半挖、填挖交界路段的坡面上设置台阶的施工技术措施：
施工中，我工区按照设计要求在交界面上开设宽度不小于2m，高度不小于0.5m，并向内倾斜4%的坡度，台阶开设自上而下从山坡顶面一次开挖至山坡底面。
除了在半填半挖、填挖交界的坡面上设置台阶外，对于地面自然横坡陡于1：1.5的斜坡填方地段，填前除清表外也应挖成台阶宽度不小于1.5m，以2～4%向内倾斜的台阶，然后从坡底自上而下逐层进行填筑，在填筑前，台阶必须碾压，压实度大于85%。
上述挖台阶的技术措施是为了保证新、老土紧密咬合在一起，形成有效的连接整体，防止接缝处的断裂而破坏路基结构。
②半填半挖、填挖交界加筋处治施工技术措施及质量控制方法：
对于地面横坡大于1：2，纵、横向填挖结合部，按设计要求铺筑土工格栅进行处治。
工程中，我们采用型号为CATTSG70—40的塑料土工格栅，经取样送检试验满足设计要求的各项物理力学性能指标。
按设计要求的半填半挖、填挖交界加筋处治的路段，在93区顶经验收合格后，就可进行土工格栅的加筋处治施工。
土工格栅铺设时，必须先确定填挖交界面的零填线，并以该线作为土工格栅铺设填方及挖方长度的定位线：
A．当填方宽度小于10m时，应满铺填方路基上，嵌入挖方的长度不小于填方长度的3/5；
B.当填方宽度大于10m时，顶层和底层的嵌入挖方长度不小于6m，伸入填方区长度不小于10m。
土工格栅共铺设四层，每铺一层其上铺筑50cm的天然砂石土，土工格栅的第一层填料必须用人工摊铺找平后压实（填料须采用同类土或内摩擦角较大的砂石材料），土工格栅的搭接长度为20cm，用8号铁丝帮扎连接牢固，分层的土工格栅必须预留1m的反包长度，并与下层格栅用“U”型针固定连接。砂石土共铺三层，总厚度为1.5m，即铺筑至96区路床顶面时就完成了土工格栅的铺设施工，不论是半填半挖、填挖交界路段土工格栅始终是纵向垂直于填挖交界面。
半填半挖、填挖交界填筑路基的加筋处治实质上是保证路基在填挖交界处有效的结合为一个整体，防止路基的错动及滑坡，提高路基的均匀性和稳定性，确保了路基填筑的质量。
③填前排水处理
填前排水处理也可视为边界处理的一项重要内容。由于填方区多位于地势低凹处且在水田处也多，水系发育且水量富集，如不采取措施或未彻底根治，地基长期浸水将导致承载力降低从而引起路基沉降，在坡地填筑更严重的还将造成填方体滑移，成为今后路基安全的一大隐患。临时排水设施应和永久性排水设施相互结合施工。对地表水主要采取拦截的办法，一般地说，影响路基稳定的地面水在设计中已加以考虑，可沿路线纵向在填筑区外开沟截水，有条件的可先行施工边沟，总之是要将地表水引入附近涵洞或其他临时横向排水通道；对地下水的处理施工图设计可能不够完善，应予以补充，可采取纵向渗沟、横向盲沟或铺垫反滤层（砂砾、碎石、砂等）排水等措施，关键是要保证这些排水隐蔽工程的施工质量，确保其在道路使用年限内起到排水通道的作用，因此对此类项目要格外重视，要求监理做到全过程旁站并记录，及时处理质量问题。
（2）填筑体的填筑质量
1.选择合适填料，制定相应的控制标准
填料性质是影响压实作业的内在因素，填筑施工应首选利于压实的良好填料，但是受现场实际条件的限制，如挖方材料、经济运距、借方条件等等，不可能都使用理想的填筑材料，施工时应根据实际情况，量材作业，区别对待，采取合适的控制手段达到压实目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一个首要的原则是，严格进行填料试验检测，在施工前取得有关数据，使用符合规范要求的填料，超过规范要求的填料不用或慎用；强调做好填方试验段，掌握填料在现有设备和施工条件下的压实规律。本路段主要填料为粘土质砂、含细粒土砾、粉土质砂等，部分地段形成了强风化石土。也有部分含砂高液限粘土和高液限粘土。针对几种典型的填料制定了不同的控制标准。
本路段内有部分含砂高液限粘土和高液限粘土（液限大于40，在30～60之间），其特点是：粘性高，塑性指数大，透水性极差，干燥时很坚硬，但浸水后强度急剧下降，不易干燥；干湿循环的胀缩所引起的体积变化很大；过干时成块状，不易打碎和压实，过湿时又易压成弹簧土。我工区K264+600～K264+780（两边为服务区）路段的土就是上述现象。对于这些不理想的填料，出于节省费用控制造价的考虑，并根据本地区其他路段的试验成果，路段以饱和度和压实度进行双控，使用了少量高液限土填筑，但由于施工周期长（一层的填筑周期超过5d，阵雨季节一层填筑周期有的达18d以上），无法满足工期要求，只好中途变更，调整运距或外借较好的填料填筑。看来，高液限土在南方山区施工，受工期和气候影响很大，其施工工艺和控制方法还需要进一步研究。
2.填方机具
推土机和平地机是填方作业必不可少的设备，特别是平地机，在控制填层厚度和形成平整度方面效果显著。但有的施工单位总抱有侥幸心理，试图用推土机甚至装载机替代平地机进行相关作业，导致填筑质量下降、返工频繁，反而影响了工程施工，使进度滞后。
压实机具对压实效果的影响十分重要。同一种土的最佳含水量随压实功的增加而减少，而最大干密度随压实功的增加而增加。在相同含水量下，压实功越大密度越高。一般地说，不同的填料和场地要选择不同的压实机具，但由于我工区路段细粒土比较少，加之振动压路机兼有滚压和振压的双重功效，特别是用于砂砾土、砾石土、巨粒土、土石混填等，其压实效果远远优于其他压实机具，所以在本路段的填方区基本上配备的都是振动压路机，较为普遍的是三一18T型和W180318T型。由于冲击碾压的一次性成本问题，业主联系了专业冲击碾压公司，由其和各个施工单位签订合同，进行机械租赁服务。我工区按照高速公路项目公司的要求选择K264+930～K265+120段为冲压试验路段，选用的冲压设备为冲击压路机，其设备性能指标：型号为YCT25；牵引功率≥220KW；冲击势能25KJ；牵引速度10～15km/n；蓄能器工作压力4.5～5mpa；冲击压实率为320～500T，自重为16T。冲击压实机为三边行的带凸行的冲压块，轮宽0.9m，轮间距为1.17m，往返一次冲压宽度4.0m，采用冲击碾压时，每行驶二次为一遍，每单双两遍为一冲击单元，也就是所冲压的土层面积全部压到为一遍。自碾压十遍后，采用水准仪每五遍进行高程测量，并与前次进行比较，若每5遍的沉降差小于3mm时，可停止冲击。这表明路基填筑规范可靠，达到了预期效果，并在冲击20遍后对压实度进行检测发现经冲压的路基压实度普遍均提高了1～2个百分点。
通过该实验段的冲压施工工艺施工过程的控制，我工区确定了冲压的设备及各项质量控制指标、检测方法、施工工艺控制措施，对我工区需冲击碾压的路段起到了先锋示范作用，并达到了预期的效果，使冲压施工有效的进行下去，并对整个冲压过程的原始数据作了详细的记载备案。
3.分层压实，控制层厚，冲碾补充
本工区路段严格要求在路基全宽范围内分层平铺填筑，不仅有利于填平和压实，也可以保证性质差异的土按规定层次填筑。不同性质土应按水平分层分别填筑，以保证该层强度均匀，特别是透水的与不透水的土，不得非成层地混杂使用，以免在填方内形成水囊。合理确定路基填筑厚度是至关重要的，在土质、土的含水量和碾压设备一定的情况下，土层越厚压实效果越差。为保证在各种压实功能机具条件下达到有效压实深度，严格控制土方分层松铺厚度不超过30cm，也不能小于10cm。
为提高路基压实度，减少工后沉降和路基填挖交界处的不均匀沉降，本路段还采取了补充冲击碾压的措施，具体作法是：当填方地段满足长度不小于100m冲击碾压宽度不宜小于6米，自行式冲击压路机单块冲击施工面积不宜小于1000m2。牵引式冲击压路机单块冲击施工面积不宜小于1500m2，路基高度和冲击位置要求如下：
①路基填土高度（以94区为控制点）8≤H≤10m时，在94区顶冲压20遍；
②路基填土高度H>8时，在填筑高度8m处冲压20遍，94区顶冲压20遍；
③采用冲击碾压技术，主要是为了减少路基的工后沉降，最主要的是检测指标应为沉降量，由于土的类型等因素不同，沉降因而不同，一般地，自碾压10遍后，采用水准仪每5遍进行一次高程测量，若每5遍的沉降差小于1～3mm，则表明冲击碾压的效果基本达到，可以停止本轮冲击碾压，进行下一道工序。
4．施工期间排水
南方山区即使不是在雨季，也常见间断性阵雨，填方施工如不做好临时排水工作，不仅影响填筑质量，也耽误雨后恢复施工，影响工程进度。良好的平整度、路拱度是确保施工期间临时排水的前提，路拱度大一些，如4%的横坡，可以有效而快速地排除雨水。为防止雨水沿边坡漫流毁坏路基，在填方表面边沿做矮土埂拦水，土埂高约20～30cm，沿路线约每50m设一道泻水槽，槽底应铺隔水布或抹砂浆隔水。阵雨来临前应将正在施工的填层突击摊铺碾压，可减少该填层含水量，便于雨后翻晒处理。总之，一定要做好施工期间填方表面的临时排水处理，施工图设计的地面排水系统应进行实地核对，并尽早实施，使其和临时排水设施一起发挥作用。
（3）漏压区记录及治理
在路基填筑过程中，由于人为因素的影响和特殊部位施工繁琐、方法不当，易造成局部路基未按设计和规范要求压实的现象（称之为漏压区），成为今后路基不均匀沉降的主要原因之一。工区路段地形陡峭，填筑条件不佳，尤其容易产生此类质量隐患。归结起来，大致有以下几种类型：开工初期在填方路段内修建的施工便道；在地形比较陡峭的大挖大填地段，由于地形限制，为扩大工作面，致使部分挖方被推堆至低处需填方的部位，在填筑之前未予清除；在同一填方地段由于结构物施工原因及施工作业不当造成多处路基接头或缺口，这些部位在填筑时又没有按规定挖台阶和搭接；在填挖交界处和半填半挖交界处没有进行挖台阶处理，原地面未经处理以及挖方时滑溜并遗留的松土；涵、墙、台背回填不及时，压实机具不到位，或未对填方端头或基坑边界进行处理就回填，造成该部位的压实效果达不到规范要求；由于结构物施工比路基过于滞后，或材料堆放占用场地等原因，造成路基填筑缺口，在以后的施工中又未引起充分注意；雨季时某些已经压实的路段或雨前为封水而辗压不到位的填筑层，在雨后施工过程中没有复压或重新翻晒辗压；监理人员更换或变动时，有些不合格路段由于工作交接不清；还有其他原因可能造成填方路基施工时存在漏压区。
三、结束语
综上所述，高速公路这种山区高速公路填方工程由于其受地形、地质和气候影响，多出现高填方、陡坡路堤、半挖半填、填挖交界、浅层软弱富水地基处理等状况，并要克服施工期间季节性降雨和阵发性降雨等难点，处理不好会影响行车安全及舒适性。因此，要严格按照相关要求处理好，提高施工质量。
参考文献：
[1]《公路路基设计规范》（JGJ D30-2004）
[2]《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）
论文作者:陈其红
论文发表刊物:《低碳地产》2016年13期
论文发表时间:2016/11/11
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