摘要：高填方是路基工程施工中工程量大、投资多、影响工程质量的关键环节，但其重要性又往往被施工人员所忽略。不注意总结经验和施工方法的路基施工，常导致路基沉陷、失稳或挡土墙滑移等诸多问题。同时，由于土源不同、性质有差异，很难从根本上找到一种具体通用的施工方法。由此研究土的压实机理，根据土的压实特性，特别是动荷载下的特性，寻求一种土方压实方法，对于提高工程质量、节约成本具有至关重要的意义。
关键词：高填方；路基深陷；防治
一、 高填方路基土方压实
（1）研究土方压实的意义
填土层不同于天然土层，土体经过挖掘、搬运，原状结构已经遭到破坏，含水量也已变化，在堆填时土团之间必然留下许多大孔隙，使未经压实的填土强度低、压缩性大而且不均匀，遇水易发生塌陷、崩解等。特别是道路路堤若填土不实，在车辆动荷载的反复作用下，会出现不均匀或过大的沉陷、坍落甚至失稳，从而恶化运营条件，增加维修工作量。为此，在路基工程中，必须对其按一定标准进行压实。
不同土的基本性质复杂多变，对外界因素作用反应也就各不相同。就土的压实而言，同一压实功对于不同状态土的压实效果可以完全不同，而为了达到同样的压实效果又可能会付出相当大的不合技术经济要求的代价。能否经济、合理、有效地进行土方压实，将直接影响工程进度、成本和质量。
（2）土的压实机理
压实机械对路基土的碾压实际上是改变其三相组成比例，使土颗粒重新排列，压实变密，增加单位体积内固体颗粒百分含量，减少孔隙率，短时间内得到新的结构强度。包括增强粗粒土之间的摩擦和咬合，以及增加细粒土之间的分子引力改善土的性质，最终使强度增加，稳定性提高。通过碾压使土体达到：
（1）连接的土粒重新排列靠近，密度增加，粘聚力增大。
（2）经压实使土粒外表水膜更薄增加内聚力，提高土体抗剪强度。
（3）通过压实将土体中连通孔隙的空气挤出，减小孔隙率，增大密度，提高土体的水稳定性，减少因冻胀引起的不均匀变形。
大量试验和实践表明，土基压实后，路基的弹性模量、塑性变形、渗透量、毛细水作用以及隔温性能均有明显改善。
（3）土压实效果的主要影响因素
影响压实效果的主要因素有内因和外因两个方面。内在因素是土的含水量和土的性质，外在因素是压实设备、压实时间与速度、土层厚度、压实时的自然条件和人为因素等。概括起来，土的压实度与压实功能、压实方法以及土的含水量有关。
土壤的颗粒大小和组成成份对压实度有较大的影响。土或类似土的材料是否易于压实取决于土的粒径、颗粒表面特性以及级配。粒径较大的中粒土比表面积小，颗粒之间的粘结力弱，易于在外力作用下产生位移而容易压实；粉土、粘土颗粒小，比表面积大，颗粒间薄膜水互相吸附作用较强，自由水排出困难，压实阻力大而难于压实。接近立方体、棱柱体的易于压实；薄片、长条多的难压实。颗粒表面有一定粗糙度的虽然阻抗力要大些，但在碾压过程中产生位移后能稳定在新的位置，而表面光滑接近圆形的颗粒，虽易于移动，但不易稳定，常难于压实。而土粒级配是否良好，决定了土体能否被压实到理想密度，级配良好的土，可以用较少的压实功压到要求的密实度，级配差或不含级配的土，尽管投入相当大的压实功，仍会留下很大的空隙。因此在填料选择时应优选用天然级配较好的中、粗粒土，砂性土，尽量避免使用粉土、粘土，光滑无棱又颗粒均匀等难于压实的材料。
二、高填方路基下沉的原因
（1）设计方面的原因：
外业勘测期间未对高填方路段地质进行布探，对其地质构造、各种软弱面的分布状况不明，从技术上无法合理设计，高填方边坡设计没有结合相应填料的种类，也未进行稳定性验算，按一般路基进行设计，填料、施工工艺等未作特殊的要求；对扩改建工程，新旧路连接处未按要求作特别处理，留下隐患，可能出现整体下沉或局部沉陷，影响公路的正常使用。
（2）施工方面的原因。
原地面未彻底处理：高填方路堤基底承载能力应高于一般路基基底，若按一般路基要求，当路基填料不断增加时，原地基的压缩变形将导致路堤下沉。
路基排水方面的原因：高填方地段地面线多位于低洼处，常常积水，尤其是下雨天，使土基常时间浸泡，土基含水量大，排水不良，施工过程中未对路基排水进行处理，若遇水浸泡，会引起土质松软，而导致承载能力降低、路堤沉陷、路基下沉等。
（3）施工工艺方面的原因。
在高填方路堤施工中未严格按分层填筑，在同量工作时控制层厚的不均匀，分层碾压或整平碾压时未严格控制含水量，对同一路段的不同填料没有严格控制，由于压实度不足或不均匀且达不到规定要求，易导致局部较大的沉降变形。
施工组织安排不当，先施工低填方路堤，后施工高填方路堤，往往高填方路堤施工完成后就立即铺路面，路基没有足够的时间沉降固结，而使路面使用不久就沉陷。
（4）工程质量管理方面的原因。
施工过程中，质量与技术方面的管理力度不够，工地现场人员的责任心不强；技术质量监督力度不够，施工单位感觉工作量偏大，部分人员凭经验减少压实度的抽检频率，甚至伪造试验资料应付检查；施工现场混乱使工程质量降低，造成施工过程中的隐患，甚至造成大的质量事故，危及了路基的稳定性。
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（5）施工技术处理方面的原因。
高填方路堤施工中的纵横向搭接未按规范处理，搭接不正确会导致路基的不均匀沉降而出现裂缝。
路基两侧超宽填筑不够，路基亏坡，整修时采用“贴补法”，补填土不易与原边坡土结合紧密而且难以压实，整体性差。
路基填料选择不当，也是影响路基质量的重要因素。
三、高填方下沉的防治措施
（1）针对高填方路堤应进行地质补探，掌握其地质层理、节理、断层及了解有无地下水或其分布情况，并按“规范”要求进行特殊设计，高边坡设计应规定相应的填料，如设计没有验算其稳定性、地基承载力或沉降量等项目时，应向有关部门提出补做，确保工程质量。
（2）路基若通过耕地，施工时必须做填前碾压，如果有机质含量和其他杂物多而不易压实，应换填土；如果地基为松软土，通过对原地进行常规的填前碾压不能满足稳定和沉降要求时，要按《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》要求向监理工程师提出对软弱土进行加固处治。
（3）高填方路堤的填料。在分层填筑时，应按照《施工规范》要求进行，逐层整平碾压，并按规范进行操作；应通过试验段确定机具配备、洒水量、适宜的松铺系数和相应的碾压遍数。
路堤施工中，各施工层表面不应有积水，填方路堤应根据土质情况和施工时气候状况设置2%～4%的双向或单向排水横坡，及时排走雨水。施工前，应先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施，坡脚避免遭受水的冲刷（排水沟边缘距路基坡脚不小于2m）。
（4）施工和监理严格遵照有关规章制度进行，不盲目的赶工期，抢进度。施工单位应配备完善的施工组织和质量检验体系，专业人员持证上岗。在压实过程中，施工单位自检人员应按规定的频率逐层检查路基的压实度。
（5）旧路加宽时，清除边坡上的杂草，并沿旧路边坡挖成向内倾斜的台阶，台阶宽度不小于1.0m。填方分段施工两段交接处，则先填段应留台阶与后填段分层阶梯搭接，搭接长度不小于2m。半填半挖路段按规范要求设置台阶并分层压实，提高路堤的整体稳定性。
（6）路基施工应超宽填筑，超宽碾压。一般较设计宽度每侧超宽不小于30cm，以确保边坡密实；路基亏坡，整修时开台阶，分层填筑压实，严禁贴补，确保路基的整体性和边坡密实。每层填筑上料前要根据设计边坡线实地放出路堤填筑边线。
（7）高填方路堤应选择水稳性好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑路基为宜。土质应均匀一致，不得混杂，剔除超大颗粒，保证各点密
实度均匀一致，尽量选择集中取土，避免沿线取土（沿线取土一般不能保证路基填料的均匀性，导致路基强度不均匀，同时也破坏了自然植被，对沿线环境不利）。
（8）种植灌木、草皮，强化边坡植被保证。
四、施工质量控制措施
（1）严格控制填层厚度和填筑宽度每层初平完成后，对填层厚度进行检查确保每层填筑的厚度控制在30cm之内，发现超厚现象及时采取相关措施减薄。推土机在初铺时，摊铺的宽度比设计宽度加大50cm，以保证路基边部压实。
（2）路堤填筑时，做到工地现场随时有领工员值班，对路堤填筑进行实行全过程指挥，使填层厚度、平整度、压实度等处于良好的受控状态，保证填筑过程符合规范要求。
（3）严格控制填层土质，选择经试验合格的填料进行填筑，含有有害杂质及未经处理的劣质土不得使用。当填料为不同土质时，采取不同土质分别填筑的方式每种填料连续填筑层累计厚度不小于50cm。将强度较小、透水性差的土填在下层，强度较大、土质较好的优良土填于上层。
（4）严格进行压实度的试验检测。每填完一层由施工队试验室负责人进行检测，项目部中心试验室经常性地对压实薄弱环节进行抽检，发现压实度不合格的情况，及时采取适当的措施进行处理，必要时采用强夯处理，确保路基的填筑压实符合规范要求。
（5）结合永久排水做好施工期间的临时排水工作。每层填筑时，在填层面做成2％～4％ 的横向排水坡，并在路基两侧边坡处每隔 10～20m 交错设置一条临时排水沟以保持路基不积水，并使雨水顺临时排水沟排入边坡坡脚，不致冲刷边坡；路堤坡脚及时作好临时或永久性排水沟，保证路基边坡排水通畅。
（6）严格控制路堤渗水部分的填筑材料，选取水稳性高及渗水性好的填料进行填筑，防止渗透产生水压破坏路堤边坡的稳定。
五、施工安全控制措施
（1）对各类作业人员实行持证上岗制度，杜绝违章操作现象。
（2）做到有工地施工员随时值班，加强现场指挥，防止机械设备相互碰撞、倾覆和伤人事故的发生。
（3）在施工现场的危险地方设置安全警示标志，夜间施工设置足够的照明设施，并在危险区设立红灯示警。
（4）加强安全生产的教育和宣传工作，提高施工人员的安全生产意识。
（5）成立安全领导小组，随时检查工地施工安全状况，发现问题及时解决。
六、结束语
减少高填方路堤的病害带来的负面影响，要求我们做到早预见、早防治，发现问题及时采取有效的补救措施，在施工中不断地积累经验，把病害减小到最低限度，确保高填方路堤有足够的稳定性和耐久性，能承载车辆的反复荷载作用和抗御各种自然因素的影响。
论文作者:刘天龙
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/11
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