黄培益
中铁第五勘察设计院集团有限公司 广西 南宁 530022
摘要：目前，山区公路路基的主体结构就是填方路基。高填方路基主要分三种，一是指边坡高度超过20m的路堤;二是地面斜坡率小于1:2.5的路堤;三是不良地质、特殊地段的路堤。由于高填方路基自重大，加上行车荷载，以及施工的不规范，使得路基极容易发生沉降，导致路面开裂、沉陷等问题，对交通安全造成了极大的影响。因此如何有效的提高高填方路基不均匀沉降合格率是目前我国公路建设中亟待解决的课题。本文先分析沉降的机理，然后提出相应的防治措施。
关键词：高填方路基；路基沉降；机理分析；压实度；强度
引言
近年来，我国对道路行车舒适性及安全性提出更高要求，路基作为道路结构的基础，其沉降控制及稳定性对道路整体结构具有较大影响。另一方面，我国地质条件复杂，修建公路时不可避免地会出现高填深挖路段。这些路段填筑路基施工难度较大，若处理不当会对路面产生严重损坏，因此高填方路基的沉降施工控制已引起国内外道路工作者的重视。
1高填方路基病害分析
高填方路基沉降会对道路整体结构产生不同程度的损坏，通常表现为波浪、桥梁伸缩缝的跳车及碾压车辙等，不仅难以满足车辆高速行驶的要求，甚至会危及行车安全，当前高填方路基沉降所引起的病害主要类型如下所述。路基损坏。当高填方路基产生不均匀沉降后，路基的整体性和抗剪切性能会明显下降，同时路基基底容易产生盆形沉降变形，导致路基横坡变缓，路基排水性能下降，无形间增加了路基含水量，从而会使路基进一步出现横、纵向裂缝或者边坡滑塌。路面损坏。高填方路基的不均匀沉降对路面影响较大，沥青路面通常会因为路基沉降，出现不同形式的开裂、错台、隆起及波浪等病害，水泥混凝土路面通常会出现路拱变形、板底脱空、翻浆及裂缝等病害。路基结构物台背的差异沉降。当结构物与台背土的差异沉降差较大时，结构物与路基连接处会形成陡坎，当车辆通过桥头陡坎时容易出现跳车现象，车辆颠簸一方面会影响驾驶员对车辆的正常操控，容易发生交通安全事故，另一方面会加剧车辆机件及轮胎的损耗，降低车辆的行驶寿命。
2防治措施
2.1填筑材料的选择与应用
填筑材料的选择，应严格遵循工程施工要求与设计标准，根据施工技术特点与实际地形、地质条件，一般要求选择透水性好的透水材料，能够在一定程度上提升工程施工质量；在填筑之前，项目施工部门应监督好对填筑材料的检验工作，杜绝不合格产品出现在施工区域或进入施工环节；填筑过程中，采用分层填筑的方法，更便于后续施工的顺利进行。若选择、应用的填筑材料并不理想，则需要在施工过程中及时对施工技术进行及时调整，严格控制填筑路基的含水量在2%左右，此后进行压实处理，能够提升压实效果到达技术标准。选择粗砂土、粉粒进行填筑，能够增强路基的稳定性与强度。
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2.2压实设备选择
山区填方以土石混合料为主要填料，采用振动压路机和冲碾式机械进行强夯，但受地形限制、施工断面小，填挖交错，压实效果差。通过对项目现场不断试验改进，分别采用了冲碾式、落锤式、32T大吨位和液压式强夯机械设备，通过逐个比较，交叉组合，最终选用液压式和落锤式强夯组合，有效提高路基的承载力及压缩模量，形成比较均匀的、密实的路基。
2.3高填方路基施工质量控制
为保证强夯法高填方路基施工质量，避免路基在施工完成后出现较为严重的沉降病害，需要严格控制强夯法施工过程，严格控制强夯能级，强夯施工时第一遍强夯能级需要达到加固深度的要求，而第二次满夯的作用主要是加固表层，因此强夯能级宜保持在500KJ～1200KJ。路基强夯应按照设计夯击路线，夯击时夯锤的气孔要保持通畅，避免泥土堵塞气孔影响施工质量，强夯施工过程中应详细记录每一个夯击点的夯击能量、夯击次数和夯沉量。强夯施工完成后，2周内应检测强夯后路基加固质量，检测方法通常采用标准贯入、静力触探法等。
2.4强夯法在高填方路基处理中的应用
（一）测量放线
高填方路基基底处理完毕并经验收合格后，测量人员根据图纸设计要求及强夯分层规划，采用手持式GPS测量仪放出路基土方填筑边线及第一层土方填筑标高，在竹竿上绑扎红绳作为标记，并在土方回填完毕测量放线采用白灰标记出第一层强夯施工区域。
（二）试夯作业
施工人员首先要进行路基土方层施工，如果上土层厚度超过1．5m，能够实施强夯作业，同时可以重复实施以上工序，确保填土厚度符合施工规定。各夯点连击2次为1遍，如果2次夯击都显示5cm以下的沉降差，或者2次夯沉量都在15cm以下，则符合施工要求。夯击1遍后沉降量不符合施工要求时，要使用推土机将路基整平，然后继续进行第2次夯击，直到夯击沉降量满足设计要求方可停止，随后对夯击参数进行校正。在大面积施工作业时，不需要对所有夯点沉降量进行检测，只需要检测到夯点位置、夯击次数、夯锤落距即可，相比锤底面积，施工人员要将夯印搭接面积控制在20%以上，本工程夯点抽检频率控制在1%左右。
（三）强夯施工
(1)布点:强夯采用的夯锤直径D=2．2m，夯锤重23t，落距13．1m，采用“自动挂钩器”。待规划的第一层强夯标高路基填筑完毕，测量人员采用手持式GPS测量仪根据划分的强夯区域放出第一层强夯范围及第一遍夯点的典型坐标点位并用白灰标记，夯点成正方形布置，安排专人采用皮尺根据测量放出的坐标再将第一层的第一遍夯点全部采用包土的红色小袋在强夯区域内布设(采用包土的红色小袋作为点位比较醒目且不宜损毁)。
(2)点夯:强夯起重设备就位后，以道路中心线作为分界线进行半幅施工，第一遍采用3000kN•m的夯击能点夯，安排专人采用水准仪记录每击的沉降量，总击数大于等于9击或最后两击平均夯沉量不大于5cm时停止夯击;待强夯设备进行另外半幅区域强夯时，装载机配合推土机采用进占法将第一遍夯点的夯坑回填，场地整平后再进行第二遍点夯，重复第一遍点夯的步骤(注意:必须待场地平整后才能进行强夯作业，防止强夯起重机因地面不平而倾倒)。
(3)满夯:第一遍及第二遍点夯完成并对夯坑补料将场地平整后进行满夯，夯击能采用1000kN•m，满夯两遍，每遍满夯夯击次数为3击。满夯夯点搭接宽度为夯锤直径的1/4。
(4)场地整平:第一层强夯施工完毕，随即进行削坡施工，再采用平地机将第一层强夯顶面场地整平，准备进行下一层强夯施工。
(5)第二层强夯施工时，最好以区域划分时确定的“一序点”及“二序点”坐标布设点位。前一层强夯过程中，实时收集强夯夯坑点位坐标，并将其作为下一层对应强夯区域的点位坐标，以确保上下层间点位对照达到最佳强夯效果。当强夯面积较大时，可以根据强夯施工效率及工期要求分块分区域进行强夯施工。一块区域强夯完毕、进行下一块区域强夯施工时，可以进行下一层强夯区域的土方回填工作，以减少施工机械设备的窝工，提高施工效率，缩短工期。
结语
总之，对于高填方路基不均匀沉降病害，要不断总结经验，加强科学研究，查明产生的具体原因。同时要严格按规范设计与施工，采取行之有效的预防和治理措施，从根本上降低高填方路基不均匀沉降的发生和发展，从而有效增强高速公路的使用功能，延长其有效使用时间和提高其使用效率。
参考文献
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[3]谷江波.高速公路软土路基沉降影响因素与计算分析研究[D].南京：河海大学,2005.
论文作者:黄培益
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/28
标签：路基论文; 病害论文; 区域论文; 路堤论文; 土方论文; 结构论文; 第一层论文; 《防护工程》2018年第24期论文;