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公路软基地段高填方路基施工技术探讨唐林

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：唐林

[导读] 摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国公路行业建设速度的极大提升，软基段的高填方路基施工后容易产生较大的沉降，影响路基质量和后续路面正常施工与使用。

        四川省天府兴通建设工程项目管理有限公司四川成都 610000
        摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国公路行业建设速度的极大提升，软基段的高填方路基施工后容易产生较大的沉降，影响路基质量和后续路面正常施工与使用。对此，为保证路基质量、避免产生太大的工后沉降，并提高路基承载能力，施工中应根据实际情况采取合理可行的施工技术，并在施工中加以严格控制，进而保证最终的施工质量和效果，为之后的路面施工奠定良好基础。
        关键词：公路软基地段；高填方；路基施工技术
        引言
        高填方路基施工是公路工程施工建设的基础目，也是公路工程施工中非常重要的环节，其施工质量对整个公路工程的质量、稳定性、通车的安全性等方面兼有较大影响。如果不能按照施工要求，选择合理的施工技术，并对施工质量严格控制，必然会影响整个公路工程的使用性能，缩短施工寿命。基于此，开展公路软基地段高填方路基施工技术的分析探讨就显得尤为必要。
        1工程概况
        金简仁快速路二期（金堂大道至机场南线）SG12标段工程起、迄桩号为K16+000～K26+100，路段总长约10Km，其路幅设计宽度32m，设计时速80km/h。其中K21+900～K22+300段路基属于高填方路基，且分布有软基，最大填高可达20m，为防止路基填筑完成后产生不均匀沉降，并提高路基填筑后承载能力，设计采用强夯法进行施工。
        2公路软基地段高填方路基施工的重难点
        在公路工程施工中，经常会遇到地势起伏比较大的路段，受到地质条件的限制，需要用到高填方施工技术。所谓高填方指的土质层填筑高度大于18m，石质层填筑高度大于20m的路堤。因此，高填方需要承受较大的荷载，如果压实度不达标，在长期车辆荷载的作用下，就会引起不均匀沉降或者塌陷，影响通车的安全性，降低公路工程的使用性能。公路软基地段高填方路基施工也是公路工程施工的重难点，主要体现在以下几个方面。第一，为保证高填方路基具有足够的稳定性，在施工中需要对地基地容许承载力进行严格控制，地基地容许承载力不低于150kPa，是施工的主要难点之一。第二，一些公路软基地段地下水比较丰富，在高填方路基施工，需要在基底铺装上50cm～100cm厚的片石或者碎石，以提升渗透性，避免地下水渗入路基内部，破坏高填方路基的稳定性。
        3公路软基地段高填方路基施工技术
        3.1施工流程
        强夯施工应严格按照以下流程进行：步骤一：对施工场地进行清理和平整，并在强夯区域两侧进行临时排水沟的开挖；步骤二：确定并标出第一遍强夯的具体位置，同时对其原地面的高程进行准确测量；步骤三：将起重机移动就位，确保夯锤的中心和夯点完全对准；步骤四：对夯击开始前夯锤顶部实际标高进行测量；步骤五：将夯锤平稳起吊至设计要求的高度，然后打开脱钩装置，在夯锤自由下落之后，将吊钩放下，并对夯锤顶部的实际高程进行测量，如果发现由于坑底存在倾斜导致夯锤歪斜，应立即对坑底进行平整；步骤六：对步骤五进行重复，根据设计要求，对一个夯点进行夯击；步骤七：更换夯点，重复步骤三至步骤六，直到完成第一遍夯击的所有夯点；步骤八：利用推土机对夯坑进行填补，同时对场地的实际高程进行测量；步骤九：在要求的时间范围内，按照以上操作步骤完成各夯击遍数，之后使用较低的能量进行满夯，使场地范围内表层土达到密实，最后再测量一次场地的实际高程。
        3.2加强基层施工处理力度
        大量工程实例和研究结果表明，在公路软基地段高填方路基施工中，基层处理质量，对后期填筑、碾压施工效果的影响非常大。

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因此，本工程在开始施工之前，对路基基层进行全面处理，将基层上的杂物全部清理干净，避免树枝、杂草、建筑垃圾、生活垃圾对路基填筑的密实度、压实度的平整度造成影响。此外，为进一步提升公路软基地段高填方路基的承载力，派遣专业的测量人员，对高填方路基的斜坡进行精确勘测，针对那些坡度超过20%的斜坡，通过开挖台阶的方法进行处理，严格控制台阶开挖的宽度。
        3.3干湿循环对高填方路堤边坡稳定性影响
        随着我国公路建设向山区延伸，高填方路基越来越常见，其沉降变形和稳定性成为公路安全的关键。强度折减法本质上是通过一个折减系数Ｆｓ，对土体抗剪强度指标黏聚力ｃ和内摩擦角φ进行折减，通过有限元计算边坡的应力、应变及位移场。以迭代求解的不收敛作为路堤边坡的失稳判据，设置了节点不平衡力与外部荷载之比的收敛容差为５×１０－３，不断增大折减系数Ｆｓ的值直至边坡发生破坏，将此极限状态对应的折减系数Ｆｓ定义为边坡稳定的安全系数。将有限元强度折减法与可靠度方法相结合，以响应面法为基础建立了考虑干湿循环作用的路堤边坡可靠度分析框架，该方法能定量考虑参数不确定性以及各变量之间的相关性，且计算效率高。以本公路堤边坡为研究对象，计算结果表明：路堤稳定性与土体的抗剪强度紧密相关，在前４次干湿循环作用过程中，抗剪强度参数降低幅度十分明显，之后减小趋势趋于平缓；经过７次干湿循环作用，安全系数已降低至不满足设计要求，仅通过确定性方法所得结果评判路堤的长期稳定性存在局限性；路堤边坡稳定性的可靠度变化趋势与安全系数一致，但其降低幅度明显大于安全系数；失效概率与可靠度一一对应，其变化趋势与可靠度相反，根据所得最大失效概率对该路堤边坡进行评价，认为其在经历多次干湿循环作用后能保持稳定；干湿循环作用次数相同的情况下，参数的负相关性越大，可靠度越高，因此简单地认为变量之间相互独立将严重低估边坡的安全性。该方法可为同类工程提供稳定性评价参考。
        3.4施工关键技术要点
        路基填料选用强度高、级配好的渣料进行回填。陡坡路堤及高填方每级铺设土工格栅，以此增加路基整体稳定性。每填高3～5m采用冲击压路机碾压，从而提高压实效果。路基左侧采用弃方压实回填反压，按路基填方的工艺进行施工，与路基同层铺筑、同层压实。最后需加强高填方路基的沉降观测。
        3.5抛石挤淤
        抛石挤淤是指通过利用专用的施工机械设备将具有一定规格、材质较为坚硬、外观与力学性都能够满足公路工程建设设计要求的片石材料，从一定高度将片石材料抛投至含水率极高的淤泥软土地基上，使得片石能够将淤泥质软土挤出并且占据其位置。残余淤泥能够较好地将片石粘结在一起，形成以片石为承重的填筑体，从而提高地基承载力，减小沉降，提高土体的稳定性。采用分层抛填碾压法进行抛石挤淤施工，使淤泥质土结构发生整体剪切破坏，在碾压过程中使得抛填片石材料重新进行排列组合，形成新的结构层。并且这种施工方法无需抽水挖淤，淤泥中的水从片石之间的缝隙排出，使得软土地基中的超孔隙水压力逐渐减小，有效应力逐渐增大，加速软土地基固结，增加软土地基的结构强度，提高软土地基整体稳定性。
        结语
        综上所述，该软基段高填方路基施工已经顺利完成，经强夯处理后，路基范围内沉降处在允许范围内，承载力符合设计与规范提出的要求，说明以上施工技术方法合理可行，可为类似公路工程的软基段高填方路基施工提供技术参考，不断提高软基段高填方路基施工技术水平。
        参考文献：
        ［1］余东．高填深挖路基设计和施工要点分析［J］．科学咨询，2019，20（11）：59－60．
        ［2］于俊杰．公路高填方路基设计要点分析［J］．华东公路，2020，43（3）：70－71．
        ［3］宋鹏飞．高速公路填方路基边坡设计方案［J］．绿色科技，2019，10（12）：238－239．