摘要：高填路堤作為路基工程的一部分，在高等級(jí)公路中隨處可見(jiàn)。然而，在高填路堤施工中，常出現(xiàn)路基的整體下沉或局部下沉等病害工程。為了盡量減少路堤在工程完工后對(duì)路面的影響和破壞，就需要一套成熟的軟基處理及高填路堤施工技術(shù)，以保證其強(qiáng)度及穩(wěn)定性。本文主要從施工方面，介紹了綦萬(wàn)公路高填路堤軟土地基處理及高填路堤施工技術(shù)。
關(guān)鍵詞：軟土地基 處理 高填路堤 施工
1 引言
路基工程的主要特點(diǎn)是：工藝較簡(jiǎn)單，工程數(shù)量大，耗費(fèi)勞力多，涉及面較廣，耗資也很多。路基的施工改變了沿線原有的自然狀態(tài)，挖填及借棄土石方涉及當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)平衡、水土保持和農(nóng)田水利。路基穩(wěn)定與否，對(duì)路面工程質(zhì)量影響甚大，關(guān)系到公路的正常使用。沒(méi)有堅(jiān)固穩(wěn)定的路基，就沒(méi)有穩(wěn)固的路面，因此，必須做好路基工程施工組織，并保證按照設(shè)計(jì)施工。
填方高度在20m以上為高填路堤。高填路堤工程完工后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)與汽車(chē)重復(fù)荷載的作用，常出現(xiàn)路基整體下沉與局部下沉。高填路堤的穩(wěn)定不僅與邊坡高度有關(guān)，也與路基基底處理、路基填料、性質(zhì)、邊坡坡度、地基性質(zhì)、水文狀況、路基壓實(shí)機(jī)具、施工方法等有關(guān)。在高填路堤施工中，基底軟基處理是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格按照規(guī)范和設(shè)計(jì)文件施工，編制詳細(xì)的軟基處理和高填路堤施工組織措施，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。
在綦萬(wàn)公路A合同段高填路堤的軟基處理中，成功運(yùn)用了雙向土工格柵，提高路基基底的承載力，并保證了高填路堤的穩(wěn)定。以下將詳細(xì)介紹高填路堤軟土地基處理及高填路堤施工技術(shù)。
2 概述
綦江至萬(wàn)盛高速公路是根據(jù)重慶市交通發(fā)展規(guī)劃，由重慶市批準(zhǔn)修建的高速汽車(chē)專用公路,是重慶市與萬(wàn)盛、南川、武隆、黔江以及毗鄰的湖南、湖北、貴州等省的重要通道。本合同段起止樁號(hào)為K0+000～K4+605，全長(zhǎng)4.605km。采用一級(jí)公路山嶺重丘區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度20m。橋涵設(shè)計(jì)荷載為汽車(chē)-超20級(jí)，掛車(chē)-120。設(shè)計(jì)車(chē)速為60km/h，平曲線最小半徑250m，最大縱坡5.8%，瀝青砼路面。主要工程量：挖方116.6萬(wàn)m3，中橋小橋7座（含互通式立交和分離式立交），互通式立交1處，分離式立交6處。
3 地質(zhì)概況
綦萬(wàn)高速公路A合同段位于四川盆地東南部、重慶市南部的丘陵地帶，丘陵間縱橫沖溝較為發(fā)育，隸屬重慶市綦江縣、萬(wàn)盛區(qū)。路線沿線地層結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，地表大部分為基巖裸露，在地勢(shì)較低的沖溝溝谷和農(nóng)田耕地范圍內(nèi)，分布有殘坡積層、沖洪積層亞沙土、粘土、粉質(zhì)粘土。本合同段農(nóng)田耕地范圍內(nèi)軟土地基有600m為淤泥土，深度達(dá)3～5m，其中個(gè)別路段淤泥深度達(dá)5m以上。K2+100～K2+360路段平均淤泥深度為4m，根據(jù)工地試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果，淤泥的物理性能有如下特點(diǎn)：
含水量高：天然含水量高達(dá)40%～90%；
天然空隙比大：空隙比1.6：3.05；
壓縮性大：壓縮系數(shù)為0.229～0.463cm2/Kg；內(nèi)聚力小，抗剪強(qiáng)度低且具有流動(dòng)性，直剪強(qiáng)度指標(biāo)C=5～17Kpa，ψ=5°～5.5°�？梢�(jiàn)，K2+100～K2+360路段淤泥的土質(zhì)極軟弱，抗剪性能差，土質(zhì)松軟，沉降量大，但土質(zhì)砂性粉性重，透水條件好。
4 軟土地基處理
按照設(shè)計(jì)文件（設(shè)計(jì)單位是重慶公路工程勘察設(shè)計(jì)院），高填路堤軟土路基地段淤泥深度大于2～4m，采用拋石擠淤的方法進(jìn)行處理。
設(shè)計(jì)要求是：淤泥層采用較堅(jiān)硬的砂巖加工成片石拋填至淤泥內(nèi)，將淤泥擠向路基兩側(cè)。拋填至原地面并進(jìn)行強(qiáng)夯后，填筑隔水層，隔水層設(shè)計(jì)底層為厚度10㎝的碎石，上層為厚度10㎝的砂。隔水層碾壓密實(shí)后，在砂墊層上鋪設(shè)雙向土工格柵，以提高路基基底的承載力。雙向土工格柵的參數(shù)為：每延米拉伸屈服力，縱向≧50KN/m，橫向≧50KN/m，延伸率≦10%。
以上工序完成后進(jìn)行高填路堤的施工。拋石擠淤軟基處理橫斷面設(shè)計(jì)示意圖如圖1。
4．1 拋石擠淤的施工
從K2+200側(cè)沿路堤中心成等腰三角形向K2+360側(cè)拋填片石，漸次向兩側(cè)對(duì)稱拋填至全寬，使淤泥向路線兩側(cè)擠出。待片石拋出淤泥面后，用較小石塊填塞墊平。然后采用W1803D（激振力為54T）重型壓路機(jī)碾壓密實(shí)，碾壓前后無(wú)明顯輪跡，直至沉降差平均值小于5mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于3mm為止。路基兩側(cè)的淤泥，用挖掘機(jī)將淤泥裝自卸汽車(chē)運(yùn)至棄土場(chǎng)。
4．2 隔水層的施工
隔水層的作用是隔絕毛細(xì)水上升，以勉地下水對(duì)路堤造成侵蝕。當(dāng)?shù)叵滤簧仙粮羲畬�，滲水沿著砂墊層排至路基兩側(cè)邊溝內(nèi)。
拋石擠淤片石碾壓密實(shí)后，選擇萬(wàn)盛慶江產(chǎn)碎石及綦江縣綦河砂作為隔水層的填筑材料。填筑材料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，人工在片石層上分別鋪筑厚度為10cm的碎石和厚度為10cm的砂，并用自行式壓路機(jī)分別壓實(shí)。在壓實(shí)過(guò)程中配人工隨時(shí)找平。
4．3 土工隔柵的施工
土工隔柵以抗拉強(qiáng)度高、加筋效應(yīng)顯著、重量輕、施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于公路、鐵路、水利、市政建設(shè)等工程中的加筋土擋墻、加筋土路基、加筋土橋臺(tái)、加筋土墊層（軟基處理）等構(gòu)筑物的填筑。塑料土工隔柵有以下顯著特點(diǎn)：
1）抗拉強(qiáng)度高、變形小、搭接方便、施工簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。
2）筋帶表面與土體接觸面大、增加了與土體的摩擦、有力地約束土體的側(cè)向位移。
3）隔柵孔徑大小可根據(jù)工程填料的實(shí)際情況任意選擇，以提高與土體嵌鎖作用，從而最大限度地提高了填方土體的承載力和穩(wěn)定性。采用土工格柵加固后的軟土地基承載力可以達(dá)到0.2--0.4Mpa。
4）格柵的強(qiáng)度可以任意調(diào)整，滿足淺層、深層軟基、高填方等工程處理實(shí)際情況的需要。
土工格柵的施工工序?yàn)椋浩秸麍?chǎng)地→鋪設(shè)雙向土工格柵→填土→反卷土工格柵→路堤填筑
砂墊層找平碾壓密實(shí)后，在砂墊層上鋪設(shè)雙向土工格柵，土工格柵的長(zhǎng)度方向與路線垂直鋪設(shè)（即縱軸向應(yīng)與主要受力方向一致）。鋪設(shè)時(shí)人工拉直格柵，使其平順均勻、防止扭曲、皺折。格柵的縱向搭接長(zhǎng)度為20--25㎝，橫向10㎝，搭接處用尼龍線綁扎（受力方向聯(lián)結(jié)強(qiáng)度不小于格柵設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度）。在鋪設(shè)的土工格柵每隔1.5～2.0m用鉤頭釘固定在地面上。
4．4 填土
在鋪完土工格柵后，及時(shí)（48小時(shí)內(nèi)）填筑填料，格柵上側(cè)的填料粒徑不大于6㎝。填筑按“先兩邊，后中間”的順序?qū)ΨQ進(jìn)行，嚴(yán)禁先填路堤中部。填料不能直接卸在土工格柵上，應(yīng)卸在已攤鋪完畢的土面上，卸土高度不大于1m，施工機(jī)械和車(chē)輛不得直接在鋪好的土工格柵中行駛。
第一層填料采用TY220推土機(jī)將填料從已鋪設(shè)完土工格柵外側(cè)向土工格柵上側(cè)進(jìn)行攤鋪，松鋪厚度為30㎝，采用W1803D自行式壓路機(jī)靜壓，先靜壓兩邊，后靜壓中間，對(duì)稱進(jìn)行。碾壓10遍，壓實(shí)度達(dá)90%。然后填第二層，松鋪厚度為40㎝，采用W1803D自行式壓路機(jī)靜壓兩遍，弱振兩遍，強(qiáng)振兩遍后，壓實(shí)度達(dá)到90%。壓實(shí)后兩層填土的厚度為60㎝。
4．5 反卷土工格柵
在填土達(dá)到60㎝并經(jīng)碾壓密實(shí)后，將格柵兩側(cè)反卷回包2米用鉤頭釘固定于填筑面上，在反卷端外側(cè)人工培土1米，保護(hù)格柵，防止人為破壞。在各項(xiàng)工作完成后，進(jìn)行高填路堤的填筑。
反卷土工格柵示意圖如圖2。
5 高填路堤的施工
綦萬(wàn)高速公路A合同段K2+100～K2+360路段位于沖溝地段，填方高度達(dá)20m～21.5m，路堤填筑必須按照高填路堤施工。
高填路堤K2+100～K2+360路段的軟基處理完成后，進(jìn)行高填路堤的填筑。
路基底層1.5m厚的填土為填土預(yù)壓階段。施工荷載由K2+100端向K2+360端，邊卸土、邊推平邊推進(jìn)的方法進(jìn)行施工。在此階段，主要的質(zhì)量要求為：
（1）認(rèn)真控制填土厚度和卸土速度，防止局部填土過(guò)厚和卸土沖擊軟土層；b、填土厚度允許誤差不大于10cm；
（2）施工過(guò)程中，采用全站儀和水準(zhǔn)儀隨時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異�，F(xiàn)象必須立即停止施工，進(jìn)行分析。
填土預(yù)壓階段完成以后，進(jìn)入填土碾壓階段。
本合同段在全線路基填筑前，在K3+880～K3+980段進(jìn)行了路基試驗(yàn)段的施工，并于2002年7月13日完成了試驗(yàn)段的施工。
1）取料及攤鋪
在K0+970～K1+860路基挖方段集中取料，挖裝高填路堤所需填料。填料主要為頁(yè)巖，并混合不超過(guò)30%的砂巖，砂巖的粒徑不超過(guò)24cm。開(kāi)挖機(jī)械為一臺(tái)CAT330，一臺(tái)CAT320，運(yùn)輸機(jī)械為10臺(tái)載重9t的紅巖自卸汽車(chē)。填料運(yùn)至K2+100～K2+360段，按分層平鋪方法施工，在填筑面上均勻卸料。同時(shí)檢測(cè)填料的含水量并與最佳含水量做對(duì)比，當(dāng)其差值＞2﹪時(shí)采取相應(yīng)的處理措施晾曬或?yàn)⑺�，在晾曬或�(yàn)⑺欢〞r(shí)間以后（時(shí)間視天氣情況而定），檢測(cè)填料含水量，當(dāng)填料含水量符合要求時(shí)，立即采用TY220推土機(jī)攤鋪，為了保證路基邊緣壓實(shí)度，路基兩側(cè)各加寬50cm傍坡土方，以利于路基邊緣壓實(shí)，路基填方施工完成以后，按照路基設(shè)計(jì)寬度削坡整形。路基填筑面自中線向兩邊設(shè)置4％的橫向坡度（人工配合整平），保證路拱的坡度和平整度，利于施工階段時(shí)排水。
2）碾壓
填料攤鋪完畢，且含水量在要求范圍內(nèi)。然后按照試驗(yàn)段確定的試驗(yàn)結(jié)果，即碾壓設(shè)備（W1803D壓路機(jī)）、碾壓速度、碾壓遍數(shù)組合方式及碾壓方法進(jìn)行填料的壓實(shí)，項(xiàng)目部試驗(yàn)人員按技術(shù)規(guī)范規(guī)定的2000m2檢測(cè)4點(diǎn),每點(diǎn)壓實(shí)度都符合規(guī)范要求。檢驗(yàn)合格后，即進(jìn)行下一層的填筑。
按照高填路堤施工的要求，路堤填筑必須給予一定時(shí)間的沉降期。但是，綦萬(wàn)公司為了早日打通重慶市與萬(wàn)盛、南川、武隆、黔江以及毗鄰的湖南、湖北、貴州等省的重要通道，在變更設(shè)計(jì)多的情況下，一再壓縮工期，根本沒(méi)有時(shí)間等待路堤自然沉降。因此，在施工過(guò)程中必須采取必要的措施以保證路堤的質(zhì)量。
①高填路堤的施工必須嚴(yán)格按照由試驗(yàn)段確定的碾壓設(shè)備、碾壓速度、碾壓邊數(shù)組合方式及碾壓方法進(jìn)行施工，填筑每層填土松鋪厚度不超過(guò)試驗(yàn)段確定的30cm，必須層層碾壓密實(shí)；
②施工全過(guò)程安排專人負(fù)責(zé)高填路堤的施工和壓實(shí)質(zhì)量的檢驗(yàn)、監(jiān)督，并完整、準(zhǔn)確作好施工中的各項(xiàng)記錄；
③在路基填筑至下路床頂層時(shí)，采用河南鄭州生產(chǎn)的150T級(jí)強(qiáng)夯機(jī)，進(jìn)行高填路堤路段超強(qiáng)碾壓，最大限度減少路堤沉降值；
④為加強(qiáng)填筑路基的穩(wěn)定，采取的另一措施是在路堤的右側(cè)增設(shè)反壓護(hù)道，即把原設(shè)計(jì)護(hù)腳變更為反壓護(hù)道，反壓護(hù)道高度為4m，同時(shí)作為原綦隆路的通道。軟土地基抗剪強(qiáng)度差，反壓護(hù)道與路基土方同步施工，使之形成整體，這樣，路基荷載可在較大范圍內(nèi)擴(kuò)散，對(duì)軟基上高路堤的穩(wěn)定有積極作用。反壓護(hù)道雖然增加了土方填筑量，但是對(duì)工期和施工連續(xù)性、均衡性有利。
3）路基整形
整形前，路基的頂面標(biāo)高和路基寬度均大于路基的設(shè)計(jì)標(biāo)高和寬度，以防止由于進(jìn)行強(qiáng)夯以后路基的下沉及路堤在施工中產(chǎn)生下沉而造成標(biāo)高和寬度的不足。路基整形采用挖掘機(jī)配人工削坡，使得路堤邊坡坡度和路基寬度符合設(shè)計(jì)要求。
6 施工體會(huì)
綦萬(wàn)高速公路A合同段K2+100～K2+360路段采用拋石擠淤、隔水層及土工隔柵處理后的軟土地基，力學(xué)指標(biāo)變化顯著，土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高近一倍。在施工過(guò)程中及路堤施工完成后，經(jīng)沉降觀測(cè)，未發(fā)現(xiàn)由于土基沉降變形造成路基開(kāi)裂等現(xiàn)象。路基工程中的軟弱地基處理是與路基填土碾壓施工連在一起的，是不可分割的一個(gè)整體，在整個(gè)施工過(guò)程中既要滿足軟弱地基處理的要求，又應(yīng)滿足路基本身填土碾壓的需要。在施工中必須把握住以下四個(gè)環(huán)節(jié)：
（1）通過(guò)施工實(shí)踐證明，拋石擠淤、增設(shè)隔水層及鋪設(shè)土工隔柵綜合使用處理軟土地基是適合綦江南側(cè)一線低洼地區(qū)路基施工的，較之其他軟土地基處理方法，簡(jiǎn)便易行，對(duì)保證工期、提高路基施工質(zhì)量、降低工程造價(jià)都起到了積極作用。
（2）保持土中水分順暢排出路基以外，即保證拋石擠淤頂面的平整度及坡度、隔水層的厚度、路基邊溝暢通等要求。
（3）保證路基填土本身的必要壓實(shí)，在軟土地基承載力允許的情況下，盡量提前進(jìn)行填土碾壓。
（4）高填路堤兩側(cè)必須加寬填筑，以保證路基堤兩側(cè)每層的壓實(shí)度。
