高填方填石路基常见病害的施工控制

郭建强

摘  要：近年来，高填方填石路基施工技术在我国高速公路工程领域中被广泛应用，取得了良好的成效。但常见高填方路基病害直接影响后期运营的服务质量、影响行车舒适、行车安全;病害处理较复杂、病害处理费用高。本文主要介绍了实际施工中采用相关预防病害的措施方法，设计、施工相配合，理论与实践相结合，以真实的案例为相关工程施工建设提供参考依据。

关键词：高填方  路基  病害  施工控制

中图分类号：U416.1                         文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）05（b）-0014-03

Construction Control of Common Diseases of High Fill Rock Fill Subgrade

GUO Jianqiang

（CCCC Fourth Highway Engineering Co.， Ltd.， Beijing， 100020  China）

Abstract： In recent years， the construction technology of high fill rock fill subgrade is widely used in the field of Highway Engineering in China， and has achieved good results. However， the common high fill subgrade diseases directly affect the service quality， driving comfort and safety of the later operation; The disease treatment is complex and the cost of disease treatment is high. This paper mainly introduces the measures and methods of disease prevention in the actual construction， the coordination of design and construction， the combination of theory and practice， and the real case to provide reference for the construction of related projects.

Key Words： High fill;Subgrade; Disease; Construction control

高填方路堤是基建工程中的常见构筑物，是根据设计指定的位置和相关技术标准、规范来修建的。修建完成后，在施工过程及运营中，要求其具有足够的安全性、实用性，如何确保其满足正常的功用要求，施工过程控制是关键。

1  工程概况分析

新建貴阳至黄平的高速公路，双向六车道标准建设，其设计速度为100km/h。其中主线K112+000-K112+300段为整体式路基，标准路基宽度33.5m+主线左幅预留远景规划匝道渐变加宽0～10.2m）。本标段内路基挖方与隧道开挖的石方弃方量大，项目在前期策划、初步设计阶段根据现场填方高度、结合地形条件，将此处原拟建的林场大桥变为填方路基。经方案比较，填方路基满足安全、经济（施工或投资成本低）、消化废弃方、适应当地常年多雨环境下作业等方面的优势。本段路基设计填高52m、部分位置原地面横坡为1∶1～1∶2，为高填（陡）路堤（设计说明中明确“当路基填土高度大于20m时，定为高填方路基;高度大于20m ，且原地面横坡陡于1∶2.5时，定为高陡路堤”）。

高填方路堤具有填高大;填筑断面积大;施工质量控制较复杂;路堤填筑体沉降期相对较长，且沉降量大等特点。其在施工后或运营过程中，随着路堤本体自重及行车的反复荷载作用下往往会出现沉降所引起的直观病害现象。为避免或减少病害，高填方填石路基在设计及施工过程中，应该做好预防控制措施，意义非常重大。

2  高填方路基常见病害及处理措施

2.1 常见病害

常见病害有路基下沉、路基纵向与横向开裂、路基滑动、边坡滑塌等。

2.2 病害产生原因

（1）水文、地质、地形条件方面：调查不够详细;

（2）设计方面：设计时未进行高填方填筑体的稳定性试算，未对填筑体沉降量进行设计，未对防护、支挡、排水设施进行主要设计。

（3）施工方法方面：填筑顺序有误或填筑厚度不满足试验段参数、压实度不足、填挖交接未挖台阶、路基填料质量差等。

2.3 病害处治的方法

应该结合路基病害的主要原因、根据病害情况进行具体分析，综合选择适宜的处理方法。常见的处治方法有换填土法、固化剂法、粉喷桩法、灌浆法、强夯法、挤密法、加筋法等。

3  本工程高填方填石路基施工，预防常见病害所采用的措施方法

3.1 设计阶段预防措施方法

3.1.1 一般高填方路基

结合对已建项目调查，一些高填方路堤发生了较大的沉降变形，进而造成的路面出现纵、横向开裂等问题，路基压实度不足是造成此问题的主要原因。介于高填方地段自然沉降和差异沉降大的特点，对于填土高度≥20m的高填方路基采取措施如下。

（1）如果基底土质松散，地基承载力相对较低，则应采用性能好的压路机进行补压来增强地基土的承载力。

（2）路床范围内设置两层钢塑土工格栅加筋层（60cm、120cm处）。钢塑土工格栅拉伸屈服力不小于100kN/m，屈服伸长率不大于3%，焊点极限剥离力不小于100N，土工格栅在坡面处反包于上层填土中，反包长度2m，沿路线纵向结合部应重叠0.5m。

（3）强夯补强层间距为6m，最上一层为路床底面，依次反算出每层强夯补强面标高，对于铺设土工格栅层面附近的强夯处理可稍作调整，先进行强夯后再铺设土工格栅，防止因强夯造成土工格栅的破坏。

（4）对路堤中心（或边坡）填高≥20m 的路段，按照规范要求进行工点设计，进行稳定性分析和验算，确定路基地基处理、横断面型式、支挡加固和填料类型等措施。

（5）对斜坡上填筑的高路堤，则根据边坡填土高度和厚度考虑对原地面开挖台阶并酌情设置铺设土工格栅加筋层的方案，若路段废方较大，则考虑中部平台加宽、下部进行超填反压的方案[1]。

（6）高填方路基应集中力量，优先进行安排施工，在修筑路面前宜有不少于1个雨季的自然沉降期。即，最好能提早完成沉降。

3.1.2 高填（陡）路堤

本路线高路堤大多位于山间洼地中，为确保路基安全，针对该路段地质条件、路基填料及地面横坡等情况，设计中将通过稳定性验算进行综合设计和动态设计。同时根据地基土的土质类别、层位和物理力学性质以及地基土承载力等进行综合分析计算。为提高路堤的强度、稳定性[2]，将采取如下措施。

（1）改善基底条件：对填土高度较高，基底强度不足以承载路基的路段，对基底进行处理。

（2）路堤加筋措施：对高边坡路堤，在路堤中部、下部及路床设置土工格栅加筋处理，目的是为了增加路堤本身的整体稳定性，也可以将应力进行扩散。

（3）设置支挡结构物：陡坡路堤，进行开挖台阶，并设置土工格栅;应根据水文地质、路基稳定性计算结果等研判数据，还需在路基坡脚设置护脚墙或抗滑桩支挡结构物等防滑措施。

（4）强夯压实：为提高路基压实度，采用重型压路机进行压实，并采用强夯压实手段增强补压。为防止不均匀沉降导致路面开裂，在上路床设置土工格栅。

（5）加强排水设施（基底设置碎石盲沟）及边坡防护设计。

（6）施工中应注意观测路堤填筑过程中的地基变形趋势，对路堤施工实施动态监控，确保安全。

3.1.3 路基填挖交界及过渡段采取措施

（1）路基填挖交界处，由于填方会产生沉降，往往导致填挖交界处路基产生开裂，为了防止或减缓填挖交界处路基开裂，在挖方的填挖交界处采取了加筋（土工格栅与钢塑土工格栅）补强措施，具体补强措施需单独设计。

（2）填挖交界结合部过渡区的填料质量要求适当提高（以挖方中的石渣、碎石为主），应先按填筑层厚度挖台阶。严禁倾填，严格分层填筑。

（3）当结合部的原坡面有地下水出露时，应根据实际情况进行设置截、排水盲沟，防止其渗透至填挖面处。截水、排水盲沟铺防渗土工布[3]。

3.2 施工阶段预防措施方法

3.2.1 施工准备

测量放线进行现场查看、熟悉理解设计图纸、编制施工方案、编制高填方填石路堤预防常见病害专项方案、宜优先安排施工（争取路基土体自然沉降结束或满足工后沉降要求），比选填料等准备工作。

3.2.2 进行填筑试验段，总结施工参数

93区，松铺系数50cm、压实厚度44.6cm、沉降差2mm、孔隙率24%、压实（1遍静压+3遍强振+1遍静压）;94区，松铺系数40cm、压实厚度35.4cm、沉降差2mm、孔隙率21%、压实（1遍静压+4遍强振+1遍静压）;沉降差、空隙率的检测结果符合相关要求。自检评价意见为合格，通过首件总结，能够指导后续路基填筑施工[4]。

3.2.3 进行基底处理

本段高填方填石路堤，首先进行地面的处理，清除表土至地基天然基石，后夯（压）实基底。地基承载力均验收合格，满足设计要求。

3.2.4 施作排水系统

基底施工碎石盲沟;菱形骨架设置挡水沿，坡面分级平台施工设置平台挡水墙，每级平台汇水通过急流槽排水至路堤邊沟。施工期间，及时在填筑层设置临时排水设施（挡水坎+坡面排水沟），防止大量雨水进入路基体，产生滞水[5]。

3.2.5 及时施作防护，确保填筑一级防护一级

菱形骨架（浆砌片石）+骨架内喷播植草。

3.2.6 陡坡台阶处理

陡坡路堤段填筑前，在原地面开挖台阶，台阶宽度应不小于2m，并设2%～4%倾向内侧的横坡。（1）当地面横坡陡于1∶5或1∶2.5 范围，原地面开挖向内倾斜2%～4%的台阶（台阶宽度不小于2m）。（2）当地面横坡陡于1∶2.5 且填方高度大于8m时，原地面开挖向内倾斜2%～4%的台阶（台阶宽度≥2m）;路堤范围内设置2～3层双向塑料土工格栅，路床范围内设2层双向钢塑土工格栅;避免路堤不均匀沉降[6]。

3.2.7 铺筑接缝处理

路基填筑施工中按照“三阶段、四区段、八流程”的工艺组织施工。两施工作业面的交接处，非同时填筑时，则应将先填筑的路段按1∶1坡度分层留台阶;若两路段同时铺筑，则应分层搭接填筑，其搭接长度应≥3.0m。

3.2.8 填筑压实机械

严格按照试验段施工参数分层满宽填筑、采用33T单钢轮振动压路机分层压实;采用20t夯锤对路基进行补压或补夯，强夯（见图1）补强层间距为6m，最上一层为路床底面，从上向下设置强夯层厚度;采用液压夯机对箱涵台背回填层进行压实。

3.2.9 填筑层压实检验

压实度（孔隙率）与沉降差双控（见图2）。

3.2.10 沉降、位移观测

成立观测专项小组，专人定期进行路堤变形与稳定性动态监测。第三方监测单位（具有相关资质的）实时进行监控。观测过程规范、精准，结果满足设计预期。

施工现场严格按照设计要求，科学组织、规范施工。充分将设计的理论付诸于实践。本段高填方填石路基经过上述措施方法的施工，各项指标均符合要求，经验收合格，已交工。

4  结语

高填方填石路基在施工阶段应严格按照设计及规范进行作业施工，结合类似工程的实践案例，扬长避短，过程中通过一系列的预防措施、工艺控制，避免和减少质量通病，可保证路堤施工质量。及时将施工数据进行整理、总结，为后续相关工程的施工、设计提供重要的参考价值，用以提高公路、铁路、房建、民航等基建工程的使用质量与寿命。

参考文献

[1] 王振远.填石路基施工技术在公路工程中的应用[J].住宅与房地产，2020（21）：212.

[2] 李广建，易建新.公路工程填石路基施工技术探讨[J].交通世界，2020（31）：63-64.

[3] 张荣.填石路基施工技术与质量控制方法研究[D].西安：长安大学，2019.

[4] 刘敏.水利工程施工中的质量控制管理分析[J].河南水利与南水北调，2020，49（6）：76-77.

[5] 苌伟涛.填石路基施工技术在公路工程中的应用[J].中国公路，2021（4）：116-117.

[6] 王方林.重型压实设备在填石路基上的应用与研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2020.