路基填方作业受限区施工技术研究

李爱民（云南公投建设集团有限公司，昆明 650032）

路基填方作业受限区施工技术研究

李爱民
（云南公投建设集团有限公司，昆明 650032）

在桥台、涵台以及挡墙背等路基填方作业受限区域路基填方施工过程中，受施工场地条件的限制，回填位置回填面积往往狭小、填土形状不规则，不适合大型机械施工，因而在此类路基填方作业受限区的压实施工中，施工效率低，压实度得不到保证，有工后沉降的风险。文章基于轻型液压强夯机施工的基本原理和工作特点，介绍了连续式强夯机解决填方作业受限区的压实施工问题以及在云南西桥至石林高速公路土建项目中应用情况，为今后解决路基填方作业受限区的施工提供了参考。

三背回填；轻型液压强夯机；沉降差；压实度

1 前言

随着我国公路建设的发展，新工艺、新技术的不断引入，公路桥涵比例越来越大，特别是山区公路，平均每隔200多米有一道构造物，导致在桥台、涵台以及挡墙背等路基填方作业受限区域回填工程量较大，而施工过程中，由于受施工场地等条件的限制，回填路基的整体压实度难以得到保证，路基填方作业受限区在没有经过一个雨季的自然沉降的情况下，填方作业受限区位置路基工后沉降风险较大，部分路段将产生不均匀沉降，出现“桥台跳车”现象[1]。因此路基填方作业受限区的压实问题，成为目前路基施工中亟待解决的问题。

2 填方作业受限区常见路基病害及原因分析

2.1 路基病害

路基填方作业受限区常见病害包括路基开裂、路基沉陷以及路基坍塌等病害。

（1）路基沉陷是由于填方作业受限区压实不足或无法压实导致，在经过一段时间的车辆碾压或自然沉降后，导致路面有较大变形。如出现在桥台和涵台位置时，将出现“跳车”现象，严重影响车辆行驶安全。

（2）路基开裂是由于填方作业受限区压实不足形成的一种网状破坏，影响路基的连续性和整体性。同时，裂缝的存在使得路表水长期由裂缝渗入到基层中，从而影响了路基的强度和稳定性，导致路面的早期破坏，降低了路面的使用寿命。

（3）路基坍塌是指由于公路路基压实不足或其他自然因素（如水的作用）形成的公路病害，这是路基工程中最为严重的病害，它会直接导致事故的发生，在公路设计和施工中，要严格控制标准，杜绝此类恶性事故的发生[2]。

2.2 病害原因分析

由于路基填方作业受限区回填位置回填面积往往狭小、填土形状不规则，不适合大型机械施工，因而在此类路基填方作业受限区的压实施工中，往往使用小型压路机压实或蛙夯来分层夯实[3]，而小型夯实机械具有夯击能量不足的缺陷，施工效率低，且不能满足路基填方作业受限区回填材料施工的工艺要求，使得该区域回填路基的整体压实度难以得到保证，上述路基填方作业受限区在没有经过一个雨季的自然沉降的情况下，填方作业受限区位置路基工后沉降风险较大[4]。

3 轻型液压强夯机工作原理

轻型液压强夯机能够在装载机或挖机工作装置的牵引下，因而能机动灵活地对台背、涵背以及挡墙背等路基填方作业受限区不同的位置进行准确、快速的夯实，是一种轻型强夯设备。轻型液压强夯机在夯实冲击的过程中通过在路基中形成冲击波和动应力，将路基土压密、振实，以达到提高地基强度、降低压缩性的目的。对路基的冲击夯实过程中，一方面可以对地基产生压实和挤密的作用；另一方面是通过强夯对地表下一定深度土层施加动力荷载，达到破坏土体结构强度、减少孔隙的作用。

该设备工作时利用液压缸将夯锤提升一定高度后释放，在重力作用下击打路基，每小时可以击实900次以上，根据夯锤的质量不同，每次对地面夯击能量可达66 KJ～110KJ，有效压实厚度可达3m，影响深度8m。相对于夯实前压实效果提高3%～8%，能提高路基整体强度，减少工后沉降，对路基填方作业受限区构造物影响较小。

4 应用实例

云南西桥至石林高速公路是国道324线、326线的交汇段和云南省高速公路网的重要组成部分，是云南省联接中、东部发达省份的重要经济干线和省政府确定的公路建设三年攻坚项目之一。由于该项目中桥台、涵台以及挡墙背等路基填方作业受限区域回填土工程量较大，考虑到施工时间紧，施工任务较大，通过采用轻型液压强夯机夯实施工方法，成功解决了该区域回填压实困难，效率低以及压实不足的问题，具体施工流程为：施工准备→路基填方作业受限区回填施工→轻型液压强夯机试夯准备→试夯确定施工参数→填筑高度2-3米进行夯实施工→按确定的夯实次数及控制标准，完成2-3m填筑路基的夯实→下一层夯实→平整、测量场地高程→合格完成。

4.1 施工准备

本次填方作业受限区施工试验点为云南西石高速公路K36+080桥台背，填筑材料是碎石土，为无粘性的松散材料，＞5mm的碎石含量50%～70%，压实度控制标准值为96%。对该桥台背进行回填施工时每填筑2m～3m高度时采用轻型液压强夯机对回填区域回填材料进行夯实处理，以加快回填材料的固结沉降，提高路基整体施工质量。

4.2 试夯

为保证夯实效果，需要通过试夯来确定最佳夯实遍数。对于每点，每夯实锤击一次，测量一次沉降差。通过绘制沉降量与夯实次数的关系确定最佳夯实次数。每夯实一次并记录沉降量，并绘制沉降量与夯实次数的关系图。当夯实第7次与第6次之间的沉降差小于2mm，因此可以判断最佳夯实次数为7次。同时，为防止强夯时对路基填方作业受限区构造物的冲击破坏，靠近构造物的第一排及第二排位置夯实次数应在最佳夯实次数基础上适当减小3～4遍，其他位置采用最佳夯实次数。施工时遵循先垂直构造物中线向两边夯实，从远离构造物到靠近构造物的顺序进行夯实，应达到无漏夯、无死角，确保夯实质量。

4.3 压实效果检测

为进一步验证轻型液压强夯机的夯实补强效果，对路基填方作业受限区进行夯实前，选取夯实区域中6个点，进行高程测量及压实度检测以及并记录数据，检测结果见图1所示。压实度检测时，先将夯实完成后将表层20cm松散土挖除，通过灌砂法检测压实度。

图6 夯实前后压相对高程对比效果图

4.4 夯实效果分析

（1）台背路基填方作业受限区补强夯实施工完成后，由观测数据得出利用轻型液压强夯机夯实后，夯实前后沉降差能达到50～60mm，压实度较夯前提高了2%～4%。

（2）轻型液压强夯机对路基填方作业受限区补强夯实后，夯实沉降效果明显，但压实度提高不是很大。主要由于灌砂法检测碎石土材料压实度存在误差。同时，在补强夯实过程中由于冲击力的作用，深层填料得到有效压实，但表层填料扰动大，压实度会减小，顶面下0.5～2米范围内的压实度较大。因此，在利用轻型液压强夯机对路基填方作业受限区进行补强夯实时，应以沉降量检测法为主要判定依据。

（3）从图中可以看出，轻型液压强夯机对路基填方作业受限区夯实效果明显，能够大大减少填方作业受限区的工后沉降，降低了“桥头跳车”的分险。

5 结论

通过采用轻型液—压强夯机路基填方作业受限区夯实施工方法后，能够提高路基填方作业受限区域回填施工效率，加快施工进度，为企业创造巨大的经济效益，也为后期建成通车创造了良好的条件。不仅可以减少该区域回填材料的工后沉降，具有良好的社会效益。

[1]石宝光.浅谈桥涵台背回填施工质量控制[J].城市建设理论研究（电子版）, 2011,(32).

[2]杨凯,潘文豪.髙速公路短路基填筑台背回填技术处理措施[J].公路,2014,(9).

[3]王良发,卿海园,蒋为.HHT-3连续式强夯机在公路 三背回填施工中的应用[J].2014,(7).

[4]杜保印.高速公路桥涵台背回填施工工艺与差异沉降分析[J].科技创新与应用,2014,(28):228-228.

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1007-6344（2016）04-0029-01