南方山區(qū)高速公路路基填筑施工質(zhì)量控制

1、南方山區(qū)高速公路路基填筑施工質(zhì)量控制 三福高速公路尤溪路段位于福建省尤溪縣境內(nèi)，路線總長(zhǎng)60km，整體式路基寬24.5m，分離式路基寬212.5m，計(jì)算行車速度為80km/h。該段地處戴云山脈北部，屬山嶺重丘區(qū)，地形切割較為強(qiáng)烈，溝谷多呈V字形，地形陡峭，植被茂密，地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定，地勢(shì)低凹地帶常有局部的淤泥質(zhì)土，厚度均較小。由于地形多變的特點(diǎn)，沿線填挖變化頻繁,從而出現(xiàn)了三多，即高陡坡路堤多，半填半挖路基多，坡地薄層軟土處理多，這給填方施工質(zhì)量控制帶來(lái)了挑戰(zhàn)。另外由于結(jié)構(gòu)物數(shù)量多（合計(jì)大中橋梁58座，隧道7座），使得填方施工不能連片形成規(guī)模，也給質(zhì)量控制帶來(lái)較大的難度。鑒于該段典型的山嶺重丘

2、地形和結(jié)構(gòu)物頻繁的特點(diǎn)，如不切實(shí)控制好填方工程的質(zhì)量，今后路基勢(shì)必大范圍產(chǎn)生不均勻沉降，影響行車舒適乃至安全。1 路基填筑工程概況三福高速公路尤溪路段填方路基總長(zhǎng)22.7km，共187處填方段落，填方總數(shù)量575萬(wàn)m3，其中填方高度大于20m的有22處，最高填方路中心高度33m，最高填方邊坡高度52m；半填半挖路基段落105處，長(zhǎng)度9431m；填挖交界260處；陡坡路堤51處，總長(zhǎng)度3299m；坡地薄層軟土處理79處；三背回填450處（涵背以每座涵洞為一處，橋臺(tái)背以單幅一個(gè)臺(tái)為一處，擋墻背以一段連續(xù)下?lián)鯄橐惶帲?，其中橋臺(tái)背回填224處。2 路基填筑施工質(zhì)量控制要點(diǎn)2.1 邊界處理對(duì)填方體而言

3、，邊界處理分為填前地基處理、填方過(guò)程中的周邊處理和填前排水處理。由于原地面與填料結(jié)構(gòu)不同，二者密度、承載能力不同，如果不對(duì)原地面進(jìn)行有效處理，易發(fā)生接合部沉降病害。填前地基處理首先是對(duì)地基進(jìn)行簡(jiǎn)易的挖探，如果地表下面土質(zhì)良好，狀況穩(wěn)定，則清除地表植被、樹根、垃圾和不良土質(zhì)后即可進(jìn)行填前壓實(shí)，如存在超過(guò)常規(guī)清表厚度的軟弱區(qū)（如淤泥等），無(wú)法進(jìn)行填前壓實(shí)，則須進(jìn)行專門處理。尤溪路段未出現(xiàn)深層軟基，但在水稻田和沖溝地帶常見50500cm厚度的軟弱層，多為坡殘積粘性土，由于填方區(qū)域多處在坡地且地下水及地表水富集，軟土層雖薄也要慎重對(duì)待，通常采用全部挖除軟土的方案，地面橫坡或沿路線縱向坡度陡于1：5時(shí)，

4、不僅要將軟土全部挖除，還要按規(guī)范形成土質(zhì)臺(tái)階后再進(jìn)行填筑；當(dāng)?shù)孛鏅M坡陡于1：2.5時(shí)，還須由設(shè)計(jì)單位對(duì)路堤作整體性滑動(dòng)的穩(wěn)定性驗(yàn)算，視需要采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧Ｌ罘襟w周圍邊界處理對(duì)山區(qū)高速公路遇到溝谷類地形時(shí)特別重要，主要是在坡地上嚴(yán)格按照規(guī)范開挖土質(zhì)臺(tái)階，使填方體和周邊地形緊密銜接，避免新老土體接合后出現(xiàn)薄弱滑動(dòng)面。土質(zhì)臺(tái)階寬度要求不小于1m，并向內(nèi)傾斜2的坡度。填方體周圍邊界處理是施工過(guò)程中的一項(xiàng)看似簡(jiǎn)單卻很容易被忽視而疏于控制的工作，由于其后果嚴(yán)重，所以必須高度認(rèn)真對(duì)待，三福高速公路尤溪段在管理過(guò)程中，將此作為工序驗(yàn)收項(xiàng)目補(bǔ)充編制了質(zhì)量檢驗(yàn)表格。填前排水處理也可視為邊界處理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

5、由于填方區(qū)多位于地勢(shì)低凹處，水系發(fā)育且水量富集，如不采取措施或未徹底根治，地基長(zhǎng)期浸水將導(dǎo)致承載力降低從而引起路基沉降，在坡地填筑更嚴(yán)重的還將造成填方體滑移，成為今后路基安全的一大隱患。臨時(shí)排水設(shè)施應(yīng)和永久性排水設(shè)施相互助友愛結(jié)合施工。對(duì)地表水主要采取截的辦法，一般地說(shuō)，影響路基穩(wěn)定的地面水在設(shè)計(jì)中已加以考慮，可沿路線縱向在填筑區(qū)外開溝截水，有條件的可先行施工邊溝，總之是要將地表水引入附近涵洞或其他臨時(shí)橫向排水通道；對(duì)地下水的處理施工圖設(shè)計(jì)可能不夠完善，應(yīng)予以補(bǔ)充，可采取縱向滲溝、橫向盲溝或鋪墊反濾層（片石、碎石、砂等）排水等措施，關(guān)鍵是要保證這些排水隱蔽工程的施工質(zhì)量，確保其在道路使用年限內(nèi)

6、起到排水通道的作用，因此對(duì)此類項(xiàng)目要格外重視，要求監(jiān)理做到全過(guò)程旁站并記錄，及時(shí)處理質(zhì)量問(wèn)題。2.2 填筑體的填筑質(zhì)量2.2.1 選擇合適填料，制定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)填料性質(zhì)是影響壓實(shí)作業(yè)的內(nèi)在因素，填筑施工應(yīng)首選利于壓實(shí)的良好填料，但是受現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件的限制，如挖方材料、經(jīng)濟(jì)運(yùn)距、借方條件等等，不可能都使用理想的填筑材料，施工時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，量材作業(yè)，區(qū)別對(duì)待，采取合適的控制手段達(dá)到壓實(shí)目的。一個(gè)首要的原則是，嚴(yán)格進(jìn)行填料試驗(yàn)檢測(cè)，在施工前取得有關(guān)數(shù)據(jù)，使用符合規(guī)范要求的填料，超過(guò)規(guī)范要求的填料不用或慎用；強(qiáng)調(diào)做好填方試驗(yàn)段，掌握填料在現(xiàn)有設(shè)備和施工條件下的壓實(shí)規(guī)律。本路段主要填料為坡殘積碎石土

7、、風(fēng)化碎斑熔巖，部分地段形成了土石混填路堤，個(gè)別地段為填石路堤。也有部分含砂高液限粘土和高液限粘土。針對(duì)幾種典型的填料制定了不同的控制標(biāo)準(zhǔn)。填土、土石混填和填石的區(qū)分十分重要，因?yàn)樯婕暗娇刂茦?biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。一般地，含石量小于30%40可視為填土，經(jīng)過(guò)土工及力學(xué)試驗(yàn)符合規(guī)范要求的各類型土可作為路基填料，并采用最佳含水量和壓實(shí)度（重型擊實(shí)試驗(yàn)）控制。對(duì)于土石混合料或含石土，當(dāng)石方含量大于30%40時(shí)視為土石混填，以最佳干密度或沉降差控制。但對(duì)于軟質(zhì)石料或強(qiáng)風(fēng)化石料（強(qiáng)度小于15Mpa）應(yīng)注意，由于在碾壓過(guò)程中易于粉碎，壓實(shí)后實(shí)際的石方含量遠(yuǎn)小于壓實(shí)前的比例，因此仍須按照土質(zhì)路堤的技術(shù)要求施工。填石路基

8、的填料控制：一是強(qiáng)度，強(qiáng)度達(dá)不到要求（飽水極限抗壓強(qiáng)度20Mpa）的石料不得使用，若CBR值符合要求可以考慮按土石混填對(duì)待；二是粒徑，嚴(yán)格控制最大粒徑不超過(guò)層厚的1/3，路床頂面以下50cm以內(nèi)最大粒徑不得超過(guò)10cm，超過(guò)的要解小，確保壓實(shí)成效。為切實(shí)控制石料粒徑，總監(jiān)代表處特別規(guī)定石料解小作業(yè)必須在場(chǎng)外完成，否則不得進(jìn)入填筑現(xiàn)場(chǎng)，許多采石場(chǎng)和石方路塹開挖處為此安裝了粗破設(shè)備，保證了填石路堤的石料粒徑。本路段內(nèi)有部分含砂高液限粘土和高液限粘土（液限大于50，在5075之間），它的其特點(diǎn)是：粘性高，塑性指數(shù)大，透水性極差，干燥時(shí)很堅(jiān)硬，但浸水后強(qiáng)度急劇下降，不易干燥；干濕循環(huán)的脹縮所引起的體積

9、變化很大；過(guò)干時(shí)成塊狀，不易打碎和壓實(shí)，過(guò)濕時(shí)又易壓成彈簧土。對(duì)于這些不理想的填料，出于節(jié)省費(fèi)用控制造價(jià)的考慮，并根據(jù)本市及本省其他路段的試驗(yàn)成果，在尤溪路段以飽和度和壓實(shí)度進(jìn)行雙控，使用了少量高液限土填筑，但由于施工周期長(zhǎng)（一層的填筑周期超過(guò)5d，陣雨季節(jié)一層填筑周期有的達(dá)15d以上），無(wú)法滿足工期要求，只好中途變更，調(diào)整運(yùn)距或外借較好的填料填筑?？磥?lái)，高液限土在南方山區(qū)施工，受工期和氣候影響很大，其施工工藝和控制方法還需要進(jìn)一步研究。2.2.2 填方機(jī)具推土機(jī)和平地機(jī)是填方作業(yè)必不可少的設(shè)備，特別是平地機(jī)，在控制填層厚度和形成平整度方面效果顯著。但有的施工單位總抱有僥幸心理，試圖用推土機(jī)甚

10、至裝載機(jī)替代平地機(jī)進(jìn)行相關(guān)作業(yè)，導(dǎo)致填筑質(zhì)量下降、返工頻繁?？偙O(jiān)代表處以合同及規(guī)范為依據(jù)強(qiáng)令平地機(jī)進(jìn)場(chǎng)后，填筑效果大大改善。壓實(shí)機(jī)具對(duì)壓實(shí)效果的影響十分重要。同一種土的最佳含水量隨壓實(shí)功的增加而減少，而最大干密度隨壓實(shí)功的增加而增加。在相同含水量下，壓實(shí)功越大密度越高。一般地說(shuō)，不同的填料和場(chǎng)地要選擇不同的壓實(shí)機(jī)具，但由于尤溪路段細(xì)粒土比較少，加之振動(dòng)壓路機(jī)兼有滾壓和振壓的雙重功效，特別是用于沙礫土、礫石土、巨粒土、土石混填、填石等，其壓實(shí)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他壓實(shí)機(jī)具，所以在本路段的填方區(qū)基本上配備的都是振動(dòng)壓路機(jī)，較為普遍的是YZ18型。由于沖擊碾壓的一次性成本問(wèn)題，業(yè)主聯(lián)系了專業(yè)沖擊碾壓公司，

11、由其和各個(gè)施工單位簽訂合同，進(jìn)行機(jī)械租賃服務(wù)。尤溪路段符合沖擊碾壓條件的路基長(zhǎng)度共9.19km，總共配備了兩臺(tái)德國(guó)藍(lán)派 型沖擊式壓路機(jī)，功率為28kj，輪重18t。2.2.3 分層壓實(shí)，控制層厚，沖碾補(bǔ)充本路段嚴(yán)格要求在路基全寬范圍內(nèi)分層平鋪填筑，不僅有利于填平和壓實(shí)，也可以保證性質(zhì)差異的土按規(guī)定層次填筑。不同性質(zhì)土應(yīng)按水平分層分別填筑，以保證該層強(qiáng)度均勻，特別是透水的與不透水的土，不得非成層地混雜使用，以免在填方內(nèi)形成水囊。合理確定路基填筑厚度是至關(guān)重要的，在土質(zhì)、土的含水量和碾壓設(shè)備一定的情況下，土層越厚壓實(shí)效果越差。為保證在各種壓實(shí)功能機(jī)具條件下達(dá)到有效壓實(shí)深度，嚴(yán)格控制土方分層松鋪厚度

12、不超過(guò)30cm，石方及土石混填分層松鋪厚度不超過(guò)50cm。為提高路基壓實(shí)度，減少工后沉降和路基填挖交界處的不均勻沉降，本路段還采取了補(bǔ)充沖擊碾壓的措施，具體作法是：當(dāng)填方地段滿足長(zhǎng)度大于80m且填筑標(biāo)高在通道、涵洞頂面2m條件時(shí)，填方高度大于10m的在90區(qū)每6m沖碾一次，90區(qū)頂面和93區(qū)頂面各一次，95區(qū)頂面倒數(shù)第二層一次，每次沖碾遍數(shù)為20遍。填土路基沖碾后的壓實(shí)度預(yù)期指標(biāo)應(yīng)達(dá)到：90區(qū)的壓實(shí)度指標(biāo)應(yīng)達(dá)到93或沉降量應(yīng)平均達(dá)到35cm以上。對(duì)沖碾設(shè)備的要求：沖擊式壓路機(jī)最大瞬間沖擊功不小于20kj，輪重為16t，行走速度不小于12km/h。從沖碾后的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果看，對(duì)壓實(shí)層沖碾20遍后，

13、其頂面穩(wěn)定，土層緊密，沉降平均值在2.53.5之間，壓實(shí)度增加2.5%3.2，基本上達(dá)到了預(yù)期的效果。2.2.4 施工期間排水南方山區(qū)即使不是在雨季，也常見間斷性陣雨，填方施工如不做好臨時(shí)排水工作，不僅影響填筑質(zhì)量，也耽誤雨后恢復(fù)施工，影響工程進(jìn)度。良好的平整度、路拱度是確保施工期間臨時(shí)排水的前提，路拱度大一些，如4%的橫坡，可以有效而快速地排除雨水。為防止雨水沿邊坡漫流毀壞路基，在填方表面邊沿做矮土埂攔水，土埂高約2030cm，沿路線約每50m設(shè)一道瀉水槽，槽底應(yīng)鋪隔水布或抹砂漿隔水。陣雨來(lái)臨前應(yīng)將正在施工的填層突擊攤鋪碾壓，可減少該填層含水量，便于雨后翻曬處理?？傊欢ㄒ龊檬┕て陂g填方

14、表面的臨時(shí)排水處理，施工圖設(shè)計(jì)的地面排水系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行實(shí)地核對(duì)，并盡早實(shí)施，使其和臨時(shí)排水設(shè)施一起發(fā)揮作用。2.3 漏壓區(qū)記錄及治理在路基填筑過(guò)程中，由于人為因素的影響和特殊部位施工繁瑣、方法不當(dāng)，易造成局部路基未按設(shè)計(jì)和規(guī)范要求壓實(shí)的現(xiàn)象（稱之為漏壓區(qū)），成為今后路基不均勻沉降的主要原因之一。尤溪路段地形陡峭，填筑條件不佳，尤其容易產(chǎn)生此類質(zhì)量隱患。歸結(jié)起來(lái)，大致有以下幾種類型：開工初期在填方路段內(nèi)修建的施工便道；在地形比較陡峭的大挖大填地段，由于地形限制，為擴(kuò)大工作面，致使部分挖方被推堆至低處需填方的部位，在填筑之前未予清除；在同一填方地段由于結(jié)構(gòu)物施工原因及施工作業(yè)不當(dāng)造成多處路基接頭或缺口

15、，這些部位在填筑時(shí)又沒(méi)有按規(guī)定挖臺(tái)階和搭接；在填挖交界處和半填半挖交界處沒(méi)有進(jìn)行挖臺(tái)階處理，原地面未經(jīng)處理以及挖方時(shí)滑溜并遺留的松土；涵、墻、臺(tái)背回填不及時(shí)，壓實(shí)機(jī)具不到位，或未對(duì)填方端頭或基坑邊界進(jìn)行處理就回填，造成該部位的壓實(shí)效果達(dá)不到規(guī)范要求；由于結(jié)構(gòu)物施工比路基過(guò)于滯后，或材料堆放占用場(chǎng)地等原因，造成路基填筑缺口，在以后的施工中又未引起充分注意；雨季時(shí)某些已經(jīng)壓實(shí)的路段或雨前為封水而輾壓不到位的填筑層，在雨后施工過(guò)程中沒(méi)有復(fù)壓或重新翻曬輾壓；監(jiān)理人員更換或變動(dòng)時(shí)，有些不合格路段由于工作交接不清；還有其他原因可能造成填方路基施工時(shí)存在漏壓區(qū)?？偙O(jiān)代表處在填筑過(guò)程中多次進(jìn)行了全面檢查，通過(guò)

16、實(shí)地察看和分析、檢查施工及監(jiān)理的原始記錄、對(duì)可疑部位進(jìn)行挖檢等手段，確保不遺漏任何可能存在的漏壓區(qū)，列出清單并在現(xiàn)場(chǎng)做好標(biāo)記，同時(shí)通知計(jì)量人員在取得監(jiān)理工程師對(duì)清單區(qū)域的復(fù)檢確認(rèn)單后方可計(jì)量支付，保證了不留填方控制死角。2.4 沉降觀測(cè)由于填方區(qū)地形陡峭及普遍存在的淺層軟基處理，安排對(duì)中心填高大于10m且進(jìn)行過(guò)換填的地段每處進(jìn)行12個(gè)斷面的沉降觀測(cè)，驗(yàn)證處理效果并為今后的路面施工提供依據(jù)。沉降觀測(cè)點(diǎn)要求根據(jù)實(shí)際情況布置在換填較深、路基有可能出現(xiàn)滑動(dòng)的斷面上，橫向布置在路中心、兩側(cè)路肩處，觀測(cè)項(xiàng)目包括沉降和位移，每填層觀測(cè)一次，如果兩次填筑間隔時(shí)間較長(zhǎng)，每3d至少觀測(cè)一次。沉降觀測(cè)采用S1及S3

17、型水準(zhǔn)儀，以二級(jí)中等精度要求的幾何水準(zhǔn)測(cè)量高程，觀測(cè)精度不小于1mm，水平位移觀測(cè)采用視準(zhǔn)線法，觀測(cè)精度要求：測(cè)距儀誤差5mm，方向觀測(cè)水平角誤差為2.5。2.5 三背回填結(jié)構(gòu)物和路基交界處由于是剛性構(gòu)造和柔性填土銜接，二者強(qiáng)度、穩(wěn)定性方面差異較大，加之填土壓實(shí)不夠，易產(chǎn)生不均勻沉降，造成今后路面起伏、開裂和橋頭跳車。擋墻背、涵墻背、橋臺(tái)背的回填被統(tǒng)稱為三背回填，雖然規(guī)范明確提出了選用透水性材料、分層填筑、分層夯實(shí)的要求，但在實(shí)際施工中該部位仍是薄弱環(huán)節(jié)?？偙O(jiān)代表處在管理過(guò)程中抓了幾個(gè)重點(diǎn)，一是抓填料控制，嚴(yán)格選用內(nèi)摩擦角較大的透水性材料，最好是巖渣、洞渣、碎石、砂礫石或片石，細(xì)料含量不宜過(guò)大，如果是砂性土，含砂量應(yīng)達(dá)到60以上；二是抓小型壓實(shí)機(jī)具到位，一般使用小型壓路機(jī)或強(qiáng)夯機(jī)，根據(jù)每個(gè)合同段的結(jié)構(gòu)物施工數(shù)量規(guī)定小型壓實(shí)設(shè)備數(shù)量，強(qiáng)制到位和強(qiáng)制使用；三是抓規(guī)范化施工，填筑前應(yīng)形成土拱，并在土拱上設(shè)置泄水管和盲溝，分層填筑要求事先在墻、臺(tái)背上用紅漆標(biāo)識(shí)，每層厚度不得超過(guò)15cm；四是明確并提高控制指標(biāo)，規(guī)定砂性土填料按壓實(shí)度控制，壓實(shí)度指標(biāo)為98，比規(guī)范規(guī)定提高3個(gè)百分點(diǎn)，石質(zhì)填料按干容重或空隙率控制，