超高填方路基施工技術(shù)研究論文 2

1、超高填方路基施工技術(shù)研究摘 要:結(jié)合十堰至天水高速公路K298+320K298+470段V字型山谷超高路基填方施工，從地基處理、路基變形監(jiān)測、分階段對路基進行強夯補強處理等方面，闡述了超高路基填筑施工技術(shù)。關(guān)鍵詞：超高路基 施工技術(shù) 研究1. 概述超高填方路堤是指填方總高度超過20m的路堤；若水稻田或常年積水的地帶采用細(xì)粒土填筑時，高度在6m以上時也劃為高填方路堤的范疇。 我國南方山嶺重丘地帶，在以往修建高速公路的過程中，超高填方路基都曾出現(xiàn)過因地質(zhì)、地貌的不同導(dǎo)致高填方路堤失穩(wěn)的現(xiàn)象。因此，如何確保超高填方路堤的穩(wěn)定性，成為山區(qū)高速公路修筑中必須解決的問題。 超高路基多設(shè)計在山間V字型谷地，

2、路堤所處的地型環(huán)境千變?nèi)f化，均為縱橫向傾斜坡度較大的地形，地基多存在淤泥質(zhì)軟弱層。在工程施工過程中和工程完工后，隨著時間的推移，路堤發(fā)生的病害較多且較難治理。常見的病害有路堤整體沉陷或局部沉陷、路堤縱橫向開裂、路堤滑動或邊坡滑塌等。就超高填方路基填筑施工技術(shù)應(yīng)以控制地基處理、填挖接合部處理、路基填筑施工質(zhì)量為重點，同時根據(jù)路基監(jiān)測數(shù)據(jù)調(diào)整填筑速度；分階段對路基進行強夯補強處理，加速路基的沉降速度，同時確保高填方路基的整體性，并防止局部沉陷。2工程概況十堰至天水高速公路是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的一條橫向聯(lián)絡(luò)線，是構(gòu)建陜西省“承東啟西，連接南北，覆蓋全省，通達四鄰”高速公路網(wǎng)的重要組成部分。十天高速

3、H-C14標(biāo)段開始于西鄉(xiāng)縣與城固縣交界處，訖止里程樁號為K289+210.06K298+500，全長9.29km。標(biāo)段內(nèi)地形山體連綿起伏，多呈渾圓狀，山間多為V字型谷地，存在較多的高填方和超高填方路基，其中K298+320K298+470段超高填方路基最高填方達23米，且基底為淺層軟基，為本條高速公路填方高度最高段落。3. 施工工藝3.1 工藝流程圖測標(biāo)高、埋設(shè)監(jiān)測管密實度檢測每4米強夯填下層施工過程監(jiān)測填筑結(jié)束進行基底以下深層監(jiān)測路基穩(wěn)定性軟基處理及山體開挖臺階挖、運、攤鋪試驗段確定參數(shù)施工準(zhǔn)備測量放護樁取土處理取樣試驗圖紙復(fù)核密實度檢測含水量檢測碾 壓翻松、攤平灑水或晾曬不合格工藝流程圖見

4、下圖 超高填方路基施工工藝流程圖3.2基底處理針對軟基段表層泥碳質(zhì)淤泥厚度小于2米，地下水豐富等情況，采用常規(guī)的換填法處理，換填材料采用潔凈的粗砂，換填總厚度以高出原地表30cm為宜。施工前首先在軟基段兩側(cè)開挖排水溝疏干場地表面積水，采用D85大型推土機和挖掘機進行表層淤泥清理，基底清理至鏈軌式機械在其上行走無明顯的沉陷為止。換填粗砂墊層分多次進行，第一層厚度80cm, 砂墊層材料采用潔凈的粗砂，細(xì)度模數(shù)大于2.7，含泥量小于5%，滲透系數(shù)不小于5×10-3cm/s，施工中用D85大型推土機進行推平和碾壓，其中初壓一次，排壓兩次，在排壓過程中如有鏈軌下陷情況，立即用挖掘機挖除軟弱層，

5、重新?lián)Q填粗砂并用挖機進行碾壓。中間各層換填厚度每層控制30-50cm，以中噸位鏈軌機械碾壓密實；最后一層厚度控制在20cm，采用含泥量8%左右的粗砂填筑，推土機進行整平和初壓后，用15T滿載自卸車進行碾壓3遍，使得表面粗砂與砂中黏泥板結(jié)，最后用18T振動壓路機靜壓一遍振碾壓兩遍，碾壓遵循先邊緣后中間，由弱振到強振的原則。粗砂換填壓實效果檢測。粗砂換填層終壓后，按順路線方向布置沉降量觀測點，觀測點按10米一斷面，每斷面測3點，觀測點采用6mm鋼板，鋼板加焊四個10cm長的鋼筋頭，使觀測鋼板可牢固的固定于砂層表面；觀測方法采用測量沉降差法，測量前用18T振動壓路機靜壓觀測量點，測量鋼板頂高程，然后

6、對觀測點強振碾壓二遍后，再次測量鋼板頂高程，二次高程差即為沉降差。以沉降差不大于5mm為合格。3.3高填方路基豎向沉降和橫向穩(wěn)定性觀測3.3.1觀測目的(1)地表沉降量是測定數(shù)據(jù)調(diào)整填土速率，預(yù)測沉降趨勢，確定預(yù)壓卸載時間和路面施工時間；(2)地表水平位移即橫向位移是監(jiān)測地表水平位移及隆起情況下以確保路堤施工的安全和穩(wěn)定。3.3.2測樁制作與埋設(shè)（1）測樁制作用于觀測的儀器使用前要進行全性能檢查，以保證測定儀器的正常使用和觀測數(shù)據(jù)的可靠性。沉降板由鋼板底板，鋼管組成。底板尺寸50×50×3CM，鋼管直徑5cm,保護套管尺寸以能套住測桿并使標(biāo)尺能進入套管為宜，長度為30-40

7、cm，使其不超過路基每層的填料厚度為原則。鋼管與底板用三塊4cm厚垂直三角鋼板焊接牢固，并與底板平面垂直相接。路堤穩(wěn)定觀測樁為15cm×15×150cm的C25鋼筋混凝土樁，在預(yù)制場集中預(yù)制。（2）測樁埋設(shè)1）沉降觀測板的埋設(shè)。選取K298+430中樁、路肩兩側(cè)為沉降觀測點，挖除換填粗層基底，將帶有第一節(jié)沉降觀測桿、護套、護蓋的底板放置于基底回填粗砂層并夯實。當(dāng)填料將與測桿平齊時、打開護蓋，測定桿頭標(biāo)高、蓋好護蓋。填筑下一層填料。當(dāng)填料壓實符合要求后，在設(shè)置沉降板的地方再次挖去填料，露出護蓋、打開護蓋、測定桿頭標(biāo)高，其標(biāo)高與上次桿頭標(biāo)高之差，即為兩次觀測期間的沉降量。然后連

8、接下一節(jié)沉降桿、護管、測定桿頭標(biāo)高，蓋好護蓋，回填夯實，接著填筑下一層填料，依次類推，直至施工結(jié)束，應(yīng)特別注意使護蓋高度始終低于壓實的填筑面30-50cm，使沉降桿不被壓壞。測量標(biāo)志一旦遭受碰損應(yīng)立即復(fù)位并復(fù)測以保證觀測的連續(xù)性。2）路堤趾部觀測樁設(shè)在與沉降板同一斷面的路堤兩側(cè)趾部邊溝外緣5m的地方，采用人工挖出孔埋設(shè)，樁頂露出地面高度不大于10cm，埋設(shè)完畢后將樁周圍回填夯實，樁四周上部50cm用混凝土澆筑固定。3.3.3測樁觀測利用已建立的測量控制網(wǎng)中的控制點兼作工作基點樁，另一相鄰的導(dǎo)線點兼作校核基點樁，以此對埋設(shè)的監(jiān)測樁進行觀測。觀測儀器采用DS1及DS3水準(zhǔn)儀，DS1水準(zhǔn)儀作二等水準(zhǔn)

9、測量用。主要用于工作樁和校核基樁標(biāo)高檢測；DS3水準(zhǔn)儀作三等水準(zhǔn)測量用，用于填筑過程觀測沉降。（1）沉降觀測沉降板布設(shè)完成后，施工期間每層觀測一次，若持續(xù)時間長，則每10天觀測一次，第二到三個月每15天觀測一次，從第四個月起每30天觀測一次。當(dāng)施工過程中日沉降量大于10mm時立刻停止施工，當(dāng)沉降趨緩方可繼續(xù)施工。（2）穩(wěn)定性觀測觀測頻率與沉降觀測相同，路堤趾部監(jiān)測，按三維控制測量標(biāo)記位置（采用全站儀），日測橫向位移不應(yīng)超過5mm，當(dāng)路堤穩(wěn)定出現(xiàn)異常而可能失穩(wěn)時，應(yīng)立即停止上料填筑碾壓施工，等路堤恢復(fù)穩(wěn)定后方可繼續(xù)施工。3.4高填方路堤填筑施工工藝3.4.1施工前準(zhǔn)備（1）測量放樣定出路堤坡腳樁

10、位，清除施工范圍內(nèi)的樹木、雜草、淤泥和腐植土，運至指定地點，做好原地面臨時排水設(shè)施。并設(shè)置兩個水準(zhǔn)點加以固定。（2）取土場選擇，應(yīng)選擇強度高，天然透水性強的挖方棄渣、砂性土；試驗室提取土樣進行擊實試驗確定土的最大干密度，最佳含水量， CBR值，宜選用CBR值大于8的透水性強的挖方棄渣。（3）施工機械選擇，運輸汽車選用15T自卸車，推土機械選用小松D85推土機，精平選用YP180平地機，壓實機械選用18T振動光輪壓路機和1.68T手扶式?jīng)_擊打夯機。3.4.2確定施工工藝參數(shù)（1）確定松鋪系數(shù)；每20米一斷面，固定線路中樁、左右側(cè)標(biāo)準(zhǔn)點，測量標(biāo)準(zhǔn)點砂層頂標(biāo)高后按30cm控制松鋪厚度填筑路基，路基頂

11、面平地機平整后測定標(biāo)準(zhǔn)點標(biāo)高之后壓實，對壓實后的路基頂面再次測定標(biāo)高，確定松鋪系數(shù)。（2）確定碾壓遍數(shù)、壓實度和含水量的關(guān)系。土方填筑壓實度檢測采用灌砂法，根據(jù)93、94、96分區(qū)要求不同分別控制壓實度達到93%、94%、96%以上。每次檢測壓實度時S2000需檢測4個點， 2000S4000時需檢測8個點，4000S6000時需檢測12個點，依次類推；做壓實度實驗檢測時，確保灌砂粒徑符合規(guī)范要求，確保打洞深度和規(guī)格（h=150cm的圓柱體）；每層輾壓開始后，試驗工程師在振動輾壓第二遍過后，每碾壓一遍檢測一次壓實度和含水率，并將檢測結(jié)果及時通知路基負(fù)責(zé)人并做好記錄。3.4.3確定最優(yōu)施工組織方

12、案根據(jù)對壓實系數(shù)和壓實度與含水量、振壓遍數(shù)的分析，確定路基填筑施工的方案，填挖結(jié)合部邊腳，壓路機碾壓不到位置，用沖擊打夯機按同樣的壓實遍數(shù)控制。3.5填挖結(jié)合部及斜坡地形填方的基底處理要認(rèn)真清理半填斷面的原地面，將半填斷面原地面表面挖成向內(nèi)傾斜5%的臺階，臺階寬度控制在1.0-1.5米之間；開挖好的臺階用沖擊打夯機夯實后按路基填方基底壓實度要求進行試驗，合格后再進行分層填筑。填筑時，必須從低往高處分層攤鋪碾壓，特別要注意填、挖交界處的拼接，碾壓要做到密實無拼痕。半填半挖路段的開挖，必須待下半填斷面原地面處理好，經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格后，方可開挖上挖方斷面。對挖方中非適用材料必須廢棄，嚴(yán)禁填在半填

13、斷面內(nèi)。對填挖結(jié)合部臺階的處理質(zhì)量是保證路基抗滑穩(wěn)定性和防止路基局部沉陷的關(guān)鍵因素之一，施工中嚴(yán)格控制，精細(xì)施工。3.6高填方路基補強處理對超高填方路基每4米一強夯補強處理，加快高填方路基的工后沉降，防止路基整體沉降。3.6.1施工工藝流程圖強夯施工工藝流程圖見下圖3.6.2路基強夯前的施工準(zhǔn)備（1）修筑機械設(shè)備進出道路，提拱路基工作面，并排除路基表面積水，路基周邊作好臨時排水溝以確保場地排水通暢防止積水。滿足設(shè)計要求施工準(zhǔn)備試驗性施工測試確定施工參數(shù)夯擊計劃夯擊測試夯擊面管理質(zhì)量檢驗加固效果評價強夯設(shè)計施工記錄強夯施工工藝流程圖（2）本段路基附近無地方建筑物，且查明路基周圍內(nèi)地下無構(gòu)造物和管

14、線，為本段路基強夯創(chuàng)造了良好條件。（3）測量放線，定出中線、強夯邊線，標(biāo)出夯點位置，并在不受強夯影響地點，設(shè)置若干個水準(zhǔn)基點。（4）施工前應(yīng)按設(shè)計初步確定的強夯參數(shù)在有代表性的場地上進行工藝性試夯試驗。通過強夯前后測試數(shù)據(jù)的對比，檢驗強夯效果，確定有關(guān)工藝參數(shù)。3.6.3施工工藝（1）確定施工參數(shù)1）機械設(shè)備的確定強夯施工采用25t帶有自動脫鉤裝置的履帶式起重機，自動脫鉤用開鉤法或用付卷筒開鉤。在臂桿端部設(shè)置輔助門架或采取其他安全措施，防止落錘時機架傾覆。夯錘底面采用圓形，夯錘直徑2.5米，夯錘對稱設(shè)置若干個上下貫通的氣孔，錘重20T。2）夯錘落距確定夯擊能按1000 kN·m計算，

15、錘重確定為20T，即落距（m ）=單擊夯擊能（kN·m）÷錘重（kN）=5米3）夯擊遍數(shù)的確定夯擊遍數(shù)設(shè)計為23遍，具體工程根據(jù)路基沉降情況確定，以試驗結(jié)果確定。一般第遍隔1點跳夯，第遍補第遍空隙，第遍補、遍空隙，點夯完成后，最后再以低能量滿夯，達到錘印彼此搭接。4）夯擊次數(shù)確定強夯施工每一遍內(nèi)各個夯點的夯擊次數(shù)，按現(xiàn)場試夯得到的夯擊次數(shù)（一般為2-10次）與夯沉量關(guān)系曲線確定，并同時滿足：單擊夯擊能小于4000kN·m時，最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm；夯坑周圍地面不發(fā)生過大的隆起；不因夯坑過深而使起錘困難這三個條件，且以使土體豎向壓縮最大而側(cè)向位移最小為原

16、則。每個夯擊點安排專人檢查和記錄擊數(shù)，保證強夯質(zhì)量。5）夯擊點的布置夯擊點布置與夯擊點位置可根據(jù)基底平面形狀，采用梅花形布置。夯擊點間距可取夯錘直徑的2倍，即5米（如圖所示）。3.6.4強夯施工對夯擊點依次夯擊完成為第一遍強夯施工，夯擊時，工程技術(shù)人員現(xiàn)場測量每次夯擊前后的標(biāo)高差和與原路基頂標(biāo)高差，在兩次夯擊標(biāo)高差小于5cm時，移至下一點夯擊。在第一遍強夯完成后，用推土機將場地推平，壓路機碾壓兩遍后進行測量布置夯擊點位置及水準(zhǔn)測量。第二次按設(shè)計選用已夯點間隙中間，依次補點夯擊為第二遍，各點的夯擊次數(shù)與第一遍強夯的要求相同強夯施工按試驗確定的技術(shù)參數(shù)進行，以單夯夯擊能、夯擊遍數(shù)和各個夯點的夯擊次

17、數(shù)為施工控制數(shù)值，并采用試夯確地表平均沉降量控制 3.6.5強夯試驗結(jié)論（1）強夯完成后，每一工點每3000m2抽樣檢驗12點，其中：標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗6點，靜力觸探試驗6點，以確定路基強夯處理后的路基承載力。（2）在每5001000m2面積內(nèi)的各夯點之間任選一處，在有效加固深度內(nèi)，每隔1m取1組土樣進行室內(nèi)試驗，測定土的干密度通過檢測數(shù)據(jù)，如若路基承載力和壓實度均有很大提高，說明使土體顆粒重新排列，土顆粒包裹更緊密，通過標(biāo)高對比，強夯前后路基頂標(biāo)高差得出路基提前沉降情況，正常情況下，高填方路基每1米高，工后的沉降量約為1cm；強夯后實現(xiàn)了路基70-100%的提前沉降，強化了路基整體穩(wěn)定。3.6.6

18、注意事項（1）強夯前應(yīng)對起重機、滑輪組及脫鉤器等全面檢查，并進行試吊、試夯，一切正常方可強夯。（2）起吊夯錘保持勻速，不得高空長時間停留，嚴(yán)禁急升猛降防錘脫落。停止作業(yè)時，將夯錘落至地面。夯錘起吊后，臂桿和夯錘下及附近15m范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人。（3）干燥天氣進行強夯時宜灑水降塵。（4）當(dāng)風(fēng)力大于5級時，應(yīng)停止強夯作業(yè)，以防機械傾倒，保證安全。3.6.7質(zhì)量控制及檢驗（1）質(zhì)量控制1）夯擊時夯錘的氣孔要暢通，夯錘落地時應(yīng)基本水平。2）各夯點應(yīng)放線定位，夯完后檢查夯坑位置，發(fā)現(xiàn)偏差及漏夯應(yīng)及時糾正。強夯施工時應(yīng)對每一夯擊點的單夯夯擊能量、夯擊次數(shù)和每次夯沉量等進行詳細(xì)記錄。3）強夯處理后地基的承載力檢驗應(yīng)采用原位測試和室內(nèi)土工試驗。（2）強夯過程的記錄及數(shù)據(jù)整理1）每個夯點的夯坑深度、夯坑體積、夯坑