高填方路基病害及压实工艺浅析-九游会真人

高填方常见的病害有：路基整体沉陷或局部沉陷、路基纵向开裂、路基滑动或边坡滑坍。造成这些病害的原因主要有以下几方面。

  1、路基设计不合理

高填方路基段应严格的按照《规范》要求认真作特殊设计，进行稳定性验算和沉降计算。如果验算和计算所需的地质条件、土工实验资料等不能真实反映现场情况，就会造成设计的不合理，在施工过程中或完工后，高填方路基将会有较大的整体下沉或局部沉陷，以致影响公路的正常使用。

  2、施工工艺不当

高填方路堤施工工艺复杂、涉及因素多，任一个环节处理不当都可能埋下质量隐患造成路基后期病害的产生。

  a)填料不合格

高填方路基应严格控制用料质量，在取土场的选择和挖土取土过程中应严格要求，避免非适用材料的混杂。种植土、腐殖土或泥沼土等劣质土中有机物含量多、抗水性差、强度低。如果路基填料中混入了这些土，路堤将出现塑性变形或沉陷破坏。尤其是膨胀土，遇水膨胀软化、风化收缩开裂、固体稳定性差，用作填料时随着土壤中水分的挥发，收缩开裂尤为严重，对路堤的整体结构危害极大。

  b)填筑工艺不当

高填方路基的填料在分层填筑时，应严格按照《施工规范》要求的厚度进行铺筑。如果随意将铺筑厚度加厚，即使压实机具按规定的碾压遍数压实，压实度也达不到《规范》规定的要求。这样施工的路基当填筑到路基设计标高时，必然产生累计的沉降变形，在重复载荷与填料自重作用下产生沉陷。同时，施工中最好是整幅分层填筑，但有的路段受现场实际条件的限制，必须沿纵向分幅、分层填筑。这样一来，对高填方路基的填筑就应严格控制。纵向接缝处应按照要求做好搭接台阶，施工过程中坚决杜绝垂直或无搭接填筑，每一层都应有台阶作搭接处理。对于半填半挖路段也是同样的要求，必须在山坡上按要求从填方坡脚向上挖成向内倾斜的台阶。

  c)压实工艺不当

在高填方路基施工中，应制定科学合理的压实工艺，并按要求配备相应的整平碾压机具按规范进行操作。众所周知，含水量的控制直接影响到压实度的效果，因此在施工过程中应严格控制填料的实际含水量在最佳含水量±2％范围左右。未按要求的压实工艺进行碾压、路基的压实强度不均匀、压实度达不到规定要求，将会导致高填方路段产生较大的沉降变形和整个路堤的不均匀沉降。

  d)质量和技术管理不严

在工程施工过程中，如果工地现场人员的责任心不强、技术管理力度不够、施工现场混乱也会导致工程质量降低，造成路基病害的隐患，甚至造成大的质量事故，危及路基的稳定性。

总之，高填方路堤质量涉及的因素众多，各工程的具体情况也相差甚远，在实际施工中必须因地制宜，综合考虑各种因素，确保工程质量。

高填方路基除了常见的情况外，还有近年来出现的另一种情况，就是：利用“开山填谷”解决山区高速公路路基填筑。这样的工程项目有些路段的相对高差达百米，由此形成的高填方工程具有处理面积极大、土石方量极大、工程场地极松散且不均匀等特点。

众所周知，在公路工程路基的施工过程中，压实是主要工序。实践证明，路基施工中如能够进行科学合理的压实，可以提高结构层的强度，增强稳定性，减少道路在行车荷载反复作用下产生的变形。能够有效的减少和防止高填方路基体沉陷或局部沉陷、路基纵向开裂、路基滑动或边坡滑坍等病害的产生。

所谓压实即：通过对材料施加机械外力，使材料密实度获得提高的过程。整个压实过程使材料颗粒在外力的作用下发生位移、相互靠近，颗粒间的孔隙体积减少，并进行颗粒的重新排列，对外表现出整体稳定性提高、承载能力的增强等。压实过程将破坏土体的天然状态，土体结构将会因此松散、土体颗粒重新组合、彼此积压、空隙缩小、土体的单位质量增加、形成密实的整体，从而最终达到整体强度增加、稳定性增强的效果。

影响压实的因素很多，但主要因素有填料、填料的含水量及压实方法等三个方面。在高填方路堤压实施工中，常见的填料材料有填土和填石等。为提高压实效率和施工质量、更快更经济地达到工程质量要求，宜根据具体的填料选择合适的压实方法，在许多工程实践中，振动压实、强夯及冲击压实得到了很好的应用，但实际施工中应根据具体环境，先选取试验路段进行现场试验，根据试验结果进行正式施工的依据。

1、振动压实工艺法

振动压实工艺是指振动压路机在作业时，由于振动轮的振动作用，对地面造成一个往复的冲击力。每次冲击时，都在被压实的材料中产生一个冲击波，在冲击波的作用下，材料颗粒由静止的初始状态转变为运动状态。由于材料中水分的离析作用，颗粒间的摩擦阻力大为下降，对加速颗粒运动更为有利。振动压实后，由于颗粒之间的互相填充，提高了被压实材料的密实度，颗粒之间的紧密接触，也增大了被压实材料的内摩擦阻力，基础的承载力亦随之提高。

土壤压实后的最终密实度与抗变形能力，既取决于材料本身的情况，又与振动压路机的主要技术参数选定有关。其中，影响压实效果的主要技术参数为：振动压路机的净重、振动质量、振动频率、振动振幅和碾压速度。对于砂石混合料的压实除上述参数外，同时还应考虑振动轮的宽度及直径、振动轮的数量等因素。

2、强夯施工工艺法(国外称动力固结法)

强夯施工工艺法（国外称动力固结法）起源于法国，是将很重的锤(锤重一般为8t-400t)从高处自由落下(下落高度一般为8m-30m)，给地基土以强大的冲击力和振动，从而改善地基土的工程性质。该法以其适应范围广，施工简单易行，地基处理效果好，造价低的优点，在碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及杂填土的处理中得到了广泛的应用。

以省道高淄路为例：k5 442-k5 560段路基穿越水塘，平均填高8m，两侧常年积水，填土后，路基易发生沉降变形。该段路基宜采用强夯施工法进行压实。详细情况如下：

用全站仪放出路中心线，用水准仪测量路基高程，根据设计要求用白灰撒出路基边线。

为保证夯击时路基边部稳定，先将路基两侧边部夯实。距离边线1.6m，顺路线方向间距2.2m布点，根据布点对路基两侧边部进行拍夯。拍夯落锤高度为3-4m(具体高度根据现场情况确定)，每点夯击2次，每次夯击完成后，用装载机将夯窝整平。

点夯是提高路基填土密实度，增加路基稳定性较好的一种夯实方法，点夯落锤高度为10m，夯击能量为100t.m。根据路基质量要求，点夯质量控制有两种，一种为两次夯击沉降量不大于规定数值，石方一般为5cm，土方一般为8cm。另一种为每点打夯击遍数，一般为2-3遍。

布点：根据现场实测，当前路基距离路槽平均为1.6m，路基设计宽32.246m，路基实测宽度为33m。距离路基边线1.7m，间距3.6m，成正方形布点。布点用白灰洒线，各线交点为夯击点。

夯实：调整夯实机，从小桩号向大桩号方向横向逐排夯实。夯实时为前进式夯实，夯实面在夯实机前面。落锤高度10m，点夯2-3遍，根据现场情况确定是否观测沉降量。

整平：每夯击一次，用装载机将夯窝整平，点夯全部完成后，用推土机整平稳压。

点夯完成后，进行全平面的铺夯，以提高路基上层密实度和整体性。重新放出路基边线，将路基边线范围内路基进行全面积夯实。夯点成梅花点分布，夯边间距为0m。夯实时为后退式夯实，夯实面在夯实机后面。铺夯落锤5m，夯击1-2次。

铺夯完成后，用推土机和平地机将路基整平，重新测量夯实后高程，根据夯实后表层松土厚度确定上土厚度，保证松浦厚度不大于30cm。上土后按正常路基施工，

3、冲击压实工艺法

冲击压实工艺法是利用重物从一定高度落下，重物的势能在瞬间转变为动能，这种能量在接触土体的瞬间以体积波和面波(体积波包括纵波和剪切波，面波为瑞利波)的形式使土体振动而达到压实，势能越大，土体加固深度也越大。

根据冲击压实这一原理，近年来国外在传统振动碾压压实机械基础上，改变压路机轮型，由原来的圆形改变为三边形(多边形)，三边的线形为渐开线，利用三边形(多边形)钢轮对路基的连续滚动并在滚动中利用冲击轮自身质量及三边形(多边形)轮大小半径差所产生的势能冲击压实土基．这是近年来兴起的一种碾压新技术，同传统的高频低振幅振动压路机相比，冲击压实具有低频高振幅的特点，因此其加固深度明显大于传统振动压路机，而同强夯相比，虽然加固深度较小，但冲击压实具有冲击能较小，不易破坏土体结构以及可以实现连续冲击，施工较快、成本较低等优点。
大量试验和工程实践证明，路基压实后，其整体性、稳定性、塑性变形、隔温性能等均能得到良好的改善。如能在压实过程中采用合理的材料和设备，严格技术管理亦能有效的防治高填方路段的病害产生。（以上主要针对土质填方，填石方路基包括分层填筑和倾填爆破石块路堤不能用土质路基的标准来评判。其相关压实评定标准在国内外尚无统一的规定。机械方面我国要求填石方益采用大吨位重型压路机或振动压路机。国外填筑石方路基时在振动压路机的驾驶台上装设压实计，以此计数值来判断是否达到要求的密实度，但无定量值得规定，仅限于有此种装置。）