高填方路基补强压实施工技术控制要点

高填方路基补强压实施工技术控制要点

王春值

云南省交通规划设计研究院股份有限公司 650000

摘要：随着经济社会不断发展，我国交通基础设施建设进入高标准高质量发展阶段，尤其是云南省的道路项目建设也在日夜增多，为了提高道路等级并少占用基本农田和耕地，设计时考虑的高填方路基也越来越多。当道路路基填方高度大于8m时，按照设计及规范要求，都需对路基填方进行补强压实施工，每6～8m填高补强冲压一层，根据现场实际情况可选择强夯或冲击碾压的方式进行补强，以提高填方路基整体强度和稳定性，减少工后沉降。本文主要阐述强夯和冲击碾压两种补强方式的施工技术要点和控制措施。

关键词：高填路基；补强压实；技术要点

一、利用强夯对高填路基进行补强压实

在道路工程施工中，高填方路段采用强夯法施工得到了广泛应用，主要是该方法经济可行，功耗低，节省材料，所需设备简单，施工方便且周期较短。但该方法的应用也有其局限性，在构筑物或建筑物较为密集的地方不能使用该方法，因为强夯是利用强大的振动冲击作用对高填路基进行压实，在此过程中势必会波及到基础及周围土地。

1.高填方路基填料一般采用透水性良好的材料，施工过程中做到分层填筑，填筑达到规定时进行碾压，经过层层碾压并对相应部位检测达到设计及规范规定的压实度后，就可进入到下一步强夯补强压实。

2.第一层强夯高度一般在填方高度达到6～8m范围时进行，填土高度小于6m的路堤第一层不需要强夯，其以上路堤每填高6～8m就需要强夯一层（达到底层土工格栅铺设高度时必须补夯一层），可有效减小路基自身沉降，防止后续路面产生反射裂缝。

3.强夯对周边构筑物的影响，强夯产生的震动、横向挤压对附近小于10米的建筑物均有危害，因强夯横向挤压扰动土壤会造成建筑物侧移，影响建筑物结构安全。处理的方法是在距离附近建筑物一侧挖防震沟，以减少在强夯时横向挤压土壤产生的水平推力给建筑物带来不利影响。

4.强夯法最适宜的施工条件：处理深度一般不超过15m；地下水位距地表面2～3m为宜；粗粒土填筑是最适宜的夯击对象；为了保障安全，施工时与原有建筑物应保持安全距离，即不小于10m；对于饱和软土，地表面应铺一层较厚的砾石、砂士等填料。

二、利用冲击碾压对高填路基进行补强压实

土体受到强大的冲击力后可形成密实板块，从而提高路基强度，承载力也会相应得到提升，冲击碾压还有效降低了路基工后沉降，是提升路基填筑质量的有效之举。冲击碾压还可以直接对旧路面进行冲击破碎碾压，使旧路面得到重新利用。经冲击碾压的路基沉降量可控制在4cm以内，密实度可提高3个百分点。

1.对于边坡（或中线）填筑高度大于15m且平面长或宽大于或等于60m的填方或斜坡路段，当下路床及其以下路基填筑达到设计要求后再采用冲击压路机对其进行补强压实，以增加其密实度与强度，防止地基局部变形，有利于延缓路面的早期损坏。注意砂性土不适宜采用冲击碾压施工。

2.对崩坡堆积区、道路隧道与水电等弃渣堆积区、废墟等的路基基底进行压实处理，以达到规范要求地基基底的压实要求。

3.第一层冲击碾压高度以填方高度为3m范围开始，其上路基每填高2m强夯一层（达到底层土工格栅铺设高度时必须补夯一层），可有效减小路基自身沉降，防止路面开裂。

4.冲击碾压对周边构筑物的影响。

冲击碾压构造物类型及安全距离如下表

5.冲击碾压最适合的施工条件：填土高度大于18m(土质）或20m（石质）的路基、需要增强补压的填挖交界处；湿陷性黄土等软弱路基加固处理；旧路改造施工及旧砂石路，旧沥青混凝土路面加宽；软土路基（填料为粘性土、沙砾石和土石混合料填料）；替代强夯。

三、主要施工技术要点和控制方法

（一）强夯补强压实

1.选择强夯试验段

选择强夯施工试验段时，应根据现场实际情况，同时获得现场监理工程师的同意便可进行试验段施工。

2.强夯施工工艺

强夯施工工艺流程：测量和放线→首次夯实→夯坑回填后整平场地→测量和放线→第二次夯实→夯坑回填后整平场地→测量和放线→第三次夯实→夯坑回填后整平场地→测量和放线→普夯→平整场地→测量高程→检查验收。

3.施工准备

(1)制定施工技术方案及质量计划，并上报监理工程师批复。编制原则上应考虑周到，措施切实可行且便于操作。在掌握现场实际情况的前提下，合理细化施工路段并制定详实的施工计划。对施工技术人员进行安全和技术交底，所有参与施工的人员须进行岗前培训，考核合格方可持证上岗。

(2)审核施工图纸，熟悉规范及技术标准，并对相关技术问题进行澄清。

(3)根据审批的水准点、导线点确定路线边线、中线和标高控制点；用全站仪测量桩点并做标记，依据设计文件，施工过程中应注重对主要控制点的保护。

(4)施工前应确定某些重要参数，如最佳夯击能、间歇时间、夯间距等。

(5)保持施工便道畅通，清除障碍物，整平场地，确保通电、通水。

(6)夯实机械应在施工之前运进现场，并确保其可以正常运行。

4.施工方法

(1)测量放线：通过全站仪、GPS等测量仪器现场将夯实点位准确定位。

(2)铺砂垫层：在强力夯实过程中，由于冲击波在传递过程中对不同土层间有反射和折射作用，表面多次反射使表层土体疏松，同时竖向分量也起着松动表层的作用。因此，在地表有饱和细粒土和地下水位较高时，宜在表面铺设1.0～2.0m厚的砂石，不仅可作为承受强夯机械的持力层，又可减少由于冲击波过大而造成的上部土层松动，还可以加速强夯产生的超静水压力的消散。

(3)夯点的定位：强力夯实前，应采用小木桩或石灰标出第一遍夯击点的位置，其偏差不大于50mm并测量地面高程。夯击遍数按设计文件或经批准的专项方案执行，强夯三遍后，应普夯一次，落距控制在1.5～3m，锤印彼此搭接不小于0.5m，单点一般不小于1～3击，以加固前几遍夯点之间被振松的表土层。必要时可根据地基土的性质和工程要求适当增加夯击遍数。

强力夯击点布置图

夯击遍数的时间间隔：各夯击遍数之间的间隔时间，由试夯试验确定。正式强夯时首先保证夯击遍数间隔时间，并做好详细记录，其次可根据实际情况调整施工流水顺序，安排合理的流水节拍，力争使各区段间达到连续夯击。坚决杜绝间隔时间不足就强行下一遍施工，确保夯实质量。

夯锤的落距：按规范要求，具体数据由试夯后报现场专业监理工程师验证确定。每次夯击前，检查落距并做好详细记录，以确保夯击能量达到设计及规范要求。

（4）吊机就位强夯：吊机就位后，应测量夯前锤顶高程，然后按施工设计图要求的次序进行强夯。

（5）强夯顺序：试夯确定夯击遍数及建筑物安全距离，然后在进行大范围夯击。试夯时应选择一个具有代表性的区域，表面应平整。按设计图纸的夯点排列方式及间距，实地放出该范围的夯击点并测量场地标高，然后根据设计夯击参数进行试夯，记录夯击沉降量。夯完一遍后，测量夯击面标高，若第一遍夯击沉降量大于5cm，则进行第二遍夯击；若第二遍夯沉量小于5cm，则场地可夯击一遍即可；若第二遍沉降量大于5cm，则进行第三遍夯击，若沉降量小于5cm，则场地可夯击两遍；以此类推，最终确定需要夯击的遍数。

5.施工控制要点

（1）正式强夯前应进行试夯。

（2）施工前应检查锤重和落距，单击夯击能力应符合设计要求。

（3）强力夯击前，应对夯点进行放样并复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏差或漏夯应及时纠偏。

（4）施工过程中应记录每个夯点的夯击下沉量，原始记录应完整、齐全。

（5）施工前应选择具有代表性并不小于500㎡的路段进行试夯，确定最佳夯击能力、间歇时间、夯击间距等参数。

（6）夯击次数应按现场试夯得到的夯击次数和夯击下沉量关系曲线确定。

（7）最后两击的平均夯沉量不大于50mm，夯坑周围地面不应发生过大的隆起，不因夯坑过深而发生起锤困难。

6.强夯机具要求

起重机一般采用起重能力大于25t的单缆或起重能力大于40t的复缆履带式起重机均可，并配有辅助门架缓冲消能支撑构造，防止吊臂过大振动、后仰，从而造成事故。若选用复缆起重机应配有自动脱钩装置。起重机的最大提升高度应大于10米。夯锤重15t，锤径为2m，夯锤选用弹性模量高的圆柱形钢制夯锤，或选用厚壳内浇钢筋混凝土的圆柱形夯锤。在夯锤底部必须对称设置4～6个顶面贯通的排气孔，以利于夯锤着地时坑底空气迅速排出和减小起锤时坑底的附着面积和吸力，排气孔的直径在25～30cm之间为宜。

7.施工时应注意以下事项：

（1）夯击作业时应注意观察是否会对周围建筑物造成不利影响，确保周围建筑物安全。

（2）强夯施工应严格按照试夯确定的夯击参数执行。

（3）施工前应熟悉施工场地的地质资料、设计施工图、强夯平面布置图、设计强夯施工参数。按照设计要求的强夯施工范围、夯点排列及间距布置，采用测量仪器放点，并用小木桩或白灰在夯点中心处做出标记，夯点放完后应进行复测，确认无误后在绘制夯点布置图，绘图比例宜为（1/200-1/500)，并在图上对夯点进行逐一编号，固定并在实地标出每遍夯点位置，各点夯击深度必须标在大样图的相应夯点上，以便更好地看图识别。

（4）根据设计夯实厚度，结合试夯数据或预估沉量确定首次夯击标高。

（5）强夯施工前，宜在施工现场按10m×10m方格网确定开夯面以下处理厚度内的含水量，对于处理厚度内局部土层含水率不满足强夯适用范围的湿陷性黄土层，应采用洒水湿润或降低湿度的措施。当强夯施工范围处理深度以内含水率过低，应在施工前4～6天对施工范围进行增湿。

（6）强夯施工前应检查夯锤重量，外形尺寸及落距控制方法，施工过程中应检查夯点排列、夯锤落距、强夯遍数、夯点击数、最后两击平均夯沉量、夯点总夯沉量以及相邻两遍的间隔时间等，并不定时重点抽查。

（7）强夯施工区域必须按自强夯处理区域外侧逐次向内侧推进的方式进行控制。

（8）强夯施工时必须加强填挖过度以及地形变化较大的陡坎或挖台阶处的强夯处理，夯击能量、遍数结合施工安全通过试夯确定。为保证基地处理效果，可结合地形、开挖台阶，适当减小强夯分层厚度。

（9）由于本段地形特征，天然陡坎或挖台阶较多，强夯施工到邻近陡坎或挖方边坡坡脚的位置，可适当降低夯击能力，保证施工安全。

（10）施工过程中若出现与试夯获取的信息差异较大时，应及时对施工信息进行综合分析找出原因，调整施工参数，实施动态控制。

（11）强夯的两遍夯击之间应有一定的时间间隔，间隔时间取决于超静孔隙水压力的消散速度，对渗透性好的地基可联系夯击。

（12）对粉质地基，施工结束后间隔2～3周后方可对其质量检验。

（13）质量检验内容为路基基地5m深度内的地基夯实质量，即检验湿陷性黄土处理后的湿陷性系数是否满足<0.015。

（14）检验方法：钻芯取样法。

（15）检测频率：检验数量为每2000平米抽样检验2个点。

(二)高填路基冲击碾压补强压实

1.施工工艺流程见下图

冲击碾压施工工艺流程图

2.施工方法及主要工序控制要点

（1）施工准备

对需要进行冲击碾压的地段进行压路机碾压并整平，以保证均匀传递较大的冲击力，使冲击碾压达到最佳效果，在无法转弯的地段还要修筑转弯道，以利冲击压路机转弯行驶。同时，必须对冲击碾压机械的性能进行了解和熟悉。

然后在现场实际布置沉降观测点，可以通过白灰布点，也可以利用全站仪实际测量坐标，这样才能更加准确定位。选定试验路段进行冲击工艺探索，确定最佳冲击碾压遍数。

（2）测量放样

对已整平的路基进行放样测量，测量冲压前的标高，以确定冲压后的冲压沉降量。

（3）试验段布置

无论是地基冲碾，还是路基分层碾压，其冲击碾压工作段的长度一般要求宽度大于24m，长度大于100m。按照每20m设置一个横断面，每个横断面沉降检测布置3点，分别为路基的左、中、右三点（边点距离路基边1m），进行高程测量和压实度（测点30cm以下表面）检测。在碾压过程中按照每5遍检测一次压实度及沉降量，并详细记录检测数据，同时对检测数据进行整理分析，确定最佳碾压遍数，用于指导后续冲击碾压施工。

（4）其余段落施工

按照试验段（首件制）确定的施工工艺进行冲击碾压，施工过程中可根据各个段落的试验检测情况对冲击遍数进行调节。最终以试验检测数据为准来确定是否完成冲击碾压。

（5）具体冲击碾压过程

冲碾时压路机先从路基一侧边缘行驶，行至终点时转弯反向沿线路中心向起点行驶，行至起点再转向路基边侧行驶，牵引车行驶使压实轮的轮迹应重叠二分之一以上，以保证弧形轮中间的部分被冲碾到，就这样一环一环的进行（详见示意图）。当压路机轮迹到达另一侧边缘时完成冲碾一遍。由于压实轮弧形的构造特点，冲碾一遍结束时仍有部分路基未被冲碾到，此时应接着进行第二遍、第三遍……，每冲击1遍，试验检测沉降量、压实度、含水量、高程、弯沉值及回弹模量等数据。如果此时的土体含水量小于土体的最佳含水量时，则要用推土机、平地机整平，根据计算补充洒水，保证土体处于最佳含水量、地基湿润、不出现松散层、水分充分渗透后再继续冲压，进行压实度和高程检测。冲击碾压5遍、10遍、15遍后，需在碾压前已布置好的同一测点位置进行高程测量和压实度（测点30cm以下表面）检测。各种数据整理汇总后得出结论，以便指导后续大面积施工。

（6）冲碾注意事项：当冲击压路机冲压若干遍后，若场地波浪起伏过大，立即停止施工，用推土机推平整以后再继续施工。当表层土的含水量过少，扬尘情况严重时，则停止施工，用洒水车进行喷洒后再继续施工。压实过程中表层产生波浪形起伏后，碾压时要有意识地调整转弯半径，冲击波峰，即进行错峰压实，以做到压实质量的均匀和满压。在每碾压五遍后要调整为反方向冲击碾压。对于含水量较高的情况注意防止施工中出现“弹簧”现象，如果出现弹簧现象可暂停施工，待含水量降低、强度恢复后再施工或采用挖除换填方式处理。测点平面位置保持不变，在施工过程中，应保证测点位置的固定。

冲击碾压示意图

3.冲击碾压遍数

（1）冲击碾压遍数的定义：双轮冲击压路机的冲击轮宽度为0.9m，两轮隙宽度为1.16m，双轮外边缘的宽度为2.96m时，冲碾1次的计算碾压宽度为2m，经错一个轮宽碾压，冲碾1个来回后，计算碾压宽度4m，按照此方法计算，整个场地全部压完1次算一遍。

（2）对于在软基地段上面铺筑石碴的路基（石渣厚度一般在50～70cm左右），一般要冲击碾压一次，冲击碾压遍数为15～20遍。

（3）对于一般路段（路基高度4m以下）的Ⅱ级（含Ⅱ级）以下的湿陷性黄土地基处理，要冲击碾压20～25遍。

（4）对于地基为路基填土高度在3～6m者，在路基填筑至路床顶20cm时进行冲击碾压一次，冲击碾压遍数为10～15遍；路基填土高度在6～10m者，在路基高度填筑到一半时冲击第一次，填筑到路床顶20cm时冲击第二次，每次冲击碾压遍数为15～20遍。

四、结束语

随着我国道路等基础设施建设进入新时代，各种新工艺、新设备等广泛应用于道路工程施工中，对高填方路基施工技术有了更高的要求和挑战。为了保证高填路基施工质量和安全，需要施工人员不断地学习先进的施工技术，提高业务水平和能力，在严格按照施工技术规范执行的同时，并予以不断创新，保证工程优质高效完成，以达到竣工验收标准，为云南省的道路基础设施建设高质量发展奠定坚实的基础。

参考文献：

[1]《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》（JTJ 017-96）.

[2]《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）.

[3]《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）.