劉國(guó)紅

(陽(yáng)泉市工程建設(shè)監(jiān)理中心，山西 陽(yáng)泉 045000)

陽(yáng)泉市廣陽(yáng)路(平定縣西外環(huán)路二期)建設(shè)工程起點(diǎn)為平定縣城西外環(huán)路K1 +370.000，由南向北，終點(diǎn)至陽(yáng)泉市南外環(huán)路K6 +284.525，全長(zhǎng)4 914.525 m。廣陽(yáng)路采用城市主干路Ⅱ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算行車速度為40 km/h。路線控制紅線寬度60 m，行車道寬2×15 m 八車道。項(xiàng)目沿線主要為中低山區(qū)、低洼農(nóng)田和自然溝壑地形，最高點(diǎn)位于K4 +163 處，海拔820.024 m，最低點(diǎn)位于K6 +260.00 海拔668.908 m，沿線多為黃土覆蓋，山谷兩側(cè)，有基巖外露，植被稀疏，屬于構(gòu)造剝蝕地貌。沿線有兩處高填方地段，K4+657.00～K4 +833.50 和K5 +380.00～K5 +640.00 處，K4 +722.65 處深度21 m，K5 +560.00 處深度18 m。全線填料來(lái)源均為挖方地段調(diào)配并全部利用。較有代表性的挖方地段土(石)質(zhì)情況分布為，表層1 m～2 m 范圍內(nèi)分布有雜填土、低液限粉土、低液限粘土、殘積土。下層為石炭系泥巖及砂巖。本工程高填方占全線填方工程量90%以上，高填方是整個(gè)工程質(zhì)量控制的重中之重。廣陽(yáng)路是市區(qū)與縣城的一條主干道路，最大限度的減小工后沉降，是擺在各參建單位面前的最大課題。路基沉降導(dǎo)致路面破壞，是公路在建設(shè)和使用過(guò)程中最常見(jiàn)的病害之一，高填方路基工后沉降極易發(fā)生。工后沉降速度緩慢、延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，甚至在通車兩年以后還在下沉，使得路面養(yǎng)護(hù)難度增大，每年下沉每年處理，有的單位采用鉆孔注漿的辦法進(jìn)行處理，不但費(fèi)用高，且得中斷交通，對(duì)濕陷性黃土效果不佳。填方路基的實(shí)踐證明，對(duì)于高填方路基來(lái)說(shuō)，如果采用通常的壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，路基工后沉降無(wú)法避免，而且重錘施工常用于軟地基處理，在本次高填方路基施工實(shí)踐中，使用重錘的沖擊能，顯著提高路基承載力，增加土體密實(shí)度，減小路基工后沉降積累了成功經(jīng)驗(yàn)。

1 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定

1.1 土質(zhì)條件

全線挖方地段的開(kāi)挖土全部回填利用，施工時(shí)清除表層雜填土和腐殖土后進(jìn)行。

1.2 當(dāng)前的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

常見(jiàn)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)為壓實(shí)度和沉降差兩種控制方法，壓實(shí)度常用于土質(zhì)填料路基的壓實(shí)檢測(cè)控制，顆粒粒徑和含量均勻級(jí)配的集料，路面結(jié)構(gòu)層也常采用壓實(shí)度控制。沉降差多用于石質(zhì)填方路基的壓實(shí)檢測(cè)和控制。

1.3 壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的確定

根據(jù)廣陽(yáng)路的填料情況，開(kāi)挖出的填料均為不同粒徑的塊狀粒料，為強(qiáng)～中風(fēng)化泥巖和砂巖。經(jīng)過(guò)機(jī)械開(kāi)挖和倒運(yùn)，破碎粉狀化，表觀可視為土石雜填料。同時(shí)由于地質(zhì)條件限制，無(wú)法準(zhǔn)確界定和分離土、石填料。只對(duì)塊狀泥巖和砂巖作了飽水強(qiáng)度試驗(yàn)。如果采用壓實(shí)度法控制，存在幾大問(wèn)題:1)由于石質(zhì)顆粒間隙較大，導(dǎo)致傳統(tǒng)灌砂法測(cè)量體積不準(zhǔn)確，從而影響測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)度值。2)隨著測(cè)點(diǎn)的不同，測(cè)量結(jié)果存在較大的差異性不能反映路基真實(shí)的壓實(shí)情況。而且對(duì)于高填方路基來(lái)說(shuō)，最大隱患就是工后沉降，采用沉降差法控制，較能直觀、準(zhǔn)確、靈活的反映路基壓實(shí)狀態(tài)。

根據(jù)JTJ 033—95 公路路基施工規(guī)范7.1.1～7.9.5 要求，建設(shè)單位、監(jiān)理單位和施工單位共同參與，在K1 +980～K2 +080 段作了試驗(yàn)段，填料塊狀石質(zhì)含量為80%，要求路堤最大壓實(shí)層厚50 cm，下路床最大壓實(shí)層厚為40 cm，上路床最大壓實(shí)層厚為30 cm。因試驗(yàn)段標(biāo)高位于下路堤，試驗(yàn)段壓實(shí)層厚確定為50 cm。最大粒徑均不超過(guò)層厚的2/3。

鋪筑時(shí)，先用160 推土機(jī)粗平，再用BM225-3 型振動(dòng)壓路機(jī)靜壓一遍，再用GR180 型平地機(jī)精平。然后按順路方向呈梅花形均勻布置10 個(gè)鋼球，然后用BW225-3 型振動(dòng)壓路機(jī)振壓，測(cè)量人員跟蹤測(cè)量，以同上一次測(cè)量數(shù)據(jù)之差在5 mm 范圍內(nèi)為止，最后用3Y21-24 型收面壓光。經(jīng)取樣試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定10 個(gè)點(diǎn)的壓實(shí)度進(jìn)行對(duì)比，最小壓實(shí)度為93.65%，最高為96.09%，符合規(guī)范要求。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

2 重錘夯擊設(shè)備選型與施工

根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，路基填筑深度大于6 m 的區(qū)域，要求重夯加固處理路基以保證路基質(zhì)量要求，為此確定重夯設(shè)備參數(shù)和施工技術(shù)要求。

2.1 參數(shù)確定

在重錘的能級(jí)的選擇上，項(xiàng)目部參考JGJ 79—2002 建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中強(qiáng)夯法的有效加固深度的估值和強(qiáng)夯法創(chuàng)始人梅那提出了如下公式:

其中，M 為夯錘重，t;h 為落距，m。

綜合考慮重錘施工現(xiàn)場(chǎng)與周邊民房距離，經(jīng)過(guò)計(jì)算，采用能量級(jí)小、錘擊數(shù)多、沉降差小的原則，綜合確定為500 kN·m，夯錘重50 kN，提升高度為10 m。高填方路基按正常分層碾壓，每層500 mm，4 層全面重錘夯擊一次，即1 次/2 m。通過(guò)試驗(yàn)確定重錘參數(shù)如下:錘底直徑1.2 m～1.3 m，擊數(shù)4 擊～6 擊，并保證最后兩擊沉降差不大于20 mm，安排專人監(jiān)督擊數(shù)，施工中定期或不定期進(jìn)行沉降差抽檢。

施工設(shè)備:主機(jī)為W1001 型15 t 履帶吊2 臺(tái)，夯錘重4.98 t 2 個(gè)。

2.2 重錘夯擊施工

測(cè)量放線，提前確定錘擊點(diǎn)位，白灰撒出點(diǎn)位方格線，設(shè)備就位，監(jiān)理驗(yàn)收后開(kāi)始夯擊。起重機(jī)就位后使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)，起吊到規(guī)定高度后放松鋼絲繩使重錘自然下落，反復(fù)起落，達(dá)到試驗(yàn)確定的錘擊數(shù)。起重機(jī)后退，到達(dá)下一個(gè)夯擊點(diǎn)位，保證重錘落點(diǎn)與前一夯點(diǎn)相切。重錘施工試驗(yàn)段沉降觀察記錄見(jiàn)表1。

表1 重錘施工試驗(yàn)段沉降觀察記錄

2.3 重錘夯擊對(duì)地下構(gòu)筑物的影響

重錘夯點(diǎn)與填方邊坡保留1 m 寬度，按照4 m 的距離考慮重錘影響廣度，因此距離涵洞、擋墻、地下管網(wǎng)等構(gòu)造物縱深應(yīng)大于4 m，見(jiàn)圖1。

2.4 填挖結(jié)合部位

填挖結(jié)合部位是路基最易發(fā)生問(wèn)題的部位，現(xiàn)場(chǎng)采取縮小夯擊層的方法，由1 次/2 m 改為1 次/1 m。即正常開(kāi)挖臺(tái)階，正常碾壓外，每填至1 m 高度，重夯一次，填挖結(jié)合部平臺(tái)寬度保證3 個(gè)夯位的寬度。

圖1 重錘夯擊示意圖

3 工后沉降觀測(cè)

表2 323 d 累計(jì)沉降觀測(cè)值 mm

竣工1 周后，開(kāi)始工后沉降觀測(cè)，表2 反映出，由于高填方路基采用重錘處理，竣工初期，也就是荷載作用初期，主要是受基底沉降和荷載共同作用，壓縮變形速率較大。隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)，壓縮變形已經(jīng)完成，主要進(jìn)行固結(jié)沉降，變化趨于緩慢。由于施工時(shí)經(jīng)過(guò)重錘處理，初始沉降在施工期間已經(jīng)基本完成，竣工后，運(yùn)營(yíng)階段的沉降大部分為次壓縮沉降，其值小而且速率緩慢。實(shí)質(zhì)上，我們真正關(guān)心的是竣工后運(yùn)營(yíng)階段的沉降變形，它直接影響路基、路面的穩(wěn)定。竣工近1年，路面總沉降最大為68 mm，約為填土總高度的3.2‰，未對(duì)路面質(zhì)量、外觀及其他附屬工程產(chǎn)生不良影響，行車舒適性也未受影響，取得了較好的預(yù)期效果。

4 結(jié)論與建議

1)規(guī)范規(guī)定的填土路基區(qū)域壓實(shí)度要求，主要依據(jù)車輛荷載對(duì)路面以下一定范圍內(nèi)持力層受力而定。但對(duì)于高填方路基，影響路基沉降變形的主要因素是填土本身，它既是承重結(jié)構(gòu)，又是主要荷載。對(duì)高填方路基的檢測(cè)驗(yàn)收數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過(guò)重錘技術(shù)處理的高填方路基，填料密度得到顯著提高，加快了土體初始沉降和固結(jié)沉降，對(duì)減少后期路面沉降，保證路基穩(wěn)定十分關(guān)鍵。所有高填方地段的路基彎沉值全部一次性檢測(cè)合格。

2)重錘施工速度通常較慢，單臺(tái)重錘設(shè)備每臺(tái)班夯擊面積一般在600 m2～800 m2，因此，應(yīng)開(kāi)辟足量的工作面，以保證填方施工與重錘施工有序銜接，交替進(jìn)行，以提高施工效率。相反，適當(dāng)延長(zhǎng)施工周期，有利于固結(jié)沉降的基本完成，本工程實(shí)際施工工期是同規(guī)模道路工期2 倍。

3)地質(zhì)情況不良時(shí)，尤其是位于山體上部的挖方路段，也可以采取對(duì)道路基層進(jìn)行重錘處理，效果顯著。

4)廣陽(yáng)路2012年9月25日竣工通車后，截止目前未見(jiàn)明顯病害，實(shí)踐證明此施工工藝基本滿足要求，值得借鑒。