CN116815733A - 一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其中回填深度每4m采用强夯+分层碾压回填+每2m冲击碾压的方法，消除地基湿陷性，确保高填方路基填筑质量；在填筑中，采用填方坡顶、路堤边线外侧设排水沟+填筑层设置横向排水坡的方式，做好路基防排水工程，以减少黄土地区路基典型病害；高填方路基每隔5m范围内沿路基横向分层铺设土工格栅，增大地基承载力，有效延长地基使用寿命，有效防止地面开裂、塌陷等现象；本申请能提高路基填筑质量，减少后期路基失稳、沉降、裂缝等质量问题的发生，为后续路面结构层施工质量提供了保障，能减少后期维修成本，延长道路使用年限。

Description

一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺

技术领域

本发明涉及路基建设施工技术领域，尤其涉及一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺。

背景技术

常规湿陷性黄土一直是影响和困扰道路建设的世界性难题，黄土没遇水时强度较高，受水浸湿后，土体结构会迅速丧失地基承载力，产生不均匀地基下陷，给道路路基造成极大危害。路基开裂、塌陷、沉降、失稳和防排水失效等，都是湿陷性黄土地区道路典型病害，此类道路严重影响行车安全。

目前，湿陷性黄土一般处于饱和状态，路基施工后沉降量控制难度较大，这是目前湿陷性黄土路基建设上遇到的最大困难，特别是兰州北绕城东段高速公路盐场堡至什川段公路路基，全长18.612km，填方约170多万方，土方来源于路堑挖方，属湿陷性黄土，其土质较均匀、结构疏松，颗粒主要为粉土颗粒，占总重量约50～70％，而粉土颗粒中又以0.05～0.01ram的粗粉土颗粒为多，占总重约40.6％，天然含水量在6～8％，施工时补水量及焖料较难控制，若水分不均匀，则对碾压时压实度影响较大，碾压方式及组合方式对压实度的影响也很大。

如正常施工压实层厚30cm土层，经现场检测，本层压实度均大于93％，对此类黄土本层压实达到预期效果，但对紧邻已压实的土层起到部分破坏作用，使紧邻已压实土层上层部松散，压实密度减小，压实度减小量达5％左右，甚至不能满足标准最低压实度要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，为解决高填方与湿陷性对路基工程造成的质量难题，保证本工程路基施工质量。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其施工方法包括：

S1、施工准备：

交接线路中桩，复核测量点，进行路线贯通测量，进行导线、中线及高程的复测，水平点的复查与增设，横断面的测量与绘制，核对无误后进行现场放样测量，放出路基中桩、边桩，并标注路基挖填高度及弃土场具体位置；确定整体施工方案；

S2、清表、边坡修改：

在施工前将路基用地范围内的树木，灌木、垃圾、有机物残渣及原地面下30cm内的草皮和表土进行清除；

S3、修建临时排水系统：

在最上部一级边坡坡顶2m外设山坡截水沟，截水沟内侧沟深60cm，外侧沟深根据地形情况调整，设计为60～90cm；护坡平台设平台截水沟，平台截水沟坡度为4％；

施工时在路堤边线外设置一部分临时排水边沟，在临时排水边沟中每隔20m左右设一个集水井，集水井低于排水沟底0.8m，集水井内水应随集随排，经过滤后排往临时修建的集水坑内；

S4、强夯：

强夯处理湿陷性黄土地基施工前，应选择代表性的地段进行试夯；

按夯点布置测量放线确定夯位，并进行三遍夯击，其中第一遍点按照设计间距，每二遍点夯呈梅花状插在第一遍点夯之间，第三遍为满夯，采用夯点彼此搭接连续夯击一遍；

S5、回填、碾压：

按自然段分填筑区，全断面分层填筑；

高填方在路面铺筑前具有一定的自然沉降量，根据沉降观测数值分析，本项目填筑时土方超填0.6％，以消除高填方的工后沉降；

测量放样：现场放出每层填料的铺设宽度，按规范和设计要求，每层铺设宽度比设计两侧各宽出20-60cm，以保证路堤边缘有足够的压实度；并进行摊铺；

在碾压时，直线段由两边向中间，小半径曲线段内侧向外侧，纵向进退式进行；控制压路机行驶速度，先慢后快、先静压后强振，前后两次轮迹重叠40～50cm。结构物附近或无法采用压路机压实的地方，使用小型夯实机械加以夯实，使这些地方的压实度达到规范要求。

进一步的，在S1中，选取东侧工业路填方后最不利剖面进行填土与现状地面的整体稳定性滑移计算，用于判定回填压实后填土边坡是否会沿现状地面发生整体滑移。

再进一步的，在S2中，根据设计坡度，对原沟岸线进行修坡，为保证路基稳定，地面横坡大于1:5时，横向上地面挖成宽度为2.0m的向内倾斜4％的台阶；地面纵坡大于1:3时，纵向上地面应挖成宽度不小于2.0m的向内倾斜的台阶。

再进一步的，在S4中，强夯机械选择：现场选取YTQH450C型履带式强夯机，带有自动脱钩装置，强夯锤底面形式采用圆形；

或/和，经试夯确定：选择锤重32t，落距18.75m，第一、二遍点夯单击能为6000KN·m，每遍8～10击；第三遍满夯，满夯单击能为1000KN·m，满夯搭接1/4锤，即可满足设计夯沉量要求；

垫层铺设：强夯前需铺垫一层硬质的表层，使其能支撑起重设备，便于对所施工的夯击能得到扩散；

或/和，夯击时按试验和设计确定的强夯参数进行，强夯从道路中心向两侧对称布置夯点位置，落锤保持平稳，夯位准确，夯击坑积水及时排除。强夯处理范围大于路基坡脚宽度范围，每边超出坡脚外缘的宽度为2m。且分段进行，顺序从边缘夯向中央，先深后浅；

或/和，在每一遍夯击之后，及时用推土机将夯坑填平，并测量场地高程，在满足间隔时间后再进行下一遍夯击。每次夯击都需检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。每个夯点的累计夯沉量不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95％；最后2击平均夯沉量应满足设计要求；

或/和，完工的区域7d后，每500m²-1000m²选取一处分层检测土的干密度、压缩系数和湿陷系数，合格后方可进行下一区域作业。

再进一步的，在S5中，按自然段分填筑区，全断面分层填筑，即按常规的四区段八流程水平分层填筑法施工，四区段是：填土区段、平整区段、碾压区段、检测区段；八流程是：施工准备测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检测签证、路面整修、边坡整修；水平分层填筑是：在一个填筑区内按路基横断面全宽，纵向分层填筑；

在高填土施工过程中，必须做好排水工作。填筑过程中，在填层设置横向的排水坡，坡度控制在2％～4％，在路基两边设置交错排水沟，间距以10m～20m；

高填方在路面铺筑前具有自然沉降量，根据沉降观测数值分析，本项目填筑时土方超填0.6％，以消除高填方的工后沉降；

或/和，根据本工程地质情况，现场选用级配良好的砾类土、砂类土、素土作为回填材料，塑性指数为7-15，不含有机质，土块粒径不大于15mm，液限不大于50％，塑性指数不大于26；

根据回填材料在试验路段进行原材料试验及标准击实试验，并根据压实机具型号规格，在不同含水率、不同填筑厚度、不同碾压遍数上确定最佳机械组合，以及每次上料、整平和碾压的适宜工作段长度。

再进一步的，还包括测量放样、摊铺、碾压、检验压实度、冲击碾压、交接处理；

或/和，测量放样是现场放出每层填料的铺设宽度，按规范和设计要求，每层铺设宽度比设计两侧各宽出50cm，以保证路堤边缘有足够的压实度；

或/和，摊铺为路基作业分层平行摊铺，采用推土机整平，压路机碾压；其中施工时严格控制填料质量和含水量，其含水量控制在最佳压实含水量±2％以内；在填筑时从低处开始，由下向上分层平行摊铺，每层厚度控制在30cm范围内，顶面最后一层压实厚度应不小于100mm。每层填筑宽度，应超出路堤设计宽度50cm，以保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度；并且不同土质的填料要分层填筑碾压，并尽量减少层数。进行每层的压实时，要不断地进行整平，保证均匀一致和平整；

或/和，碾压时，直线段由两边向中间，小半径曲线段内侧向外侧，纵向进退式进行；控制压路机行驶速度，先慢后快、先静压后强振，前后两次轮迹重叠40～50cm。结构物附近或无法采用压路机压实的地方，使用小型夯实机械加以夯实，使这些地方的压实度达到规范要求；

或/和，检验压实度，其每一压实层均按检验标准检测压实度，合格后方可填筑其上一层。否则应采取措施进行补压，直到合格时为准；

或/和，冲击碾压时，检测冲击碾压前的路基含水量，并保证含水量在最佳含水量的±4％范围内，要根据情况适时洒水；冲击碾压前进行压实度检测，经检测压实度达到90％后方可进行冲碾施工。冲击压路机进行冲击碾压，机械行进速度在10～15km/h之间，从路基的一侧向另一侧转圈冲碾。冲碾前测量一次埋设钢筋顶的标高，以后每冲碾5次测量一遍标高，以计算沉降量，直至冲碾10遍。冲击压路机型号为25KJ型，轮宽为0.9m，两冲碾轮的内间距为1.17m，每遍冲碾要保证轮迹重叠宽度不小于1/3轮宽。冲击碾压以道路中心线对称地将场地分成两半，压实行驶路线如图所示，冲碾顺序按“先两边，后中间”错轮进行，轮迹覆盖整个路基表面为冲碾一遍；冲碾结束，用平地机整平施工冲碾路段，然后采用振动压路机将路基表面碾压密实平整，若表土干燥，应适量洒水，以保证压实效果；

或/和，填方分作业段施工，两段交接处不在同一时间填筑则先填地段按1：1坡度分层留台阶。两个地段同时填筑时，则分层相互交叠衔接，搭接长度不小于2m。

再进一步的，还包括路堤加筋土工格栅施工；

其中路堤加筋土工格栅施工，主要是利用土工格栅与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅孔眼对土体的锁固作用以及加筋补强作用，阻止土体的位移、下沉和滑坍，提高路堤的稳定性；

其中土工格栅铺设时，高填方每隔5m范围内沿路基横向分层铺设格栅，土工格栅幅宽4m，每延米纵、横向拉伸强度：≥35kN/m；纵、横向标称伸长率：≤13％；

土工格栅铺设时长孔方向与线路走向垂直，根据土工格栅的铺设宽度，加上土工格栅两端回折长度，截取每幅土工格栅长度铺设；

竖拉土工格栅两端，逐幅铺设，两幅搭接时高端压在低端之上，曲线地段外侧搭在内侧之上，直线地段按左幅搭在右幅之上，格栅的纵、横向接缝用U型钉连接使格栅间连成整体。格栅间互相搭接宽度不小于0.5cm。紧贴下承层，拉直平顺，不得扭曲、折皱、重叠；

铺好的土工格栅每隔1.5-2.0m用钩头钉固定于地面。土工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m，以便包边固结路堤；

或/和，还包括路基填筑，其中土工格栅铺设完毕后，不可长时间暴晒，应及时(48小时内)按试验段确定的厚度和施工方法填土摊平压实；

每层填筑应按“先两边后中间”的原则对称进行，严禁先填路堤中部。填料不允许直接卸在土工格栅上，必须卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度不大于1m。一切车辆、施工机械不得直接在铺好的土工格栅上行走，且只容许沿路堤轴线方向行驶；

填土的粒径要控制在15cm以下，填料中不可夹杂石块，以免损伤土工格栅；通过焖土或翻晒的方式控制填土的施工含水量在最佳含水量±2％之间；

每层填料要用推土机和平地机整平，确保路基与土工格栅密贴；

或/和，还包括边坡整修及包边，其中土工格栅上填筑的第一层填土达到预定厚度并经碾压到设计压实度后，人工将边坡边缘整修平顺后将下层伸出的土工格栅翻折上来，将格栅反卷回包2m绑扎于上一层土工格栅上，并人工修整锚固，在反卷端外侧培土1.0m，保护格栅，防止人为破坏；

其中按上述工序即完成了一层格栅铺筑，并按同样方法步骤进行其它各层格栅铺筑。所设格栅铺完后，即开始上部路堤的填筑；

或/和，还包括边坡防护，路基填筑完成后，及时做好坡脚防护，并进行边坡整修，将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密实、植草。

再进一步的，还包括步骤S6，用于沉降观测；

施工前期，建立3～4个观测基点，基点位置必须在沉降范围以外的区域，利用GPS，测量出基点位置的标高及相关基线方位，然后在路基两边，即路堤坡脚处、坡脚以外2m和4m处，对称埋置3个观测点，各观测点间距为50m；

路基填筑前，以测定好的基点标高和基线方位为基础，作为初始位置，做好详细记录。在施工期间每填筑一层观测一次，如果两次填筑时间间隔较长，则1天观测一次，如果路基中心沉降速率大于1cm/昼夜，应立即停止路堤填筑，待沉降稳定后再进行施工。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月或每月观测一次，直至预压期结束；

根据不同的土质，构建有限元模型，利用计算模型来分析计算出各土层的沉降量。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

(1)本申请中，回填深度每4m采用强夯+分层碾压回填+每2m冲击碾压的方法，消除地基湿陷性，确保高填方路基填筑质量。

(2)对高填方陡坡路段，进行填土与现状地面的整体稳定性滑移计算，保证边坡稳定。

(3)黄土的多种不利于路基及路基施工的工程特性，均由水引起，用黄土填筑路基，在填筑中，采用填方坡顶、路堤边线外侧设排水沟+填筑层设置横向排水坡的方式，做好路基防排水工程，以减少黄土地区路基典型病害。

(4)高填方路基每隔5m范围内沿路基横向分层铺设土工格栅，增大地基承载力，有效延长地基使用寿命，有效防止地面开裂、塌陷等现象。

(5)本申请能提高路基填筑质量，减少后期路基失稳、沉降、裂缝等质量问题的发生，为后续路面结构层施工质量提供了保障，能减少后期维修成本，延长道路使用年限。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为开挖台阶示意图；

图2为夯点布置示意图；

图3为剖面稳定性计算示意图；

图4为冲击碾压路线图示意图。

具体实施方式

本实施例的总体工艺流程：

施工准备→清表、边坡修整→修筑临时排水系统→试夯，确定施工参数→点夯→满夯→检测试验→施工机具、填料准备→试验段施工→施工测量、插杆挂线→分层填筑、推土机粗平→含水率检查→平地机精平→压路机碾压→压实度检查→每回填2m冲击碾压→沉降观测→下层铺筑→路堤加筋土工格栅铺设→每回填4m重复以上，直至回填至设计标高。

其中S1施工准备

1、交接线路中桩，复核GPS点，进行路线贯通测量，进行导线、中线及高程的复测，水平点的复查与增设，横断面的测量与绘制等，然后送交监理工程师核查，核对无误后进行现场放样测量，放出路基中桩、边桩，并标注路基挖填高度及弃土场具体位置。

2、规范作业程序、规划机械作业路线，做好土方调配工作。

3、确定整体施工方案，东侧工业路段局部存在高填方陡坡路段，选取东侧工业路填方后最不利剖面进行填土与现状地面的整体稳定性滑移计算：

根据计算：该段边坡安全等级为一级，填土与现状地面的抗滑移稳定性安全系数为1.599＞1.35(规范要求)，整体抗滑移稳定性满足要求，回填压实后填土边坡不会沿现状地面发生整体滑移。

S2清表、边坡修整

1、施工前将路基用地范围内的树木，灌木、垃圾、有机物残渣及原地面下30cm内的草皮和表土进行清除。

2、根据设计坡度，对原沟岸线进行修坡，为保证路基稳定，地面横坡大于1:5时，横向上地面挖成宽度为2.0m的向内倾斜4％的台阶；地面纵坡大于1:3时，纵向上地面应挖成宽度不小于2.0m的向内倾斜的台阶。

如图1所示，开挖台阶示意图。

S3修筑临时排水系统

1、在最上部一级边坡坡顶2m外设山坡截水沟，截水沟内侧沟深60cm，外侧沟深根据地形情况调整，一般为60～90cm；护坡平台设平台截水沟，平台截水沟坡度为4％。

2、施工时在路堤边线外设置一部分临时排水边沟，在临时排水边沟中每隔20m左右设一个集水井，集水井低于排水沟底0.8m，集水井内水应随集随排，经过滤后排往临时修建的集水坑内。

S4强夯

1、强夯机械选择：现场选取YTQH450C型履带式强夯机，带有自动脱钩装置，强夯锤底面形式采用圆形。

2、考虑到现场施工条件复杂，强夯处理湿陷性黄土地基施工前，应选择代表性的地段进行试夯，试夯区域定为20m*20m方格。试夯时应优化试夯点数量、调整夯锤质量、落距、夯击次数等参数，直到土的干密度、压缩系数和湿陷系数等指标及静载等测试符合要求。

3、经试夯确定：选择锤重32t，落距18.75m，第一、二遍点夯单击能为6000KN·m，每遍8～10击；第三遍满夯，满夯单击能为1000KN·m，满夯搭接1/4锤，即可满足设计夯沉量要求。

4、垫层铺设：强夯前需铺垫一层稍硬的表层，使其能支撑起重设备，便于对所施工的夯击能得到扩散。

5、如图2所示，按夯点布置测量放线确定夯位，第一遍点夯间距为5m×5m，每二遍点夯呈梅花状插在第一遍点夯之间，间距为5m×5m；第三遍为满夯，采用夯点彼此搭接连续夯击一遍，其中黑点为第二次夯击点。

6、夯击时按试验和设计确定的强夯参数进行，强夯从道路中心向两侧对称布置夯点位置，落锤保持平稳，夯位准确，夯击坑积水及时排除。强夯处理范围大于路基坡脚宽度范围，每边超出坡脚外缘的宽度为2m。且分段进行，顺序从边缘夯向中央，先深后浅。

7、在每一遍夯击之后，及时用推土机将夯坑填平，并测量场地高程，在满足间隔时间后再进行下一遍夯击。每次夯击都需检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。每个夯点的累计夯沉量不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95％；最后2击平均夯沉量应满足设计要求。

8、完工的区域7d后，每500m2-1000m2选取一处分层检测土的干密度、压缩系数和湿陷系数，合格后方可进行下一区域作业。

S5碾压回填

1、回填材料选择

根据本工程地质情况，现场选用级配良好的砾类土、砂类土、素土作为回填材料，塑性指数为7-15，不含有机质，土块粒径不大于15mm，液限不大于50％，塑性指数不大于26。

2、试验路段

根据回填材料在试验路段进行原材料试验及标准击实试验，并根据压实机具型号规格，在不同含水率、不同填筑厚度、不同碾压遍数上确定最佳机械组合，以及每次上料、整平和碾压的适宜工作段长度。

3、路基填筑方法

(1)按自然段分填筑区，全断面分层填筑，即按常规的四区段八流程水平分层填筑法施工。四区段是：填土区段、平整区段、碾压区段、检测区段；八流程是：施工准备测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检测签证、路面整修、边坡整修；水平分层填筑是：在一个填筑区内按路基横断面全宽，纵向分层填筑。

(2)在高填土施工过程中，必须做好排水工作。填筑过程中，在填层设置横向的排水坡，坡度控制在2％～4％，在路基两边设置交错排水沟，间距以10m～20m。

(3)高填方在路面铺筑前具有一定的自然沉降量，根据沉降观测数值分析，本项目填筑时土方超填0.6％，以消除高填方的工后沉降。

4、测量放样：现场放出每层填料的铺设宽度，按规范和设计要求，每层铺设宽度比设计两侧各宽出50cm，以保证路堤边缘有足够的压实度。

5、摊铺

(1)路基作业分层平行摊铺，采用推土机整平，压路机碾压。

(2)施工时严格控制填料质量和含水量，其含水量控制在最佳压实含水量±2％以内。

(3)填筑时从低处开始，由下向上分层平行摊铺，每层厚度控制在30cm范围内，顶面最后一层压实厚度应不小于100mm。每层填筑宽度，应超出路堤设计宽度50cm，以保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度。

(4)不同土质的填料要分层填筑碾压，并尽量减少层数。进行每层的压实时，要不断地进行整平，保证均匀一致和平整。

6、碾压

碾压时时直线段由两边向中间，小半径曲线段内侧向外侧，纵向进退式进行；控制压路机行驶速度，先慢后快、先静压后强振，前后两次轮迹重叠40～50cm。结构物附近或无法采用压路机压实的地方，使用小型夯实机械加以夯实，使这些地方的压实度达到规范要求。

7、检验压实度

每一压实层均按检验标准检测压实度，合格后方可填筑其上一层。否则应采取措施进行补压，直到合格时为准。

8、冲击碾压

(1)检测冲击碾压前的路基含水量，并保证含水量在最佳含水量的±4％范围内，要根据情况适时洒水。

(2)冲击碾压前进行压实度检测，经检测压实度达到90％后方可进行冲碾施工。

(3)冲击压路机进行冲击碾压，机械行进速度在10～15km/h之间，从路基的一侧向另一侧转圈冲碾。

(4)冲碾前测量一次埋设钢筋顶的标高，以后每冲碾5次测量一遍标高，以计算沉降量，直至冲碾10遍。

(5)冲击压路机型号为25KJ型，轮宽为0.9m，两冲碾轮的内间距为1.17m，每遍冲碾要保证轮迹重叠宽度不小于1/3轮宽。冲击碾压以道路中心线对称地将场地分成两半，压实行驶路线如图所示，冲碾顺序按“先两边，后中间”错轮进行，轮迹覆盖整个路基表面为冲碾一遍；

如图4所示，冲击碾压路线图。

(6)冲碾结束，用平地机整平施工冲碾路段，然后采用振动压路机将路基表面碾压密实平整，若表土干燥，应适量洒水，以保证压实效果。

9、交接处理

填方分作业段施工，两段交接处不在同一时间填筑则先填地段按1：1坡度分层留台阶。两个地段同时填筑时，则分层相互交叠衔接，搭接长度不小于2m。

10、路堤加筋土工格栅施工

路堤加筋土工格栅施工，主要是利用土工格栅与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅孔眼对土体的锁固作用以及加筋补强作用，阻止土体的位移、下沉和滑坍，提高路堤的稳定性。

(1)土工格栅铺设

高填方每隔5m范围内沿路基横向分层铺设格栅，土工格栅幅宽4m，每延米纵、横向拉伸强度：≥35kN/m；纵、横向标称伸长率：≤13％。

土工格栅铺设时长孔方向与线路走向垂直，根据土工格栅的铺设宽度，加上土工格栅两端回折长度，截取每幅土工格栅长度铺设。

竖拉土工格栅两端，逐幅铺设，两幅搭接时高端压在低端之上，曲线地段外侧搭在内侧之上，直线地段按左幅搭在右幅之上，格栅的纵、横向接缝用U型钉连接使格栅间连成整体。格栅间互相搭接宽度不小于0.5cm。紧贴下承层，拉直平顺，不得扭曲、折皱、重叠。

铺好的土工格栅每隔1.5-2.0m用钩头钉固定于地面。土工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m，以便包边固结路堤。

(2)路基填筑

土工格栅铺设完毕后，不可长时间暴晒，应及时(48小时内)按试验段确定的厚度和施工方法填土摊平压实；

每层填筑应按“先两边后中间”的原则对称进行，严禁先填路堤中部。填料不允许直接卸在土工格栅上，必须卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度不大于1m。一切车辆、施工机械不得直接在铺好的土工格栅上行走，且只容许沿路堤轴线方向行驶。

填土的粒径要控制在15cm以下，填料中不可夹杂石块，以免损伤土工格栅；通过焖土或翻晒的方式控制填土的施工含水量在最佳含水量±2％之间；

每层填料要用推土机和平地机整平，确保路基与土工格栅密贴。

(3)边坡整修及包边

土工格栅上填筑的第一层填土达到预定厚度并经碾压到设计压实度后，人工将边坡边缘整修平顺后将下层伸出的土工格栅翻折上来，将格栅反卷回包2m绑扎于上一层土工格栅上，并人工修整锚固，在反卷端外侧培土1.0m，保护格栅，防止人为破坏。

(4)按上述工序即完成了一层格栅铺筑，并按同样方法步骤进行其它各层格栅铺筑。所设格栅铺完后，即开始上部路堤的填筑；

(5)边坡防护

路基填筑完成后，及时做好坡脚防护，并进行边坡整修，将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密实、植草。

沉降观测

1、施工前期，建立3～4个观测基点，基点位置必须在沉降范围以外的区域，利用GPS，测量出基点位置的标高及相关基线方位，然后在路基两边，即路堤坡脚处、坡脚以外2m和4m处，对称埋置3个观测点，各观测点间距为50m。

2、路基填筑前，以测定好的基点标高和基线方位为基础，作为初始位置，做好详细记录。在施工期间每填筑一层观测一次，如果两次填筑时间间隔较长，则1天观测一次，如果路基中心沉降速率大于1cm/昼夜，应立即停止路堤填筑，待沉降稳定后再进行施工。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月或每月观测一次，直至预压期结束。

3、根据不同的土质，构建有限元模型，利用计算模型来分析计算出各土层的沉降量。

工艺原理

回填深度每隔4m采用强夯+分层碾压+每2m冲击碾压相结合的方法进行回填，利用强夯、冲击碾压对地基土施加冲击力，提高地基土的压缩性，消除土的湿陷性等；严格控制回填材质分层碾压厚度，高填方路基每隔5m范围内沿路基横向分层铺设土工格栅，通过以上措施，经现场沉降观测，确保了高填方路基填筑质量。

应用实例

永靖工业园区标准化厂房及基础设施建设项目位于永靖县三条岘乡，共包含城市主干路1条、支路2条(含临时道路)，共计3条道路，主干路设计速度40km/h，支路设计速度20km/h，道路总长度5.82km。道路及管线沿线地形起伏较大，勘探点地面最高高程1960.730m，最低高程1735.740m，相对高差224.99m；路基工程最大填方深度达到25.1m,属高填方路基，工程场地具有Ⅱ级(中等)自重湿陷性～Ⅳ级(很严重)自重湿陷性，最大湿陷深度21.00m；为湿陷性高填方路基工程。

本工程于2022年3月开始路基工程施工。通过每隔4m采用强夯+分层碾压回填，在路堤部位采用加筋土工格栅等措施，经沉降观测，每日路基中心沉降速率小于1cm/昼夜，保证了路基填筑质量，有效地避免了一些病害的出现，创造了一定的经济效益与社会效益。

以上实施例仅是对本发明创造的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：其施工方法包括：

S1、施工准备：

交接线路中桩，复核测量点，进行路线贯通测量，进行导线、中线及高程的复测，水平点的复查与增设，横断面的测量与绘制，核对无误后进行现场放样测量，放出路基中桩、边桩，并标注路基挖填高度及弃土场具体位置；确定整体施工方案；

S2、清表、边坡修改：

在施工前将路基用地范围内的树木，灌木、垃圾、有机物残渣及原地面下30cm内的草皮和表土进行清除；

S3、修建临时排水系统：

在最上部一级边坡坡顶2m外设山坡截水沟，截水沟内侧沟深60cm，外侧沟深根据地形情况调整，设计为60～90cm；护坡平台设平台截水沟，平台截水沟坡度为4％；

施工时在路堤边线外设置一部分临时排水边沟，在临时排水边沟中每隔20m左右设一个集水井，集水井低于排水沟底0.8m，集水井内水应随集随排，经过滤后排往临时修建的集水坑内；

S4、强夯：

强夯处理湿陷性黄土地基施工前，应选择代表性的地段进行试夯；

按夯点布置测量放线确定夯位，并进行三遍夯击，其中第一遍点夯按设计间距，每二遍点夯呈梅花状插在第一遍点夯之间，第三遍为满夯，采用夯点彼此搭接连续夯击一遍；

S5、回填、碾压：

按自然段分填筑区，全断面分层填筑；

高填方在路面铺筑前具有一定的自然沉降量，根据沉降观测数值分析，本项目填筑时土方超填0.6％，以消除高填方的工后沉降；

测量放样：现场放出每层填料的铺设宽度，按规范和设计要求，每层铺设宽度比设计两侧各宽出20-60cm，以保证路堤边缘有足够的压实度；并进行摊铺；

在碾压时，直线段由两边向中间，小半径曲线段内侧向外侧，纵向进退式进行；控制压路机行驶速度，先慢后快、先静压后强振，前后两次轮迹重叠40～50cm。结构物附近或无法采用压路机压实的地方，使用小型夯实机械加以夯实，使这些地方的压实度达到规范要求。

2.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：在S1中，选取东侧工业路填方后最不利剖面进行填土与现状地面的整体稳定性滑移计算，用于判定回填压实后填土边坡是否会沿现状地面发生整体滑移。

3.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：在S2中，根据设计坡度，对原沟岸线进行修坡，为保证路基稳定，地面横坡大于1:5时，横向上地面挖成宽度为2.0m的向内倾斜4％的台阶；地面纵坡大于1:3时，纵向上地面应挖成宽度不小于2.0m的向内倾斜的台阶。

4.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：在S4中，强夯机械选择：现场选取YTQH450C型履带式强夯机，带有自动脱钩装置，强夯锤底面形式采用圆形；

或/和，经试夯确定：选择锤重32t，落距18.75m，第一、二遍点夯单击能为6000KN·m，每遍8～10击；第三遍满夯，满夯单击能为1000KN·m，满夯搭接1/4锤，即可满足设计夯沉量要求；

垫层铺设：强夯前需铺垫一层硬质的表层，使其能支撑起重设备，便于对所施工的夯击能得到扩散；

或/和，夯击时按试验和设计确定的强夯参数进行，强夯从道路中心向两侧对称布置夯点位置，落锤保持平稳，夯位准确，夯击坑积水及时排除。强夯处理范围大于路基坡脚宽度范围，每边超出坡脚外缘的宽度为2m。且分段进行，顺序从边缘夯向中央，先深后浅；

或/和，在每一遍夯击之后，及时用推土机将夯坑填平，并测量场地高程，在满足间隔时间后再进行下一遍夯击。每次夯击都需检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。每个夯点的累计夯沉量不得小于试夯时各夯点平均夯沉量的95％；最后2击平均夯沉量应满足设计要求；

或/和，完工的区域7d后，每500m²-1000m²选取一处分层检测土的干密度、压缩系数和湿陷系数，合格后方可进行下一区域作业。

5.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：在S5中，按自然段分填筑区，全断面分层填筑，即按常规的四区段八流程水平分层填筑法施工，四区段是：填土区段、平整区段、碾压区段、检测区段；八流程是：施工准备测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、碾压夯实、检测签证、路面整修、边坡整修；水平分层填筑是：在一个填筑区内按路基横断面全宽，纵向分层填筑；

在高填土施工过程中，必须做好排水工作。填筑过程中，在填层设置横向的排水坡，坡度控制在2％～4％，在路基两边设置交错排水沟，间距以10m～20m；

高填方在路面铺筑前具有自然沉降量，根据沉降观测数值分析，本项目填筑时土方超填0.6％，以消除高填方的工后沉降；

或/和，根据本工程地质情况，现场选用级配良好的砾类土、砂类土、素土作为回填材料，塑性指数为7-15，不含有机质，土块粒径不大于15mm，液限不大于50％，塑性指数不大于26；

根据回填材料在试验路段进行原材料试验及标准击实试验，并根据压实机具型号规格，在不同含水率、不同填筑厚度、不同碾压遍数上确定最佳机械组合，以及每次上料、整平和碾压的适宜工作段长度。

6.根据权利要求4所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：还包括测量放样、摊铺、碾压、检验压实度、冲击碾压、交接处理；

或/和，测量放样是现场放出每层填料的铺设宽度，按规范和设计要求，每层铺设宽度比设计两侧各宽出50cm，以保证路堤边缘有足够的压实度；

或/和，摊铺为路基作业分层平行摊铺，采用推土机整平，压路机碾压；其中施工时严格控制填料质量和含水量，其含水量控制在最佳压实含水量±2％以内；在填筑时从低处开始，由下向上分层平行摊铺，每层厚度控制在30cm范围内，顶面最后一层压实厚度应不小于100mm。每层填筑宽度，应超出路堤设计宽度50cm，以保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度；并且不同土质的填料要分层填筑碾压，并尽量减少层数。进行每层的压实时，要不断地进行整平，保证均匀一致和平整；

或/和，碾压时，直线段由两边向中间，小半径曲线段内侧向外侧，纵向进退式进行；控制压路机行驶速度，先慢后快、先静压后强振，前后两次轮迹重叠40～50cm。结构物附近或无法采用压路机压实的地方，使用小型夯实机械加以夯实，使这些地方的压实度达到规范要求；

或/和，检验压实度，其每一压实层均按检验标准检测压实度，合格后方可填筑其上一层。否则应采取措施进行补压，直到合格时为准；

或/和，冲击碾压时，检测冲击碾压前的路基含水量，并保证含水量在最佳含水量的±4％范围内，要根据情况适时洒水；冲击碾压前进行压实度检测，经检测压实度达到90％后方可进行冲碾施工。冲击压路机进行冲击碾压，机械行进速度在10～15km/h之间，从路基的一侧向另一侧转圈冲碾。冲碾前测量一次埋设钢筋顶的标高，以后每冲碾5次测量一遍标高，以计算沉降量，直至冲碾10遍。冲击压路机型号为25KJ型，轮宽为0.9m，两冲碾轮的内间距为1.17m，每遍冲碾要保证轮迹重叠宽度不小于1/3轮宽。冲击碾压以道路中心线对称地将场地分成两半，压实行驶路线如图所示，冲碾顺序按“先两边，后中间”错轮进行，轮迹覆盖整个路基表面为冲碾一遍；冲碾结束，用平地机整平施工冲碾路段，然后采用振动压路机将路基表面碾压密实平整，若表土干燥，应适量洒水，以保证压实效果；

或/和，填方分作业段施工，两段交接处不在同一时间填筑则先填地段按1：1坡度分层留台阶。两个地段同时填筑时，则分层相互交叠衔接，搭接长度不小于2m。

7.根据权利要求5所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：还包括路堤加筋土工格栅施工；

其中路堤加筋土工格栅施工，主要是利用土工格栅与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅孔眼对土体的锁固作用以及加筋补强作用，阻止土体的位移、下沉和滑坍，提高路堤的稳定性；

其中土工格栅铺设时，高填方每隔5m范围内沿路基横向分层铺设格栅，土工格栅幅宽4m，每延米纵、横向拉伸强度：≥35kN/m；纵、横向标称伸长率：≤13％；

土工格栅铺设时长孔方向与线路走向垂直，根据土工格栅的铺设宽度，加上土工格栅两端回折长度，截取每幅土工格栅长度铺设；

竖拉土工格栅两端，逐幅铺设，两幅搭接时高端压在低端之上，曲线地段外侧搭在内侧之上，直线地段按左幅搭在右幅之上，格栅的纵、横向接缝用U型钉连接使格栅间连成整体。格栅间互相搭接宽度不小于0.5cm。紧贴下承层，拉直平顺，不得扭曲、折皱、重叠；

铺好的土工格栅每隔1.5-2.0m用钩头钉固定于地面。土工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m，以便包边固结路堤；

或/和，还包括路基填筑，其中土工格栅铺设完毕后，不可长时间暴晒，应及时(48小时内)按试验段确定的厚度和施工方法填土摊平压实；

每层填筑应按“先两边后中间”的原则对称进行，严禁先填路堤中部。填料不允许直接卸在土工格栅上，必须卸在已摊铺完毕的土面上，卸土高度不大于1m。一切车辆、施工机械不得直接在铺好的土工格栅上行走，且只容许沿路堤轴线方向行驶；

填土的粒径要控制在15cm以下，填料中不可夹杂石块，以免损伤土工格栅；通过焖土或翻晒的方式控制填土的施工含水量在最佳含水量±2％之间；

每层填料要用推土机和平地机整平，确保路基与土工格栅密贴；

或/和，还包括边坡整修及包边，其中土工格栅上填筑的第一层填土达到预定厚度并经碾压到设计压实度后，人工将边坡边缘整修平顺后将下层伸出的土工格栅翻折上来，将格栅反卷回包2m绑扎于上一层土工格栅上，并人工修整锚固，在反卷端外侧培土1.0m，保护格栅，防止人为破坏；

其中按上述工序即完成了一层格栅铺筑，并按同样方法步骤进行其它各层格栅铺筑；所设格栅铺完后，即开始上部路堤的填筑；

或/和，还包括边坡防护，路基填筑完成后，及时做好坡脚防护，并进行边坡整修，将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密实、植草。

8.根据权利要求1所述的湿陷性黄土地区高填方路基质量控制的施工工艺，其特征在于：还包括步骤S6，用于沉降观测；

施工前期，建立3～4个观测基点，基点位置必须在沉降范围以外的区域，利用GPS，测量出基点位置的标高及相关基线方位，然后在路基两边，即路堤坡脚处、坡脚以外2m和4m处，对称埋置3个观测点，各观测点间距为50m；

路基填筑前，以测定好的基点标高和基线方位为基础，作为初始位置，做好详细记录。在施工期间每填筑一层观测一次，如果两次填筑时间间隔较长，则1天观测一次，如果路基中心沉降速率大于1cm/昼夜，应立即停止路堤填筑，待沉降稳定后再进行施工。路堤填筑完成后，堆载预压期间观测应视地基稳定情况而定，一般半月或每月观测一次，直至预压期结束；

根据不同的土质，构建有限元模型，利用计算模型来分析计算出各土层的沉降量。