鸡爪沟地形的路基处理与质量控制

鸡爪沟地形的路基处理与质量控制

杨嵩桥

山西路桥建设集团有限公司山西太原030006

摘要：高速公路施工中，起伏变化的鸡爪沟地形既不利于基底不等厚软土地基的固结沉降，又不利于路堤段落的施工和压实，按照正常路基施工工艺施工，鸡爪沟地形段落的路基经常会产生不均匀沉降，路堤顶面产生严重的纵向或横向裂缝，严重的还会破坏路面结构，影响车辆的正常通行。

关键词：鸡爪沟；地质条件；质量控制

1工程概况

和榆高速公路榆社至左权段，地处太行山主脉中段西侧，主要地质为土石山区，巨丘纵横，石山穿插其间，坡度较缓，土壤由黄色和砂页岩风化物形成。由于砂页岩风化物和黄土的结构松散，垂直结构发育，抗蚀力弱，水土流失现象严重。植被生长稀疏，土壤养分状况差。地形破碎，沟谷众多，高速公路沿线鸡爪沟地形分布较广，本标段内共有连续鸡爪沟地形路基5段，成为制约施工进度主要因素和路基质量控制的的重点段落。

2鸡爪沟地形地质特性及易产生的质量通病

地形条件复杂。当路堤穿过沟谷时，沟谷中心填土高度最大，向两端逐渐降低，或位于半填半挖地段，由于填土高度不同，易产生不均匀沉降；一般地面横坡较陡，填挖结合的界面处理不良，易造成路基很像或纵向开裂，严重的会导致半幅路基下沉、坍塌的质量事故；特别是高填方路堤的基底承受的荷载很大，如对基底处理不当，会造成路基整体下沉。

地质状况差。鸡爪沟地形的原地面比较软弱，多为经多年雨水冲刷产生的淤泥质土或草炭土等沟谷地段，长年淤积而形成大面积的软土，含水量大，压缩性高，地基强度低，若填筑前处理不当，易产生压缩下沉或挤压位移，从而导致路堤因不均匀沉降或剩余沉降量过大而破坏；

3鸡爪沟地形路基施工质量控制

3.1表层处理施工前先进行原地面复测。

路基开挖与填筑前，人工砍树挖根。用地范围内的垃圾，有机物残渣及原地面以下至少30cm内的草皮、根系和表土预以清除，并根据图纸和规范要求将不含石块、垃圾及有害物质的表土进行收集，运到适当的临时堆放场地存放，用于绿化及弃土场的复耕。堆放同时做好排水措施，以免造成水土流失污染周边环境。

3.2基底处理

石质山坡，清除原地面松散风化层，按设计开凿台阶。

清除孤石、石笋。

有地下水或地面水汇流的路段，采用挖沟措施导排水。

场地清理完成后，进行填前碾压，使其密实度达到规定要求（93%）。

3.3坡面处理

根据鸡爪沟地形特点，陡坡坡腰至坡脚，常常被坡面残积土覆盖，这些残积物大多由强风化的砂岩、页岩与腐植物组成，其CBR值极低，一般具有遇水软化、膨胀、失水开裂的特征。如果在其上直接修筑路堤，其稳定性必然得不到保证，根据我合同段地表覆盖土层厚度小于2m的特点，施工时坡面残积物全部清除，并在基岩上开挖反向4%的台阶，宽度不于2m，台阶高度根据设计图纸确定，从下至上分层填筑，确保路基稳定。

鸡爪沟地形路基填方，按图纸要求分层填筑，避免因填筑不当，而出现路基纵向裂缝。

填筑时，从低处往高分层摊铺碾压，特别注意填、挖交界处的拼接，铺设土工格栅，碾压做到密实无拼痕。填筑至路堤边缘时采用三光轮压路机碾压。6m以上的高填路基每填高2m，根据现场实际情况用蓝派夯实。

鸡爪沟地形路基的开挖，须待下半填断面原地面处理好，开挖上部挖方断面。对挖方中非适用材料不填在半填断面内。

3.4根据鸡爪沟地形地质的特殊情况采用以下施工工艺进行处理：

3.4.1.冲击碾压

鸡爪沟地形路基土石混填时，填筑厚度难于控制，振动压路机压实困难，软土地基路段雨水后产生沉陷，开挖重新填压难度大，因此选择在填前进行冲击碾压，冲击碾压的目的是加速土体沉降，使下压土加速固结，从而使土体密度均匀一致，消除不均匀沉降，提高基底承载力。实际施工中填前冲击碾压可以使原地面产生8-13cm的沉降量。

3.4.2强夯处理

为防止鸡爪沟地形的不均匀沉降，特别要在填挖结合部位要进行强夯处理，在夯击能达到2000KN/M进行强夯时，有效影响深度为5米。强夯点位按照梅花形布置，相互搭接为1/2夯击直径，每点至少夯击6-8次，点夯2次以后进行满夯，具体夯击次数以最后两次夯击沉降量不超过2cm控制。

3.4.3布设土工格栅

在半填半挖交界处采用土工格栅补强，位于上、下路床底面和交界面较陡地段的路堤范围铺设土工格栅补强，以减少不均匀沉降。下承层平整，摊铺时拉直、平顺，紧贴下承层，不得扭曲、折皱。在斜坡上摊铺时，应保持一定的松紧度。采用不大于0.75cm的碎石土铺底，碾压平整，防止碾压时破坏土工格栅。土工格栅的连接，采用搭接时，纵向搭接长度不小于150mm；横向搭接长度不小于50mm。位于开挖台阶处每层格栅端部打1排Ф6钢筋U型钉，间距75cm。土工格栅铺筑合格后，填筑下层料时采用倒车卸料，严禁车辆在土工格栅上行走。施工中采取措施防止土工格栅受损，出现破损时应及时修补或更换。

3.4.4增设垫层处理

3.4.4.1增设灰土垫层处理。当软弱土层的厚度在1—3m范围内，土层强度与规范要求地基强度相差不大、含水量不高，可考虑用灰土垫层来提高地基承载力，通常灰土为石灰土或二灰土（石灰粉煤灰）。石灰土垫层施工前必须对下卧地基进行检验，如发现局部软弱土坑，应挖除，用素土或石灰土填平夯实。施工时应将灰土拌和均匀，控制含水量，如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿，以达到灰土最佳含水量。分层松铺厚度按采用的压实机具现场试验来确定，一般情况下松铺厚度应不大于30cm，分层压实厚度应不大于20cm。压实后的灰土应采取排水措施，3天内不得受水浸泡。灰土垫层铺筑完毕后，要防止日晒雨淋，应及时铺筑上层。

3.4.4.2设置砂砾垫层。砂砾垫层为设置在路堤填土与软土地基之间的透水性垫层，可起排水的作用，可保证填土荷载作用下地基中孔隙水的顺利排出，从而加快了地基的固结。当地基上部软土层较薄且含水量大时，在软土地基上敷设0.5—1.2m左右厚的砂砾垫层，可达到固结软土层，并起到上部排水层的作用，同时，砂砾垫层又成为填土的地下排水层，降低填土的地下水位。采用天然级配砂砾料，其最大粒径不应大于5cm，含泥量不应大于5%，无粗细粒料分离现象。砾石强度不低于四级（即洛杉矶法磨耗率小于60%）。砂垫层宽度应宽出路基边脚0.5—1.0m，两侧端以片石护脚或采用其他方式防护，以免砂砾料流失。

3.4.5采用碎石桩对地基进行加固采用砾石、碎石等散粒材料，以专用震动沉管机械或水震冲器施工形成碎石桩，碎石桩与周围地基组成复合地基。粒料桩对地基有置换、挤密和竖向排水作用。碎石桩的填料应为未风化的干净砾石或轧制碎石，粒径宜为20—50mm，含泥量不应大于10％。一般饮用水均可用于碎石桩的施工。施工前应按规定做成桩试验，记录冲孔、清孔、制桩时间和深度、冲水量、水压、压人碎石量及电流的变化等参数，经验证设计参数和施工控制的有关参数作为碎石桩施工的控制指标。碎石桩施工应根据制桩试验成果严格控制水压、电流和振冲器在固定深度位置的留振时间。水压视土质及其强度而定，一般对强度较低的软土，水压要小些，对强度较高的软土，水压宜大，成孔时水压宜大，制桩振密时水压宜小，水量要充足，使孔内充满水，以防塌孔。严格控制电压稳定，一般为f380_+20）V。控制加料振密过程中的密实电流，密实电流的规定值应根据现场制桩试验定出，宜为潜水电动机的空载电流加上10—15A，或为额定电流的90％左右，严禁在超过额定电流的情况下作业。振冲器在固定深度位置的留振时间宜为0—20s。填料要分批加入，不宜一次加料过量，原则上要“少吃多餐”，保证试桩标定的装料量，一般制作最深桩体时填料偏多。每一深度的桩体在未达到规定的密实电流时应继续加料，继续振实，严格防止“断桩”和“缩颈桩”的发生。

4结束语

本文在对鸡爪沟地形质量通病分析的基础上，根据鸡爪沟地形、地质的不同情况，提出了不同的处理措施，通过这些措施旨在提高工程质量，节约高速公路运营成本，保障公路施工安全和运营安全。

参考文献：

[1]山区高速公路鸡爪沟地形路基修筑关键技术研究[D].陈宇亮.长沙理工大学2004

[2]鸡爪沟地形软基区高填路基变形规律三维数值模拟[J].刘伟.湖南交通科技.2008（01）

[3]鸡爪沟地形高填路基变形监控分析[J].赖丹娜，廖玲，蒋能文.公路与汽运.2007（03）