高速公路半填半挖及填挖交界路基施工工法.docx

江西省高速公路建设管理标准化工艺
半填半挖及填挖交界路基施工工法

江西省交通运输厅德昌高速公路项目建设办公室

目 录

1、前言……………………………………………………3
2、工法特点………………………………………………3
3、适用范围………………………………………………3
4、工艺原理………………………………………………4
5、施工工艺流程及操作要点……………………………4
6、材料……………………………………………………8
7、机具设备………………………………………………9
8、劳动组织及安全………………………………………9
9、质量控制………………………………………………10
10、效益分析 …………………………………………..11
11、应用实例 …………………………………………..12

一、前言：
祁浮高速公路地处山区，高速公路的半填半挖路段路基设计居多。控制好半填半挖的施工质量，是避免造成路基沉陷、路面早期破损的病害情况出现、提高高速公路的质量的重要手段，本文以江西省祁浮高速公路为例，编制半填半挖及填挖交界路基施工工法。
二、特点：
半填半挖及填挖交界路基产生病害的潜在因素较多,由于设计考虑不周、施工不到位, 容易产生不均匀沉降，引发路基滑移、路基沉陷、路面早期破损等病害。只有通过设计分析制定出有针对的、有效的处治方案, 再经过精心地施工, 才能取得良好的效果。
在填挖交界处开挖台阶,铺设土工格栅, 降低路基、边坡内的地下水位,将较大的增加半填半挖路堤稳定安全储备,有利于防止填方的滑移及不均匀沉降, 提高边坡的稳定性, 减少路基灾害的发生，从而对路面结构起到有效的保护。
对半填半挖路基, 往往以控制不均匀沉降为主。为保证填挖交界处路面能正常使用。
三、适用范围：
江西山区高速公路近年来发展迅猛，在路基设计当中除了要综合考虑路基的强度、稳定性及关键部位路基施工技术等因素，还要尽量避免资源的浪费，保护自然环境, 设计中多从填挖平衡方面考虑，因此山区高速公路半填半挖路段路基设计居多。本工法主要针对填挖高高差在3m以上或地面较陡路段，横向半填半挖路基及纵向半填半挖路基施工，确保填挖交界处的路基沉降均匀，保证填挖交界处路面的正常使用。
四、工艺原理：
在填挖交界处开挖台阶,铺设土工格栅, 降低路基、边坡内的地下水位,将较大的增加半填半挖路堤稳定安全储备,有利于防止填方的滑移及不均匀沉降, 提高边坡的稳定性, 减少路基灾害的发生，从而对路面结构起到有效的保护。
五、工艺流程及操作要点：
（一）、工艺流程
监控量测

铺筑土工格栅
路堑边沟施工

填挖交界处路基填筑
土质台阶开挖
施工测量放样
施工准备

（二）操作要点
1 、施工放样测量
进场后组织测量队对沿线所有控制点进行复测，并与相邻标段的控制点进行复核。对施工图逐桩坐标进行复核后，按要求做好开工准备，对本合同段所给出的控制点（导线点、水准点）进行复核与增设，完成恢复定线与施工放样，并对所有计算、实测结果进行成果整理，经核查无误后方可进行路基施工。在施工放样过程中使用高精度的全站仪，采用坐标法放样。路基工程放样包括以下内容：路基中线、边线、坡脚、护坡道、排水沟、征地界、纵断面高程及取土坑的具体位置。
2、清理与掘除
清除路线用地范围内的树木、杂草、灌木、垃圾、有机物残渣及原地面以下至少30cm内的草皮、农作物的根系和表土后，将之运至弃土场内。场地清理完毕，充分晾晒后，全面进行填前辗压，路基基底压实度不小于90%。
3、三次线控解决路基宽度不足问题
为有效解决路基红线不清晰、填筑宽度不足、填挖边线控制不整齐的问题，我们通过第一次控,采用挖红线沟、设置界桩的措施划清公路用地与地方的界限；通过第二次线控解决填挖宽度不能一次到位的问题；通过第三次线控保证施工过程中的工程质量及形象。三次线控法保证了路基施工的质量，也解决了路基施工场面凌乱、形象差的问题。
4、半填半挖路基施工措施
（1）措施一：开挖台阶
施工过程中，半填半挖路基基底台阶的开挖必须严格按照设计完成开挖设置工作，台阶的开挖作为路基填筑的前提条件，用挖掘机（小松210-7）进行台阶开挖，且开挖的台阶必须为实体台阶，不得用虚土培出台阶，台阶的坡度必须向内侧倾斜2%-4%，台阶宽度大于2m, 当填幅地面横坡陡于1:5时（包括纵横两个方向）应在基底挖宽度为2m的台阶，台阶内倾2%-4%，以确保为机械施工提供充足的作业面。当填挖交界处土质地段由于挖方与填方材料在工程性质上的巨大差异,造成填挖交界面土体滑移的产生,而较高的填方作为新荷载加大了路堤滑动的可能性,若出现滑移,势必引起路面尤其是填挖交界面的不均匀沉降,从而对路面结构产生破坏,半填半挖新填部分与挖方部分的土体性质和压实度差异将导致路基的不均匀沉降。施工中为减少这种差异，首先在填料的选择上应与挖方土层性质相匹配。当挖方为土质时, 应采用级配较好砂性土、碎石、砂砾采用自卸车（15t）运到现场进行填筑, 用推土机（SD16）进行整平，用压路机（柳工20t）进行碾压，施工中应将半填半挖的填方区压实度标准适当提高，填方区应严格从低处往高处分层摊铺碾压, 对横向宽度较窄机械无法施工的地方必须采用小型机具进行夯实。同时对挖方区路床用挖掘机（小松210-7）进行超挖回填; 当挖方为岩质时, 填方采用填石路堤。
作用：填挖交界处内倾台阶的开挖大大提高了交界面的结合性能，实体内倾的台阶有助于新填筑路基与挖方段的连接，减少后期出现的不均匀沉降的发生。

（2）措施二：铺筑土工格栅
半填半挖路基,在填挖交界处挖出一部分向内倾斜台阶,为加固填挖交界处的联结性，在填挖交界的台阶处设置土工格网,并将土工格网伸入台阶内一定距离,从而有效得加强填方与挖方之间的联结,土工格栅与土体相互作用,共同承受荷载,使土体与土工格栅之间的咬合力作用加强,土体中的应力场得到了改善,对挖填两部分的整体联结起到了加强的作用。
施工过程中，土工格栅严格按照设计分层铺设，并在挖方侧人工铺筑土工格栅，采用Ø10钢筋锚钉进行有效锚固，对于部分陡坎路段需适当增加土工格栅层数，且锚固段长度不小于1m，在施工中要将土工格栅用锚钉固定，横向铺设，铺设应平顺、无扭曲、鼓包、断裂、皱褶等现象, 并与下层密贴，土工格栅之间采用绑扎联结，土工格栅的搭接长度不小于15cm。
作用：由于受土工格栅的约束，限制了填方路基的侧向滑移，从而避免路基顶面和路面结构出现拉裂或滑裂，增强了半填半挖路段的路基稳定性，土工格栅的设计对半填半挖路段起到了加固的作用。
（3）措施三：路堑暗盖板边沟施工
针对地表水，祁浮高速公路在设计中在挖方处设置，主要目的是截断坡面和路基间的地下水联系, 暗盖板边沟下面设有砂砾盲沟，通过盲沟中的滤水管排除地下水。填挖交界处的排水工程需先实行路堑盲沟的施工再进行填方段排水沟施工，且不易在雨季施工；路堑盲沟要与路堤排水沟工衔接通顺；路堑盖板暗边沟沟底盲沟滤水管引出；填挖交界处路堑盲沟断面采用梳齿形出口形式以利于盲沟全断面排水；且排水沟沟底铺砌的顶面应与暗边沟盲沟沟底的地面齐平。保证路堑排水的的通畅。
作用：路堑盖板暗边沟的设置截断坡面和路基间的地下水联系，增加填挖交界处的稳定性。
5、路基整修成型
（1）恢复各项标桩，按设计图纸要求检查路基的中线位置、宽度、纵坡、横坡、边坡及相应的标高等。
（2）土质路基应用人工或机械刮土或补土的方法整修成型。深路堑边坡整修应按设计要求的坡度，自上而下进行刷坡，不处在边坡上以土补。
（3）修整的路基表层厚150mm以内，松散的或半埋的尺寸大于100的石块，应从路基表面层移走，并按规定填平压实。
（4）填土路基两侧超填的宽度应予切除，如遇边坡缺土时，必须挖成台阶，分层填补夯实。
（5）对中途停工较长时间和暂时不做路面的路基，亦应做好排水设施，复工前应对路基各分项工程予以修整。
（6）路基工程完成后，每当大雨、连日暴雨或积雪融化后，应控制施工机械和车辆在土质路基上通行。若不可避免时，应将碾压的坑槽中的积水及时排干，整平坑槽，对修复部分重新压实。
六、材料：
表6-1 主要工程材料
序号
材料名称
规 格
1
土工格栅
网格尺寸24.5*24.5
断裂强度径向≥80KN/m,纬向≥50KN/m，延伸率≤10%
七、机具设备：
表7-1机械设备明细表
名称
型号
单位
数量
挖掘机
小松210-7
台
1
自卸车
15t
辆
2
压路机
柳工20t
台
1
推土机
SD16
台
1
八、劳动组织及安全：
1、劳动组织
表8-1 劳动力组织表
序号
工程
人数
责任范围
1
工地负责人
1人
施工现场总负责
2
技术负责人
1人
施工技术、质量等现场总负责
3
质检员
2人
负责现场质量控制检查、施工记录、数据整理等
4
测量员
1人
负责现场施工放样
5
试验员
1人
负责试验及检测工作
6
安全员
1人
负责现场安全管理
7
机料员
1人
负责现场机料管理
2、安全
施工安全是保证工程质量和工期的重要前提条件，因此，在施工过程中，必须认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针，严格防止各类伤亡事故的发生，并制定如下措施
　　（1）、参加施工人员，上岗前必须由职教和安质技术部门进行安全技术培训，经考试合格后，持证上岗。
　　（2）、施工人员进入施工现场必须戴符合标准的安全帽及工装，进入2m以上架体或施工层作业必须佩挂安全带。
　　（3）、施工人员立足本职工作，严禁动用不属本职工作范围内的设备。
　　（4）、路堑开挖时，应经常检查坡面的稳定。每天收工前应对坡面、坡顶附近进行检查，如发现有裂缝和坍方的迹象或有危土时，须立即处理，凡不能处理且对施工安全有威胁时应制定隔离带，并作醒目标示，防止人员进入，造成伤害。
　　（5）、在路堑内作业，必须戴安全帽。
　　（6）、严禁有间发性癫痫、高血压、心脏病和恶性贫血患者在高边坡作业。
　　（7）、护坡施工严禁上面砌筑下面勾缝。　　　
　　（8）、加强机械设备安全技术管理，机械设备的操作人员和起重指挥人员做到经过专门训练，并考试合格取得主管部门颁发的特殊工种操作证后方可独立操作。
　　（9）、各种机械要定机定人维修保养，做到自检、自修、自维有记录。
　　（10）、施工现场各种机械要挂安全技术操作规程牌。各种起重机械和垂直运输机械在吊运物料时，现场要设人值班和指挥。
　　（11）、各种机械不准带病运行。
　九、质量控制：
（一）质量控制要求
1、本工法所执行《公路路基施工技术规范》(JTG F10—2006)。
2、本工法所执行《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)。
（二）质量控制措施
1、台阶开挖
（1）在路基填筑前进行填挖交界处的台阶开挖，台阶的开挖作为路基填筑的前提条件；
（2）开挖的台阶必须为实体台阶，不得用虚土培出台阶；
（3）台阶的坡度必须向内侧倾斜2%-4%，台阶宽度大于2m, 当填幅地面横坡陡于1:5时（包括纵横两个方向）应在基底挖宽度为2m的台阶，台阶内倾2%-4%；
（4）填料的选择上应与挖方土层性质相匹配；
（5）对横向宽度较窄机械无法施工的地方必须采用小型机具进行夯实。
2、 土工格栅铺筑
（1）土工格栅采用Ø10钢筋锚钉进行有效锚固，且锚固段长度不小于1m；
（2）工格栅横向铺设，铺设应平顺、无扭曲、鼓包、断裂、皱褶等现象, 并与下层密贴；
（3）土工格栅之间采用绑扎联结，土工格栅的搭接长度不小于15cm。
十、效益分析：
本工法经济效益明显，以祁浮高速公路F1标为例，本工法避免了因半填半挖施工不到位引发的路基不均匀沉降，从而导致路基开裂情况的出现的出现，保证了路基的整体稳定性和良好的安全效益，节省了后期压浆等路基病害处理费用，社会效益明显。
十一、工程应用实例：
祁浮高速F1标采用半填半挖的施工方法，利用填挖交界处的台阶开挖，减少了路基不均匀沉降的出现，在填挖交界处铺筑土工格栅，对填挖交界处的加固增加了填挖交界处的联结性，在路堑部分设置盖板边沟，阻断地下水对填挖交界处的侵害，提高了填挖交界处的稳定性。采用半填半挖的施工工艺，具有良好的经济和社会效益。
存在的问题：江西省公路工程普遍存在施工工期短的情况，祁浮高速公路就仅用了一年的时间完成了路基填筑。路基填筑速度过快、自然沉降期短，后期容易加快地基沉降量和沉降速度，甚至路基出现开裂，工后沉降不满足规定的时候就开始路面施工，路基局部沉降量过大将导致路面悬空现象的出现，对路基的稳定性造成严重的影响。因此江西省有的高速公路通车仅一年就出现了压浆处理的情况，一方面，路基质量无法保证，维修等一系列补救措施和路面的舒适度影响了正常的高速公路营运，另一方面，加大了不必要的高速公路后期成本的投入。因此，建议江西省公路建设在路基施工工期的设计方面能够考虑工后沉降对路基稳定性的影响，适当的延长路基施工工期，保证路基的施工质量，减少运营期间后期成本的发生。