山區(qū)公路高填方路基斷面型式選擇

1、山區(qū)公路高填方路基斷面型式選擇 徐積江1 肖玉林2 （1 江西省贛州市公路局南康分局 贛州 341400）（2 江西省贛州市公路局博達(dá)公路有限公司 贛州 341000）摘 要：本文對(duì)山區(qū)公路高填方路段構(gòu)筑的型式進(jìn)行了探討，為減少大填方或大擋墻數(shù)量，又可以保證路基質(zhì)量，不使邊坡失穩(wěn)，進(jìn)行了方案比選，選擇砌石路基是一種非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用可行的型式。關(guān)鍵詞：道路工程；山區(qū)公路；高填方路基；經(jīng)濟(jì)實(shí)用；斷面型式；選擇0 前 言 山區(qū)公路地勢(shì)陡峻高填深挖路段多，高填方有的幾十m高，甚至高達(dá)100 m多，邊坡伸出100 m多或落空的高填方路段經(jīng)常出現(xiàn)，一個(gè)斷面的面積有的多達(dá)幾km2，填方和防護(hù)工程數(shù)量巨大，因地勢(shì)

2、陡峻給施工帶來(lái)很大困難，很多路段無(wú)法壓實(shí)，嚴(yán)重影響路基質(zhì)量，甚至出現(xiàn)滑坡造成路基失穩(wěn)。如果按照傳統(tǒng)做法做成一般路基，那么最底邊坡坡率一般為1：2，填方工作量巨大，且邊坡不易穩(wěn)定；或做成擋墻路基，那么擋墻數(shù)量龐大，工程造價(jià)高。如何在高填方路段選擇經(jīng)濟(jì)實(shí)用可行的斷面型式，既可減少大填方或大擋墻數(shù)量，又可以保證路基質(zhì)量，不使邊坡失穩(wěn)，是工程技術(shù)人員必須考慮的問(wèn)題，本文介紹贛州市至與湖南交界的崇義縣豐洲二級(jí)公路上猶與崇義二縣交界處大山區(qū)，經(jīng)多方案比選，采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用可行的砌石路基斷面型式，節(jié)約了工程造價(jià)。1 方案的提出1.1大方量路基斷面多贛豐線上猶縣城至崇義縣城段二級(jí)路改建工程，長(zhǎng)37km，土石方量平

3、均11.3萬(wàn)m3/km。其中上猶與崇義交界前后（K55+500K76+800）20km多為崇山峻嶺路段，地形十分復(fù)雜，土石方量322萬(wàn)m3，占全線的77%。一個(gè)斷面面積在1000m2以上的有28段，在2000 m2 以上的有7段，最大面積在K69+690斷面面積達(dá)2926 m2 。B1標(biāo)段K62+650K64+000計(jì)1.35km，路基投標(biāo)價(jià)1.37億元，平均1017萬(wàn)元/km，工程量、工程經(jīng)費(fèi)和施工難度之大可想而知。1.2落空高填方路基斷面多全線37km，坡腳到路基邊緣高度H8m的路段有59段，長(zhǎng)4.85km，占全線的13.1%；H20m且邊坡有三個(gè)臺(tái)階以上的路段有28段，長(zhǎng)1.69km，占

4、全線的4.5%；H50m且坡腳水平距離大于100m的路段有7段，坡腳水平距離最大的在K58+856處達(dá)162m，填土高度最大的在K58+830處達(dá)78m。填方斷面一側(cè)是溝谷另一側(cè)是高山，出現(xiàn)下大上小即落空高填方的斷面，全線有9段51個(gè)斷面，長(zhǎng)1.11km占全線的3%，最典型斷面為K63+480（如圖1），填方量較大，邊坡穩(wěn)定可成問(wèn)題。1.3半填半挖路基斷面多全線37km，半填半挖路段30段，154個(gè)斷面，長(zhǎng)2.5km，占全線的6.8%，其中半填部分H20m的路段有5段，12個(gè)斷面，全部分布在K57K64計(jì)7km路段之內(nèi)，最典型斷面在K63+380（如圖2）。邊坡存在嚴(yán)重的不穩(wěn)定、不安全因素。1

5、.4設(shè)計(jì)坡率與自然坡率大致相同的路基斷面多全線37km，由于山高溝深，水平距離50m、高度H20m且自然坡率與設(shè)計(jì)坡率大致相同的路段有29段，64個(gè)斷面，長(zhǎng)875m，占全線的2.4%，其中K58K62間有45個(gè)斷面， 最典型斷面為K58+786，水平距離143m，高度70m(如圖3)。1.5擋墻路基多全線37km，越嶺線達(dá)20km，設(shè)擋墻路段25處，砌體2.55萬(wàn)m3，總經(jīng)費(fèi)為582萬(wàn)元，每km為15.7萬(wàn)元，其中路肩擋墻23段，2.47萬(wàn)m3；1000m3的擋墻10處，數(shù)量2.04萬(wàn)m3，占總數(shù)的80%，就是說(shuō)大部分為大型擋墻，其中B4標(biāo)一處擋墻最大，長(zhǎng)250m，數(shù)量為5718 m3，占總數(shù)

6、的22%，由此可見(jiàn)擋墻數(shù)量之多，造價(jià)之高。以上可以看出，山區(qū)公路贛豐線大填方路基多；大擋墻路基多，每km達(dá)15.7萬(wàn)元；下大上小即落空路基多，占全線的13.1%；半填半挖高填路基多，占全線的6.8%；設(shè)計(jì)坡率與自然坡率相同路基多，占全線的2.4%；這三種斷面累計(jì)達(dá)22.3%，近四分之一。能否在邊坡上部建路堤擋墻，減少下部大面積的土方量，又不因在邊坡上部做大型擋墻，造成經(jīng)費(fèi)大量增加，因此選擇一種經(jīng)濟(jì)適用可行的路基斷面構(gòu)筑型式，顯得十分必要。2 方案比選由于全線的上述五種路基斷面多，選擇一段有代表的路基斷面進(jìn)行方案比較非常必要，經(jīng)調(diào)查，K63+300K63+640既有高半填半挖路基斷面，又有下大上

7、小的落空路基斷面，最具典型代表性。2.1擋墻方案所謂擋墻方案即原設(shè)計(jì)方案，就是在路基左側(cè)設(shè)置路肩擋墻，以減少左側(cè)填方，這也是原設(shè)計(jì)方案。原設(shè)計(jì)擋墻長(zhǎng)110m，墻身最高14m，全高16.23m，7.5#漿砌片石4018 m3，填石方5223 m3， 經(jīng)費(fèi)54萬(wàn)元。在挖基施工時(shí)，由于原地面線傾斜角70°左右，擋墻基底應(yīng)力要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)鉆探須再挖深20m，這樣擋墻總高度達(dá)36.23m，漿砌片石擋墻斷面將特別巨大，要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)而施工難度又大，安全難以保證。如改成砼擋墻，則經(jīng)費(fèi)猛增。因此，從設(shè)計(jì)、施工、安全、經(jīng)費(fèi)等考慮，均難實(shí)施。2.2填方方案所謂填方方案，就是將上述路段路基左側(cè)填方全部

8、自下而上填筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高。該路段填土高平均70m，水平距離平均130 m多，填挖均為石方，施工方法采用人工開(kāi)炸解小，挖機(jī)挖后往下倒，裝載機(jī)往前后運(yùn)土（汽車無(wú)法運(yùn)輸），推土機(jī)分層平土，壓路機(jī)分層碾壓。施工難度大，僅修壓路機(jī)便道需2km以上，因路段短，便道陡，裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)等進(jìn)入施工點(diǎn)后，不可能來(lái)回在前后施工路段作業(yè)，只有待路基達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，才能到其它施工路段作業(yè)，設(shè)備牽制較多，不能發(fā)揮機(jī)械的正常效率，工程進(jìn)度慢，施工安全難于保證。該路段原設(shè)計(jì)為擋墻路基，全部改為填方后，由于該路段均為下大上小的落空路段和高半填半挖路段，增加土石數(shù)量較多，計(jì)填石方14.2萬(wàn)m3，增加經(jīng)費(fèi)75.5萬(wàn)元，成本較

9、高。2.3砌石路基方案所謂砌石路基方案，就是既不設(shè)置擋墻，也不填左側(cè)大方量的填方，而是采用比擋墻坡率緩，比路基坡率陡的干砌片石路基。規(guī)范規(guī)定，巖石地段的半填半挖路基等，當(dāng)填方較大，邊坡伸出較遠(yuǎn)或落空而不易填筑時(shí)，可采用砌石路基。規(guī)范同時(shí)還規(guī)定，砌石路基的砌石必須用不易風(fēng)化片石砌筑，內(nèi)側(cè)填石，高度15m，外坡最大坡率不陡于1：0.75，高度超過(guò)8m的砌石路基，底部0.5m高度范圍內(nèi)應(yīng)用M5水泥砂漿砌筑，從上往下每隔4m用M5水泥砂漿砌筑一條水平加強(qiáng)肋帶。K63+300K63+640間正是這種情況的典型路段，邊坡伸出遠(yuǎn)和落空路基不易填筑，全部為填石路段。根據(jù)地形、地質(zhì)等實(shí)際情況，經(jīng)設(shè)計(jì)砌石路基高1

10、3m（如圖4）?？紤]邊坡內(nèi)側(cè)雖然填石內(nèi)摩阻力大，但因邊坡較高可能還有較大土壓力和施工方便，為確保一次成功，決定提高標(biāo)準(zhǔn)，全部采用M7.5漿砌片石，砌體數(shù)量1587 m3 ，填石22113 m3 ，經(jīng)費(fèi)32萬(wàn)元。同時(shí)施工難度小，施工安全系數(shù)大。 圖1圖2圖3圖43 方案評(píng)議與確定從以上三種方案比較可以看出，原設(shè)計(jì)的擋墻方案，因基底應(yīng)力無(wú)法達(dá)到要求，使墻高增至36m多，不論采用漿砌片石還是砼，其圬工體積將特別巨大；同時(shí)強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性均需重新設(shè)計(jì)驗(yàn)算，造成工程量增大，經(jīng)費(fèi)增加，且要特殊設(shè)計(jì)；施工時(shí)挖基作業(yè)面小、容易坍方和砌筑困難，安全難以保證。由此，從設(shè)計(jì)、施工、安全、經(jīng)費(fèi)來(lái)考慮，不予采納。填方

11、方案由于施工便道長(zhǎng)、陡，便道費(fèi)用高，機(jī)械下去后無(wú)法再至其它施工路段作業(yè)，機(jī)械效率得不到最大發(fā)揮，進(jìn)度緩慢，經(jīng)費(fèi)75.5萬(wàn)元，投入太大，由此，從進(jìn)度、經(jīng)費(fèi)考慮，也不予采納。砌石路基方案既解決了填方方案方量大、經(jīng)費(fèi)高、進(jìn)度慢的不足，又解決了擋墻方案不確定因素太多，設(shè)計(jì)、施工難度大、經(jīng)費(fèi)高和進(jìn)度慢的不足，同時(shí)充分利用現(xiàn)有的石方填筑砌石路基內(nèi)側(cè)，滿足了規(guī)范要求。因此，砌石路基由于經(jīng)費(fèi)32萬(wàn)元最低、質(zhì)量容易保證、施工難度最小、工程進(jìn)度最快、安全系數(shù)最大而被采納。4 結(jié) 語(yǔ)方案確定后，于2004年1月施工完畢，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的行車和雨水作用后，砌石部分無(wú)下沉開(kāi)裂現(xiàn)象，路基內(nèi)側(cè)也無(wú)下沉引起的縱橫裂縫，說(shuō)明砌石路基從設(shè)計(jì)、施工角度都是可行的。同時(shí)采用砌石路基方案，不僅可以大大減少高填方落空路基和半填半挖路基的土石方數(shù)量，也可以大大減少高填方擋墻路基的擋墻數(shù)量，使工程造價(jià)經(jīng)