山區公路填石路基施工工藝

黃建平

摘要：文章以龍州至科甲口岸二級公路工程為例，介紹了山區公路填石路基設計方案，分析了填石路基施工工藝與控制要點，并通過施工檢測分析，驗證了填石路基具有提高地基承載力與路堤穩定性的效果。

關鍵詞：填石路基;施工技術;公路施工

中圖分類號：U416.1 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.031

文章編號：1673—4874（2020）11一0114—03

0引言

在山區，由于水土流失，土方資源往往較為稀缺，而開山形成的場地周圍存在較多的石材棄方。在此種路段，石質路基是一種最常見、最普遍的路基形式，本著就地取材的原則，研究石質路基的施工具有重要的意義，其為提高巖土資源利用，消化建筑垃圾提供了良好的應用途徑，其置換、擠密等加固效果與原生態系統的結合自然和諧。

1項目概況

龍州至科甲口岸二級公路工程（含主線與支線）位于龍州縣及大新縣境內，路線全長79.794km，按二級公路標準建設。工程主線起于龍州縣城，與省道319線相接，經上龍、武德等鄉鎮，終于科甲二類口岸，里程為34.418km;支線起于龍州縣武德鄉民權村附近，與主線相接經逐卜鄉，終于大新縣雷平鎮，里程為45。376km。

本公路采用二級公路標準，設計速度為60km/h（主線）和40km/h（支線），路基寬度為12m/8.5m，行車道寬度為2×3.5m，路面為水泥混凝土路面，汽車荷載為公路Ⅱ級，最大縱坡為6%。

本公路主線中部K16+523～K19+864段途經魚苗養殖基地，遍布各類魚蝦養殖水塘。根據調查，水塘均為天然水塘，池底分布有一定厚度的淤泥層，池塘與池塘間連接道路均為土質道路，肉眼可見填土為雜填土及耕植土等。根據設計道路紅線，公路所經過區域魚塘及道路均為征收范圍，土地收儲后，根據路基穩定性及沉降要求，需對魚塘及聯通道路部分路基進行特殊設計。

2場地地質情況

根據地勘報告的勘察成果，擬建場地地層按自上而下分述如下：

填土①：根據堆填時間、填料成份不同分為①一1、①一2兩個亞層。

素填土①一1（Q4mL）：褐黃一褐紅色，多呈稍密狀，填料主要為粉質黏土、殘積土，局部含中風化巖碎塊石，均勻性差，堆填時間大于10年，已基本完成自重固結，容許承載力為90kPa。

素填土①一2（Q4mL）：主要分布于蝦池周邊，灰一深灰色，為蝦池清底開挖軟土堆積而成，含較多的貝殼碎塊，堆填時間小于5年，尚未完成自重固結，工程性能較差，容許承載力為70kPa。

淤泥②（Q4m）：深灰色，飽和，流塑一軟塑，成分以粘粒、粉粒為主，局部段夾貝殼及混細砂，局部含砂量較高面相變為砂混淤泥。切面平整，黏性及韌性好，無搖振反應，干強度中等，屬欠固結土。本層具高壓縮性，易觸變，工程性能極差，容許承載力為40kPa。

粉質黏土③（Q4m）：灰一灰黃色，濕，可一硬塑。成份以粉粒、粘粒為主，含中砂10%～15%，局部含砂量達30%以上，切面稍有光滑，黏性及韌性好，無搖振反應，干強度高，工程地質性能中等，容許承載力為200kPa。

中粗砂③1（Q4m）：灰一灰黃色，飽和，以稍密一中密為主，局部呈松散狀。本層多呈透鏡體狀分布，成分以粗粒砂為主，含較多角礫，一般含黏性土15%～20%，砂顆粒呈次棱角狀、次圓狀，分選差、級配較好，工程地質性能一般，容許承載力為200kPa。

以上各土層均為黏性土層及風化巖土層，壓縮性較小，工程性質較好，對路基穩定性及沉降影響較小，本章節不再贅述。

3路基設計方案

根據上覆土層分析可知，表層填土及淤泥層均壓縮性較大，工程性質較大，若采用常規土路基施工方法，極易造成路基失穩及局部沉降過大，對日后行車造成較大隱患。考慮周邊均為中越邊境山地，山腳各類石材邊角料較多，且石方路基壓實后，路基穩定性較高，兼具拋石擠淤效果，對路基沉降也有較好的處理效果，故綜合技術、投資、環境等各方面因素考慮，本段路基采用填石路基方案施工。施工斷面如圖1所示。

根據圖1可知，設計要求施工時先填筑下部路基，此部分路基面高于設計水位0.5m，現狀主要為塘底淤泥。此部分施工時需先抽干池內積水，之后采用片石進行拋入施工。由于此路段水塘面積均較大，無法采用整體壓載拋填方案，故考慮采用散式拋填方案。由于池塘四周成封閉狀，經拋填、吸淤、碾壓后，填筑體形成基底較為穩定的置換地基。此時拋石體已下沉到硬質土層及砂層中，石料層擠壓呈穩定的承重骨架，有較高的承載能力和較小的變形性能。兩側路基邊坡設計為1：2，以防止路基垮塌。

下部積淤路基施工完后，需施作緩沖層。從下至上依次為30cm的級配碎石層、兩層土工格柵以及50cmN的砂墊層。此部分主要起緩沖作用，分散上部傳下來的行車荷載，并利用土工格柵拉緊整個路基斷面，防止局部不均勻沉降的產生。

上部路基同樣采用片石堆填，堆填兩端與下部路基設置一個2m的平臺，路基邊坡坡率為1：1.75，并在兩側設置漿砌石護腳，防止水進入路基引起沉降。護腳上側采用植草防護，避免降水引起的水土流失。

4施工準備

（1）由于項目位于多山區域，施工前必須查明施工區周圍及場地范圍內可能形成的邊坡及目前具有地質災害隱患的點，并對山區通信、電力塔及基站進行排查，需要遷改的提前溝通。

（2）對場地進行清表，現狀存在的渣土及廢土等一律清除出場。

（3）施工場地可根據需要設置排水系統，如碎石墊層、排水邊溝、集水坑等。

（4）施工前，應設置試驗段，用以判斷拋填石料的粒徑大小。石料應采用不易風化的巖石，大小需根據池塘底部淤泥的稠度而定，以穩定快速落入穩定土層為宜。對于流動性較高的池塘底淤泥，片石應盡量小，但宜≥30cm，且<30cm的粒料含量應≤20%。

（5）土工格柵采用單向一次性拉伸聚丙烯高強土工格柵TGDG150（不得焊接且不得熱熔）。土工格柵鋪設時的搭接長度不得少于3個孔格并應扎緊且不得<0.15m。其性能指標應滿足表1要求。

5施工要點

（1）施工測量。測量要排出的淤泥深度、面積，計算排淤量，換算出拋石數量、密實程度。拋石層基腳寬度要大于路堤設計坡腳寬度。片石拋出水面后，應用較小的石塊填塞墊平，碾壓密實，表面平整，頂部設置不透水層或隔離層，然后分層填筑路堤。

（2）臨時措施。部分水塘面積較大，且與水系連通，抽干積水幾乎無法實現，因而需施作隔水圍堰。在坡腳外側用推土機直接填筑頂寬3～5m的土體圍堰，圍堰頂兼做施工便道保障施工要求及材料運輸暢通。圍堰施作完成，并通過隔水檢驗后，排出圍堰內側大量的水，并清理內部雜物，使塘底存在少量積水，確保淤泥處于液化狀態。

（2）拋石順序。拋石時，應自路堤中部開始，逐次向兩旁展開，使淤泥向兩旁擠出。在片石露出水面后，應用較小的石塊填塞墊平，用重型機械碾壓密實，然后在其上鋪設反濾層再進行上部填石施工。塘底淤泥橫坡陡于1：10時，應自高側向底側拋投，并在底側適當高度范圍內多拋一些，使底側邊堆筑有2m寬的平臺頂面，以增加其穩定性。

（3）對于厚5m以上的塘底淤泥，則必須配合爆破或強夯等措施，才能使填筑體下沉到較硬的持力層。施工時測量若發現此類淤泥存在，則應測明范圍及厚度，及時與設計單位溝通變更措施及費用。

（4）緩沖層施工時，應注意按設計分層從下至上依次施工。級配碎石層厚度為30cm，可一次性鋪設。碎石層級配需事先在實驗室內進行配比，有條件的可設置試驗段進行試驗以判斷級配效果。在兩側鋪設土工格柵，中間用中粗砂分隔。每次鋪設土工格柵時，應注意路基端部的反包應滿足相關規范的要求，鋪設時應保證格柵整體平整。砂墊層厚度為50cm，施工時隨土工格柵施工一層鋪設一層。

6施工監測檢測及分析

施工完成后，在路基中央及兩端分別設置沉降觀測板及位移邊樁，用以監測路基中央的沉降量及路基邊的位移。監測過程中輔以堆載預壓，預壓時間約為12個月。

根據監測結果分析可知，路基填筑結束預壓12個月后，平均月沉降量為4.7m，總沉降約為56.4m，保持了與土路基段沉降速率的同步，未在交界段出現不均勻沉降現象。同時卸載預壓荷載后，對路基進行了鉆孔取樣和各類原位測試、土工試驗。試驗結果證明路基平均固結度已達到76%以上。綜上所述，填石路基的沉降及穩定性均較高，能滿足公路設計行車的需要。

7結語

本文通過對龍州至科甲口岸二級公路工程填石路基段施工的介紹，得到如下結論：

（1）天然水塘由于長時間盈水，且水流交換較慢，有利于塘底淤泥的形成。同時由于魚蝦等生物的運動，使得塘底淤泥多呈現孔隙比大、含水量高、壓縮性大、承載能力低等特點，不可作為路基的天然持力層。

（2）在土方資源較為稀缺的山區地區，可采用容易獲得的石方作為路基材料。石方硬度大，承載能力強，配比好細顆粒的填筑材料，可以形成較好的級別及壓實度，滿足路基的使用要求。

（3）水面下拋填石方，既可以作為地層路基分散上覆荷載，也可以有效擠出塘底淤泥，使石方均勻形成承載體，便于應力的傳輸。同時也控制了路基的整體穩定性，以滿足公路設計需要。

（4）在水面上部填筑石方路基，需注意分層壓實，且在石方中配置細顆粒滿足級配要求。石方路基兩側應注意做好防水護腳，防止水流進路基帶走細顆粒物質，引起路基垮塌等不良現象。

（5）根據施工后的監測及檢測結果可知，在水塘段采用填石路基的施工方案具有較好的效果，其承載能力強，路基穩定性高，兼具較好的經濟性與便利性，值得在類似工程中推廣。