高速公路路基土石方施工技術分析——以海南省五指山至保亭至海棠灣高速公路工程為例

林雄奇 歐唐軍

（中交四航局第一工程有限公司， 廣東 廣州 510000）

1 工程概況

海南省五指山至保亭至海棠灣高速公路SHTJ4標，起于駁白嶺南側(cè)五指山隧道出口，向南經(jīng)金江五隊、金泓石場、峰盛石場，在金江一區(qū)上跨國道G361后設保亭互通連接保亭縣城和響水鎮(zhèn)，終于北毛梅大橋橋頭，全長8.44 公里。

主線采用高速公路標準建設，設計速度100公里/小時，路基寬26.0米，線路主要含路基、橋涵。保亭互通連接線保亭段（BXK0+000～BXK4+596.002）,全長4.596 公里,采用一級公路標準建設，設計速度80公里/小時，路基寬度25.5米，響水段連接線（BXK4+596.002～BXK4+608.557）,全長5.013公里，采用二級公路標準建設，設計速度60公里/小時，路基寬度12米。主線路基以整體式路基為主，局部段落采用分離式路基。

2 路基土石方施工技術中施工工藝及方案

2.1 路基土石方總體施工計劃

SHTJ4標路基挖方約188萬方，填方約85萬方，路基一隊作業(yè)區(qū)域內(nèi)K42+950～K43+500段為1#預制場建設范圍，路基二隊作業(yè)區(qū)域內(nèi)K46+150～K46+532段為2#預制場建設范圍，根據(jù)橋梁架設工期要求，應優(yōu)先安排此兩段路基施工。

2.2 施工工藝及施工方法

路堤填筑按三階段、四區(qū)段、八流程施工，填筑前進行測試夯實以獲得合適的性能參數(shù)，以指導項目的建設。。路基附屬加固工程根據(jù)土方填筑進度及時安排施工，隨路基填筑逐段推進[1]。

2.3 早期施工準備

首先準確測量建筑放樣，修復中心線并釋放邊界線；做好地質(zhì)環(huán)境調(diào)查和土壤試驗。做好路基工程防排水管道對策；組織機構人員和機械設備上場；明確施工順序和土方回填調(diào)配方案。其次，在施工開始之前，要對工程圖所示或工程師所提供的路基工程范圍內(nèi)的各種障礙物進行清理并拆除和設備現(xiàn)場檢查。并將結果通知工程師以供審核。在驗證了設計方案和路基工程施工放樣的準確性后，根據(jù)施工技術和設計方案，根據(jù)特定的路面標準和現(xiàn)場的土壤狀況進行了現(xiàn)場清理。最后，分批次進行填筑施工。場地清理包括清除路基工程范圍內(nèi)的樹莖，草坪和其他綠色植物根莖，清除路基工程填充基質(zhì)范圍內(nèi)的30 cm厚的基礎土壤和不適用土壤，直到路基土壤滿足要求為止。對于不滿足路基工程填料要求的沙土，將樁清理并運至特定的棄渣場[2-3]。

路基填筑前，復查導線和水準點。恢復路基中線并加密中樁，測標高，放出坡腳樁，樁上注明樁號，標上填筑高度。

2.4 路基填方施工

2.4.1 一般路基施工

在進行填筑路基工程之前，了解設計計劃文件和標準和規(guī)范，檢查設計圖，對開挖區(qū)域和開挖現(xiàn)場的填土材料進行巖土工程測試，為路基工程選擇合適的填土材料，并確定用于夯實操作規(guī)范的填充材料。分別對不同的填料進行超重壓實試驗，獲得各種填料的最大干密度和最佳含水量，弄清填料的壓實操作規(guī)范，并報告給工程師進行審查。根據(jù)“三個環(huán)節(jié)，四個部分，八個步驟”進行路基工程填充。 “三個環(huán)節(jié)”是預備環(huán)節(jié)，項目建設環(huán)節(jié)，維修檢查環(huán)節(jié)。 “四路段”是將工作面劃分為傾卸區(qū)，攤鋪區(qū)，軋制區(qū)和檢查區(qū)。制作網(wǎng)格以確保邊界清晰，易于操縱鋪路的厚度，平整度，含水量，軋制范圍和軋制進度，以避免壓力泄漏。 “八步”是指填充材料的選擇，基材溶液，攤鋪和找平，水分含量的控制，振動碾壓，檢查和批準，路基工程成型，邊坡保護和維修。特殊路段的施工應確保路段通暢，施工質(zhì)量符合要求和規(guī)定。首先要進行基地清理，然后根據(jù)需要填充填材料，然后進行碾壓。挖掘機用于填充物料，矯直機被矯平，超重型壓路機用于軋制。機械設備無法解決的邊緣，隧道側(cè)面和平臺需要要人力夯實，相互配合，共同鋪設中小型壓實機械設備。

路基開工前選擇本合同段最具代表性的路段進行路基試驗段施工，所用的原材料必須根據(jù)可用性，便捷，快速的運輸和豐富的來源標準進行選擇；規(guī)格型號，抗壓強度和攤鋪厚度必須符合要求；實驗道路中常用的原材料和機器與整個項目建設中需要選擇的原材料和機器相同。根據(jù)實驗道路，有許多困難的問題要處理。弄清施工工藝；選擇搗固機械設備的類型；弄清工程機械設備和人員的最佳組成；確定搗固機械的驅(qū)動速度和滾動進度；弄清松動系數(shù)；制定質(zhì)量控制方法。通過試驗確定本路段路基填筑的最佳含水量、適宜的松鋪厚度和相應的碾壓遍數(shù)、最佳的機械配套和施工組織[4-5]。

2.4.2 路堤填土施工

路堤采用薄層輪加法進行填筑，按縱向分段、水平分層的的方式進行。路基填土用自卸車運至施工現(xiàn)場后，在每段填土施工中按照橫斷面全寬分成水平層次，逐層向上填筑，每層松鋪厚度30cm，推土機先行初平，再以平地機精平，用壓路機分層壓實到設計所要求的壓實度[6]。

路基壓實機械采用18t以上帶振動的重型壓路機。路基碾壓時，先壓邊緣，后壓中間。路基碾壓第一遍靜壓，在整個填土攤鋪范圍內(nèi)均勻預壓，然后由弱振至強振碾壓。碾壓開始慢速進行，隨著土層的逐步密實，速度逐步提高。碾壓時，橫向接頭軌跡重疊約40～50cm，前后相鄰兩區(qū)段縱向重疊以1～1.5m。路基碾壓在壓實土層接近最佳含水量時進行；碾壓應做到無漏壓、無死角和確保碾壓均勻。在靠近挖方棄余地段，對于填方路基段采用放緩邊坡坡率、修筑反壓護道等方式，以消化多余土石方。在借方地段，為了盡量減少設置取土場，減少對環(huán)境的破壞，采用在挖方地段內(nèi)擴超挖、放緩邊坡坡率方式取土，以解決借土問題。當路基放坡受限時，通過設置護腳、路肩墻、路堤擋土墻等支擋結構收縮邊坡。填方路堤基底視地形、土質(zhì)、地下水位、填方邊坡高度等不同進行相應處理。一般路段清除表土厚度按0.3m計；在清理場地后，應進行填前夯實，設計按0.2m厚度計列壓實下沉所增加的土方量。水田、堰塘地段，應視具體情況采用排水清淤或晾曬壓實。若水塘還保留一部分，則應按浸水路堤的要求修筑[7]。

2.4.3 填石路堤施工

因為項目所處區(qū)域內(nèi)采石場極度匱乏，碎石供應量嚴重不足。經(jīng)外業(yè)調(diào)查和地質(zhì)勘查，K45處深挖方路段下伏基巖以燕山期花崗巖為主，經(jīng)審查論證，同意該處作為石料自采及加工點。K45自采石場最大開挖深度60m，平均回填深度20m。設計開挖石方162萬m3，主線路基回填方量51.8萬m3，邊坡修整回填方量56.9萬m3。

該石場回填方量大、工期緊張，且石場爆破開挖母材剩余充足。故決定采用填石路堤填筑工藝。

選定K45+020-K45+120段100m進行填石路堤試驗段施工， 試驗路的目的是為了更好地獲取工程施工工作經(jīng)驗，根據(jù)夯實機械的條件和工程施工技術標準的允許條件，對工程施工機械設備的組成進行測試，在壓實厚度，松散度下進行試驗。確定鋪裝系數(shù)，以澄清松散的鋪裝厚度，實現(xiàn)設計方案中指定壓延過程的密實度等主要參數(shù)。

石方填充區(qū)填充后需要碾壓6次，然后將20×20鋼板放在沉降觀察墊上，并由測量人員和質(zhì)量人員精確檢查沉降。然后，進行一次強烈振動時，都要對壓實的基礎進行相應的沉降觀察。軋制過程中，振動滾子從兩側(cè)移動到中間（平行線段），每個輪跡重疊輪寬的1/3，軋制速度控制在2∽4k高清m / h，并且振動振幅為1.7mm。壓實度測試的關鍵是地基沉降的觀測方法，夯實邊坡的測試應按水平進行。重復振動輥在現(xiàn)場的負壓，經(jīng)過六次強振動后，評估每個橫截面的3個沉降觀測值的平均斜率，壓實的平均斜率是6 mm。在第七次強振動夯實之后，評估并壓實每個橫截面的3個沉降觀測值。平均斜率為3毫米；在第八次振動夯實之后，評估每個橫截面的3個沉降觀測結果，夯實的平均斜率是1.5 mm，先前夯實的斜率≤2 mm。

2）松鋪系數(shù)測定

按10m一個斷面布設15個松鋪系數(shù)觀測點。用水準儀測量下承層高程H、填料松鋪高程H1和碾壓成型高程H2，計算松鋪系數(shù)δ=（H1-H）/（H2-H）。

3）試驗結果

試驗段路基填筑理論松鋪厚度50cm，經(jīng)推土機平整后實際厚度為47～53cm，所用填料粒徑均在5～25cm之間。經(jīng)過試驗，填石松鋪50cm，采用LSS218A振動壓路機（自重18T、激振力340KN），進行碾壓的最佳施工工藝如下：

a、采用LSS218A振動壓路機以3km/h 的速度靜壓一遍。

b、采用LSS218A振動壓路機以2km/h 的速度強振6遍后,壓實層頂面穩(wěn)定、無輪跡、沉降量為≤2mm。

c、采用LSS218A振動壓路機以3km/h 的速度勻速碾壓第8遍收光，表面平整、密實。

d、最佳松鋪系數(shù)為1.20。

e、現(xiàn)場做孔隙率試驗平均結果：18.0≤22。

對于砂礫石的填充，應注意，當砂礫石在填充物中的組成等于或大于70%時，應根據(jù)堆石壩基礎的施工進行施工。用于堆石壩基礎的砂礫應為不易風化的中硬巖石，嚴禁使用輝綠巖，碳質(zhì)巖，煤巷和其他具有嚴重風化層的填充路基工程。在工程施工中，不應采用傾倒和填土的方法，以避免礦渣和巖石的分離，而應在不同的水平上進行填土。分層填充時，疏松鋪路的厚度應為500mm或由實驗確定。填充材料應確保礦渣和石料充分混合，并且填充材料的比例要好。如果不符合要求，則應使用人力或機械設備進行攪拌。堆石壩基礎的沙礫墻頂部不應有明顯的孔隙和裂紋。在填充其他填充材料之前，堆石壩基礎的最后一層的鋪裝厚度不應超過400mm，并且連接層的沙子和礫石材料的粒度應小于150mm。小于0.05mm的粗材料含量應不小于30%。為了更好地確保邊坡防護搗固與大壩基礎的整個橫截面一致，有必要嚴格遵守邊坡防護規(guī)范和工程施工邊坡。在路基工程各層的填筑和夯實結束時，應準確測量釋放框架線，以操縱巖石填筑的頂層，以確保邊坡防護場的邊坡率。在路基工程項目的建設過程中，必須確保線外的原始地形不被破壞，保持原始的植物群落，并確保土壤結構不動搖。防水排水管道應成為路基工程建設中的第一條管道。當?shù)叵滤桓邥r，應采用排水溝或其他合理的對策進行排水。

3 總結

通常，在高速公路路基工程的土石方工程中必須注意許多內(nèi)容。首先解決路基工程的原始地面，并且必須根據(jù)不同的自然地面環(huán)境（例如傾斜度，水坑等）采取有效措施。下一步是確保填料的粒徑和致密性其壓實度符合工程施工規(guī)范，必須對每個工程施工環(huán)節(jié)進行測試。因此，必須獲得公路路基工程的土石工程填料的施工質(zhì)量。確保。對于填石路基項目，由于填充材料的特性，它比傳統(tǒng)的回填土路基項目更具優(yōu)勢。在設計方案的抗壓強度和使用壽命方面，它比我國的回填土路基項目更具現(xiàn)代感。路面質(zhì)量規(guī)定。