高速公路填石路基施工技術研究

李文

（山西路橋榆和高速公路有限公司，山西晉中 032600）

0 引言

高速公路穿越山嶺地區，對沿線低洼地區可采用高填方路堤。山嶺地區通常采用填石路基，需要耗費大量的石方，質量控制難度大，很容易造成路基產生沉降變形。路基沉降變形會產生裂縫、沉陷等病害，從而造成公路路基和路面的結構整體性性破壞，在填石路基施工前，應妥善處理地基，并在每一施工環節進行質量控制，確保地基處于穩定狀態。

1 概述

1.1 填石路基施工質量要求

在施工過程中，應依據填石路基施工的質量要求，進而嚴格控制壓實質量、松鋪厚度、平整度、壓實度等技術指標，并做好地基處理。

（1）路基填料的要求：填料應選用抗壓強度不低于15MPa 的碎石，碎石粒徑不得超過填層厚度的2/3。

（2）結合施工現場施工需要，合理選配壓實機械的型號和數量，并做好機械組合。

（3）為了保證填石路基的施工質量，建立試驗段合理確定攤鋪厚度（不大于50cm）、壓實遍數等施工參數。

（4）路基填料使用自卸汽車運輸到施工現場，使用推土機攤鋪粗平，平地機精平，以保證平整度。

（5）施工前對地表上部的雜物進行清理，清除地基上部的雜物，并做碾壓處理，保證地基承載力滿足要求。

1.2 填石路基施工特點

高速公路填石路基整體強度高、穩定性好，但質量控制難度大，施工質量控制不當容易產生不均勻沉降。

（1）填石路基應合理選配路基填料，一方面要確保路基填料滿足要求，另一方面填石路基自身質量大，要充分考慮到路基自重，盡量選擇輕質材料，降低路基自重對地基的荷載。

（2）填石路基內部的碎石之間相互嵌擠形成骨架結構，所產生的內摩擦力是路基強度的主要來源，粘聚力較小。

（3）填石路基內部大粒徑碎石含量高，填料均勻性較差，處治不當容易造成路基密實度不均勻。

（4）做好碾壓設備的選配，在各階段合理選配壓實機械，并提前調整好設備參數，以保證路基壓實度。

（5）為了保證路基整體結構的強度和穩定性，不得選用強度低的軟巖作為路基填料。

（6）填石路基填料內部孔隙大，在外界荷載和路基自重的作用下很容易產生壓縮變形，進而導致路基出現較大的沉降變形。

（7）由于路基填料的強度、粒徑等技術指標存在一定的差異，填石路基完工后容易出現緩慢變形。

2 高速公路填石路基施工技術

2.1 現場施工準備

（1）原地面清表。清除地基表面的淤泥，挖除地表的種植土、灌木、樹樁等，回填凹坑并夯實。最后，整平壓實，保證地基壓實度、平整度、承載力滿足設計要求。

（2）做好臨時排水。在施工處設置臨時排水設施，及時排干流入路基的地表水，防止雨水浸泡路基，破壞路基。

（3）制定施工方案。根據設計方案，綜合考慮施工地區的降雨、氣溫等因素，制定科學合理的施工方案。填石路基分層填筑、分層壓實、分層檢測，制定質量控制方案，做好各個施工環節的質量檢驗。

（4）測量放樣。按照設定的計劃進行測量放樣，準確的確定了路基中線和邊坡的坡腳位置。在路基上部埋設控制樁，以便對路基填筑的高度和寬度進行控制，并定期做好復核工作。

2.2 地基處理

為了提高地基承載力，防止已經完工的路基出現不均勻的沉降，在進行路基填充前對地基進行處治加固。結合地基基礎條件，采取有針對性的措施，提高地基承載力。

（1）土質地基處理。如土質地基為種植土，應將表層土體挖除，開挖深度不低于15cm，然后使用合格的路基填料進行回填。如地基土含水量過高，可翻松土壤進行晾曬，合格后進行碾壓處理。如遇軟土地基等不良地基時，可采用換填法、排水固結法等方法進行處治，提高地基壓實度。如地基以下的地下水位較高，應采取攔截、引排等措施處治。對坡度陡于1:5 的原地面，應開挖寬度不小于2m 的內傾臺階，以防止路基滑動。

（2）石質地基處理。對于由細粒土和巖石組成的混合地基，應將巖石炸平，并攤鋪細粒土整平碾壓。當地基為石牙狀起伏時，應挖除不少于80cm 的石牙高度，填充細粒土進行整平壓實。并保證地基各部分強度均勻，不能存在較大差異，防止出現不均勻沉降。

2.3 填料攤鋪與整平

根據自卸汽車的斗容量和路基寬度、松鋪厚度確定卸料間距。施工現場設專人指揮車輛按規定路線進行卸料，然后進行攤鋪整平。分層進行攤鋪路基填料，每次卸料面積控制在50～100m2。整平攤鋪過程中注意做出路拱，保證中間高、兩側低。攤鋪過程中注意挑出超尺寸碎石，也可人工破碎。如發現碎石之間的空隙過大，可人工撒布細料進行填充，保證密實。但不能采用細粒土填充，因為細粒土易遷移、抗沖刷性較差。如巖石堅硬不易于破碎，可挑出集中破碎。

2.4 碾壓

整平后路基寬度和平整度檢查合格，表面無明顯凸出，方可開始碾壓作業。填石路基碾壓機械選用重型振動壓路機、鋼輪壓路機配合施工，并通過試驗路段確定壓路機型號和數量。碾壓過程中合理調整壓路機的振頻和振幅，以保證壓實度和平整度。碾壓遍數應通過沉降差確定。碾壓過程中應與擋土墻、橋涵臺等構造物保持安全距離，以防損壞。碾壓過程中如路基局部出現波浪或局部松散，應使用光輪壓路機進行反復碾壓。局部邊角部位可采用振動平板夯進行夯實，防止漏壓。

2.5 邊坡施工

一般情況下，采用碼砌鋪設可以保證路基邊坡的穩定性。邊坡有單坡和臺階這兩種形式，具體形式可根據邊坡高度確定。當填石路基高度低于10m，采用單坡式碼砌，厚度不低于1m。10m以上的路基采用臺階式碼砌方式，每級臺階高度控制在5～8m，厚度不低于2m，坡度為1:1.5～1:2.0，并設置排水設施。邊坡碼砌可在施工前施工也可路基填筑施工后進行，通常選用先碼砌后填筑的施工方式。

2.6 施工質量檢測

填石路基填筑一層檢查驗收一層，檢查驗收合格后方可進行下一步施工。壓實質量是路基質量檢驗的重點，常用的檢測方法有以下兩種。

（1）沉降差觀測法。完成一層路基填料的壓實施工后，布置測點，使用重型壓路機碾壓觀測碾壓前后水準儀觀測標記位置沉降差。當沉降差小于5mm 時認定壓實質量合格，超過5mm 繼續進行碾壓，合格后方可進行下一層填筑施工。

（2）孔隙率檢測法。水袋法也可用于檢測填石路基的壓實質量，其試驗結果可以與沉降差觀測值進行對比分析，對路基壓實質量進行檢驗。水袋法可以檢測填石路基的孔隙率，以孔隙率低于22%作為判定路基壓實質量合格的依據。如果孔隙率高于22%，需要加強碾壓，合格后方可進行下一層施工。

3 填石路基施工質量控制措施

3.1 做好施工準備

根據設計要求和施工現場的實際情況，開展施工準備工作，做好人員、機械和材料的調配。對路基基底進行處治，清表、碾壓、檢測壓實度。審核設計圖紙，將發現的問題反應給設計單位和建設單位，提前解決防止出現不必要的損失。在施工現場取樣送實驗室開展擊實實驗，準確確定路基壓實技術參數，為路基壓實度檢驗做好準備。

3.2 嚴格控制地基承載力

填石路基的填筑高度和重量較大，可能會在地基上部產生較大荷載，甚至引起地基的沉降、變形。如果地基承載力不符合設計要求，必須制定計劃加固，地基承載力要求與填石路基高度相關。路基高度越高，自重越大，對地基承載力的要求也越高。對于填筑高度超過20m 的路堤，盡量將地基設置在穩固的巖石上。動力觸探法是檢測地基承載力的常用方法，路堤填筑施工必須經試驗合格后方可進行。

3.3 嚴格控制壓實質量

填石路基壓實質量控制通常采用沉降控制法，也可以采用鉆芯取樣檢測孔隙率分析確定壓實度。如路基基底松散，承載力不足，或路基填筑高度較大時，壓實質量不合格會造成路基完工后出現較大的沉降變形。路基分層填筑、分層壓實、分層檢測壓實度，一層合格后方可進行下一層施工。

3.4 做好施工排水

填石路基孔隙大，水分容易滲入，長時間滲透作用會使路基結構產生沉降變形。為了防止路基施工過程中水分滲入路基結構內部，應合理布設排水設施，及時排出流向路基范圍的地表水。同時，為了防止地下水對路基結構產生影響，可采用砂礫石、片石對路基基底進行填筑，有效分數地下水，防止地下水侵蝕路基。

4 結語

高速公路填石路基施工質量控制難度大，應結合施工現場實際情況，制定嚴格的質量檢驗方案，在各個關鍵施工工序做好檢查驗收。嚴格控制原材料的來源，并抽樣做好質量控制，根據施工現場的基本情況不斷優化施工方案。加強管理，做好施工前的準備工作，通過提高地基承載力、做好壓實質量控制等提高填石路基施工質量，提高路基路面整體結構的穩定性。