填石路基施工工藝及壓實質量控制

常 亮 （安徽省建筑科學研究設計院，安徽 合肥 230031）

0 引言

近年來，為了滿足國民經濟發展，各地市政道路工程建設發展迅速，土方需求大大增加；由于部分地區地質較差，土方回填難以滿足要求，路基填筑質量易存在隱患，后期易出現開裂、不均勻沉降等現象，需摻加石灰等進行二次改良；此外，土方回填施工過程受天氣影響較大，延長施工工期。

山皮石是由風化破碎巖石砂粒以及少量風化殘積土組成的混合石土，用于路基填筑時，強度較高，內摩擦角大，壓縮性較小，透水性良好；填石路堤應力狀態單一，受地下水影響較小，不易產生不均勻沉降，整體剛度大，路基在汽車荷載條件下產生較小的主固結和次固結沉降。丘陵地區通過開挖周邊石方填筑路基，不僅能滿足工程質量要求，節約耕地，還大大提高了填筑效率，有可觀的經濟、社會效益。

本文以某市政道路項目山皮石填石路基為例，從原材料檢測、現場主要施工工藝、質量控制等幾個方面提出了填石路堤壓實質量控制要點，并提出合理的建議。

1 工程概況

某市政道路全長約3961.8m，規劃道路等級為城市主干路，地處圩區，場地地貌單元為河流一級階地，淤泥及淤泥質粉質粘土層層厚較大，地下水豐富，路基填筑平均高度約2～4m。項目所在地屬于丘陵地區，山皮石石質優良，價格低廉，料源豐富，預計可開采儲量約3500萬噸，滿足道路施工用量。該項目路基填筑設計采用山皮石進行回填，路床部位設計規定采用40cm粒徑、中硬～硬質巖石填料，強度不小于30MPa，CBR應達到5%，壓實度控制96%以上，孔隙率不大于22%。

2 石料檢測及要求

2.1 原材料檢測

原材料通過現場隨機取樣，經加工后進行檢測，檢測指標包括巖石飽水抗壓強度、CBR，具體檢測結果如下。

2.1.1 單軸飽水抗壓強度試驗

石料的抗壓強度是反映石料力學性質的主要指標之一，單軸抗壓強度試驗主要用于石料的強度分級及性質描述。本強度試驗依據《公路工程巖石試驗規程》（JTG E41-2005 T0221-2005）進行，采用立方體試件，邊長為50mm+2mm，每組取6個，試件達飽和狀態后以 0.5MPa～1.0MPa 的速率進行加荷直至破壞，記錄破壞荷載及加載過程中出現的現象。試驗取樣1組，共6個試件。本次檢測結果如表1所示。

石料單軸飽水抗壓強度檢測結果 表1

2.1.2 承載比CBR試驗

CBR又稱為加州承載比，由美國加利福尼亞公路局首先提出來，用于評定路基土和路面材料的強度指標。目前，國外公路普遍采用CBR作為路面材料和路基土的設計參數，CBR值的確定對于公路工程的路基路面設計及施工都有非常重要的意義。本試驗依據《公路工程土工試驗規程》（JTG 3430-2020 T013-2019）進行，根據擊實試驗結果，現場壓實度采用96%，制作標準試件，具體檢測結果如表2所示。

經檢測，石料單軸飽水抗壓強度試驗及承載比CBR試驗均滿足圖紙及道路設計規范，因此，該地區石料可用于道路路基填筑。

2.2 填料總體要求

由于各地區料源復雜，石料性質差異較大，均需要通過試驗段填筑，獲取相關試驗數據。填料總的要求如下：

①填料宜屬于自然開采，嚴禁摻雜腐殖土、樹根、淤泥等材料；

②嚴禁采用易溶性巖石、膨脹性巖石、崩解性巖石、鹽化巖石等；

③填料應不易風化；

④填料強度、粒徑等要求如下表。

承載比CBR檢測結果 表2

填料使用情況一覽表 表3

3 填筑試驗段

填石路堤在不同地區進行大規模施工前，由于石料來源、施工機械、設計要求等不同，宜結合實際施工情況，先填筑試驗段，取得合理的試驗數據，以滿足現場設計要求。填筑試驗段宜確定以下參數：

①驗證設計指標的合理性，如壓實沉降差、孔隙率是否能達到要求；

②確定施工機具的合理性，如壓實機械型號及組合等；

③確定合理的施工參數，如：虛鋪厚度、松鋪系數、碾壓遍數及碾壓速度；

④確定合理的檢測參數，如檢測頻率、控制指標等。

4 主要施工工藝

填石路基施工工藝暫無統一的方式，各個行業各個地區均有差異，結合以往施工經驗，應包括以下幾個方面。

4.1 確定料源

經業主或監理單位共同確定料源后，經見證取樣進行料源的測試，確保料源的強度滿足設計要求。針對較大粒徑的顆粒，應進行加工處理，同時應及時清除不合格填料。

4.2 測量放樣

根據設計圖紙坐標，每20m一個橫斷面進行路基中線及邊線放樣，確定中樁及邊樁位置，經水準儀測量各樁的標高，標記后以控制路基填筑厚度。

4.3 路基清表

根據現場實際情況，進行路基處理，清除表層耕植土，去掉地表的草皮、樹根、垃圾、腐殖土等，建議處理深度30cm～50cm，處理后地基要求壓實度（重型擊實）不小于90%。

4.4 填料攤鋪、碾壓

根據石料粒徑的大小選擇不同的攤鋪方法，對石料粒徑較大者，建議采用漸進式攤鋪法，即運料汽車在新填筑的松料上呈梅花型先低后高、先兩側后中央逐漸向前卸料，推土機隨時攤鋪整平。攤鋪過程中嚴格控制壓實層厚，宜不大于60cm，松鋪系數宜為1.2～1.3之間。若現場石料局部存在超粒徑情況，應及時進行破碎，確保攤鋪過程出現大面積空洞。

攤鋪完成后及時進行碾壓，結合實際情況，選用不小于20t的羊足碾及振動壓路機組合，碾壓遍數宜控制10～12遍，碾壓過程中，建議采用石渣或石屑填筑空隙，確保碾壓面平整密實。不同的碾壓遍數結束后進行孔隙率、沉降差的檢測，確保兩者滿足設計指標。

5 施工質量控制要點

目前填石路基質量控制主要依據沉降差、孔隙率及施工工藝進行綜合評價，各地區要求的檢測頻率及施工工藝均有不同，導致各控制指標略有差異。總之，在施工過程中，對料源進行時刻監控，必要時做相關檢測，嚴格把握每個施工環節，切實保證填石路堤質量。

質量控制相關要求如下：

①填筑試驗段目前采用壓實沉降差及孔隙率進行現場質量控制；

②結合實際情況，每碾壓2遍對試驗段進行檢測，直至滿足10～12遍，壓實沉降差采用精密水準儀檢測，孔隙率采用灌水法進行檢測；

③壓實沉降差檢測宜每50m測1個斷面，每個斷面布置5個測點；

④孔隙率宜采用灌水法進行檢測，開挖尺寸根據石料的粒徑進行確定，開挖寬度一般宜為1m，現場檢測宜每1000m測3個點；

⑤壓實沉降差一般宜控制在2～3mm，孔隙率指標應依據設計圖紙及道路路基設計規范。

6 結語

填石作為路堤填筑材料在山區及丘陵地區具有先天性的優勢，由于石料性能較好，不但降低了工程造價、減少水土流失，而且給當地帶來較大的經濟效益。但是填石路堤的質量控制由于缺少相關的專業技術標準，如果材料未經嚴格的篩選與試驗而直接填筑，可能無法保證路基施工質量，從而減少道路使用壽命，因此，宜從以下幾個方面加強控制：

①加強料源的測試，嚴格控制超粒徑顆粒，進行石料測試；

②重視試驗段的攤鋪，選擇合適的施工機具組合，探索合理的施工參數；

③加強質量控制，通過不同厚度及粒徑下試驗，找出影響壓實的重要參數，選取符合實際情況的填筑厚度；

④填石路堤施工時，其原材料、施工工藝應經設計單位計算確認，滿足相關文件要求才能進行填筑施工。