淺析公路施工中填石路基處理技術(shù)

摘 要：在公路施工中，填石路基作為一種特殊結(jié)構(gòu)形式的路基，已經(jīng)成為山區(qū)高等級公路較普遍的路基形式，目前在山區(qū)公路建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。如何保障填石路基的施工質(zhì)量以及強(qiáng)度和溫度性滿足施工設(shè)計(jì)要求，已經(jīng)成了當(dāng)前公路施工企業(yè)間迫切需要解決的問題。本文結(jié)合填石路基施工特點(diǎn)與要求，淺析了填石路基具體施工處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路；特點(diǎn)；填石路基；處理技術(shù)

1 填石路基應(yīng)用與施工特點(diǎn)

1.1 填石路基應(yīng)用領(lǐng)域

填石路基是一種特殊的路基結(jié)構(gòu)形式，一般用在地勢險(xiǎn)峻的山區(qū)公路修筑，填筑高度比較高、填放量較大，同時填料自身的密度較大，導(dǎo)致填筑體自重荷載非常大，所以對地基的承載力要求也就更高。在填石路基應(yīng)用中，一般采用的碎石粒徑較大，顆粒之間基本沒有粘聚力，抗剪強(qiáng)度通常是依據(jù)顆粒之間的嵌擠力和摩擦力形成，強(qiáng)度比較高的可以看作成半剛性體。如果地基出現(xiàn)微弱的不均勻沉降，顆粒之間的嵌擠力以保障地基的穩(wěn)定性，從而避免出現(xiàn)更大的變形沉降。但是如果地基沉降較大，地基內(nèi)部的剪應(yīng)力將超過路基能夠承受的抗剪強(qiáng)度，促使出現(xiàn)較大的剪切變形，影響路基的穩(wěn)定性。因此，對填石路基技術(shù)處理研究工作，對于保證路基穩(wěn)定與整條道路質(zhì)量具有十分重要的意義。

1.2 填石路基的施工特點(diǎn)

（1）路基質(zhì)量由填石料密度來決定。同一種石料可以組級配成多種填石料，它的密度因?yàn)榧壟鋮^(qū)別而不同。在施工過程中，密度指標(biāo)利用室內(nèi)試驗(yàn)進(jìn)行確定，并且只可以為一個參考值，路基的填料密度指標(biāo)要依據(jù)施工現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)修正。

（2）填石料結(jié)構(gòu)關(guān)系著路基的密實(shí)性，軟質(zhì)巖石的破碎率較高、粒徑小的填料多，比較容易骨架—密實(shí)的結(jié)構(gòu)。而堅(jiān)硬巖石，破碎率較低、粒徑小石料數(shù)量較少，易生產(chǎn)骨架一孔隙的結(jié)構(gòu)，粒徑大的填料起著骨架作用，但是產(chǎn)生的間隙缺乏足夠細(xì)料填充，從而會出現(xiàn)較大的空隙，導(dǎo)致顆粒之間的嵌擠力減小。

（3）普通填料相比。填石料壓縮模量一般比較大，普通填料壓縮模量相對較小，大的壓縮模量性質(zhì)決定了路基變形小，變形發(fā)展較快，通常在施工期間就可以實(shí)現(xiàn)大部分的變形。填石料粒徑越大，均勻性越差，容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象，不同部位的路基密實(shí)度差別很大。在壓實(shí)路基過程中，石料會被不斷壓碎，從而導(dǎo)致原有料徑的組成發(fā)生改變，影響路基的強(qiáng)度、密度以及穩(wěn)定性。

（4）即使是石料粒徑相同，但由于填料的強(qiáng)度、巖性、抗風(fēng)化程度和吸水性方面的差別，路基施工過程中的性質(zhì)差別也會很大。同時，填石料的性能長期中不夠穩(wěn)定，粒徑大的填料會隨時間的變化而逐漸風(fēng)化，從而進(jìn)一步降低路基的穩(wěn)定性。

2 填石路基施工要求

2.1 對于地基承載能力的要求

因?yàn)榈鼗拗^程中材料一般以石礫為主，填料相對較堅(jiān)硬，壓實(shí)密度大，抗壓強(qiáng)度高，同時石礫間縫隙比較大，透水能力很強(qiáng)，水可以從路面以及路基等部位排出，從而路基不容易沉降。為保障路基穩(wěn)定性，填筑高度越大，地基承載力也越強(qiáng)，可以避免使用時因壓力促使路基的沉降變形，從而出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，所以針對地基承載能力技術(shù)要求也就更高。所以在施工時地基承載能力需要滿足不同的路基填筑高度要求：

（1）如果填石路基的填筑高度低于10m，地基的承載能力必須高于150kPa；

（2）如果填石路基的填筑高度處于10～20m之間時，地基的承載能力應(yīng)當(dāng)高于200kPa；

（3）如果填石路基的填筑高度高于20m時，路基最好是填筑于巖石基面之上。

2.2 對填石料的質(zhì)量要求

以巖石充當(dāng)路基填料，其抗壓強(qiáng)度按照硬度與粒級標(biāo)準(zhǔn)的不同可劃分成兩類，即軟質(zhì)巖與硬質(zhì)巖，巖石使用強(qiáng)度依據(jù)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)確定，選定大小尺寸為50m×50m×50m的巖石觀察在飽水狀態(tài)時的抗壓強(qiáng)度，如表1所示。

用作為路基填料的巖石，飽水狀態(tài)時抗壓強(qiáng)度一般須高于15MPa，如果巖石的飽水抗壓強(qiáng)度要小于規(guī)定強(qiáng)度時，依照CBR標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并應(yīng)高于15%。若是滿足不了規(guī)定要求時，則需要依照施工具體要求進(jìn)行控制與檢驗(yàn)。當(dāng)填料中石量的含用作為路基填料的巖石，飽水狀態(tài)時抗壓強(qiáng)度一般須高于15MPa，如果巖石的飽水抗壓強(qiáng)度要小于規(guī)定強(qiáng)度時，依照CBR標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并應(yīng)高于15%。若是滿足不了規(guī)定要求時，則需要依照施工具體要求進(jìn)行控制與檢驗(yàn)。當(dāng)填料中石量的含量低于全部填料一半時，要依據(jù)填土路基的施工技術(shù)施工；而如果填料中石料的含量高于全部填料七成及以上時，應(yīng)當(dāng)依照填石路基施工方法施工；如果填料中石料的含量只有全部填料的5～7成時，應(yīng)當(dāng)依照土石混和修筑路基的方法施工。

3 填石路基具體施工處理技術(shù)

3.1 地基相關(guān)處理技術(shù)要求

首先，在填筑填石路基之前，必須清理干凈原地面，清除掉樹木之類的雜物。一般情況下，耕植土地段地面需要清除15cm深的表土，然后用符合施工要求的土料填回原地面上的坑洞，并壓實(shí)原地面。如果是松散土基底，基底壓實(shí)力度應(yīng)高于90%。如果填石路基的高度小低于80cm，基底的壓實(shí)度應(yīng)高于95%。如果基底的原狀土強(qiáng)度不滿足施工要求時，必須進(jìn)行換填，換填的深度應(yīng)高于30cm。遇到不良的地基時，例如鹽漬土、膨脹土或黃土?xí)r，需要依據(jù)具體施工條件進(jìn)行清淤排水、固結(jié)拋石或者換填與采用復(fù)合地基方式加以處理。

在路基排水處理上，由于路基孔隙比較大，所以水容易從邊坡以及路面等部位滲入路基中，如果填筑體滲透性很強(qiáng)，水會滲入到地基，而且地基范圍有地下水的話，地基很容易被浸濕，這些都會影響到填石路基的穩(wěn)定性。因襲，基底范圍有地面水以及地下水而影響到路基的穩(wěn)定時，必須采取相應(yīng)的引排與攔截措施，也可以采取路基的底部填筑片石、塊石或者砂礫石透水性能較好的材料設(shè)置相應(yīng)的透水層，以疏散水分，避免水分對地基產(chǎn)生不良影響。

在石質(zhì)路段，采用爆破手段炸平凹凸不平的石牙與石聳，為大粒徑填石料填筑提供一個平整的基底上。針對地基承載能力差異存在比較明顯的部位，需要置換細(xì)粒土，設(shè)置相應(yīng)的過渡層，從而保證巖石基地的均勻平整。

3.2 填石路基邊坡碼砌處理技術(shù)

邊坡碼砌對于石方路基穩(wěn)定性效果影響很大。施工方法上可以分為先碼后填和先填后碼，在碼砌形式又可分為單坡碼砌和臺階碼砌。臺階碼砌的厚度受填方高度的影響，當(dāng)填方的高度低于5m時，邊坡碼砌的厚度應(yīng)當(dāng)高于1m；當(dāng)填方的高度位于5～12m范圍內(nèi)時，邊坡碼砌的厚度應(yīng)當(dāng)高于1.5m；當(dāng)填方的高度高于12m時，邊坡碼砌的厚度應(yīng)當(dāng)高于2m。基底面要以1：5的比例向內(nèi)傾斜，每隔15～20m就得在砌石路基上設(shè)置一道伸縮縫。填石路基碼砌邊坡時，采用的石料強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)高于30MPa并且要不易分化，石料形狀盡量符合規(guī)則同時粒徑應(yīng)當(dāng)高于30cm，碼砌的石塊要盡量緊貼密實(shí)，不要出現(xiàn)明顯的空洞與松動現(xiàn)象，石塊應(yīng)當(dāng)交錯搭接，咬合緊密，不能出現(xiàn)通縫，分層處的砌塊要交錯成一體。

3.3 填石路基攤鋪處理技術(shù)

高速公路以及鋪設(shè)高級路面的公路應(yīng)當(dāng)分層填砌和壓實(shí)路基。二級以及低于二級并且低級路面鋪設(shè)的公路，在陡峻的山坡段進(jìn)行施工時，可以采用傾填的方式把石料填筑在路堤的下部，傾填的路堤當(dāng)?shù)陀诼反驳酌?.0m范圍以內(nèi)時，仍然需要采用分層填筑方式壓實(shí)。

石料攤鋪方式上，應(yīng)采取漸進(jìn)式的攤鋪方法進(jìn)行施工，運(yùn)料車沿著指定的運(yùn)行線路，依照先低后高、先兩邊后中間的水平分層方法逐步向前卸料。先攤鋪一個約40m大小的攤鋪面，采用功率大的推土機(jī)實(shí)行初平，填料在向前推移時，距離應(yīng)當(dāng)在3m以上，后來輸送的石料可以直接堆放于攤鋪時的初平表面上，然后用功率大的推土機(jī)繼續(xù)向前攤鋪，石料的堆料以及攤鋪要同步進(jìn)行。攤鋪過程中，可以實(shí)行人工找平局部，補(bǔ)充局部細(xì)料。鋪填石塊時，將大塊石料的大面朝下，并擺平放穩(wěn)，找平小石塊，用石屑塞縫。如果石塊的級配比較差以及粒徑比較大時，同時出現(xiàn)填層較厚以及石塊間空隙很大時，應(yīng)當(dāng)用石渣石屑以及中粗砂掃入每層空隙里，然后用壓力水把砂石沖到路基下部去，按這種方式反復(fù)數(shù)次，以保證孔隙填滿，從而彌補(bǔ)因石料的級配不好帶來的路基不穩(wěn)定現(xiàn)象。

3.4 填石路基壓實(shí)處理技術(shù)

在碾壓時，由于填石料的粒徑、巖性、組成以及風(fēng)化程度等方面性質(zhì)的不同對路基壓實(shí)要求也不一樣，所以碾壓時應(yīng)當(dāng)采用拖式振動的壓路機(jī)實(shí)施碾壓，同時最好采取噸位級以及激振力比較大的壓路機(jī)，避免壓路機(jī)的數(shù)量過多。

然后是碾壓速度，速度太低則振動的次數(shù)較多，速度太高則由于停留在石塊上的時間太短從而壓實(shí)層的能量作用會減少，所以，如果想要使壓實(shí)層內(nèi)維持一個穩(wěn)定的能量，應(yīng)當(dāng)將碾壓速度控制在在3～6km/h之內(nèi)，同時壓實(shí)過程中，先使用慢速，然后慢慢提高方式進(jìn)行。

4 結(jié) 語

綜上所述，填石路基修筑時技術(shù)應(yīng)用要求較高，對地基與填石材料的要求也較高，所以在修筑過程中，要結(jié)合施工實(shí)際情況，依據(jù)不同地形特色修筑不同地基。同時要注意根據(jù)土質(zhì)承載力與土壤結(jié)構(gòu)對地基進(jìn)行相應(yīng)的處理，只有這樣，公路的使用質(zhì)量才可以得到保障。

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