路基設(shè)計(jì)中土石方計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題探究

袁樹(shù)君

（山西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030001）

0 引言

在公路路線設(shè)計(jì)中，路基土石方計(jì)算作為公路工程的一項(xiàng)關(guān)鍵工程量,是評(píng)價(jià)測(cè)設(shè)質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)。一般而言，在公路工程建設(shè)中，土石方數(shù)量相對(duì)較大,且工程費(fèi)用在整個(gè)公路工程造價(jià)中所占的比例較大。由此可知，在公路設(shè)計(jì)中,路基土石方數(shù)量計(jì)算的合理性直接影響著公路工程的總造價(jià)。當(dāng)前公路設(shè)計(jì)均結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì),促使路基橫斷面設(shè)計(jì)與土石方計(jì)算相對(duì)較為簡(jiǎn)單,因此要結(jié)合工程實(shí)際與路基施工方案，分析沿線地質(zhì)地形狀況，提升設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)技能，選用合理路基處理方法，提高路基土石方數(shù)量計(jì)算的精準(zhǔn)度。

1 天然方與壓實(shí)方的換算

通常情況下，針對(duì)路基設(shè)計(jì)中的土石方數(shù)量而言，主要是依據(jù)工程幾何尺寸來(lái)進(jìn)行的,譬如按壓實(shí)方計(jì)算填方路段的土石方，依照天然密實(shí)方進(jìn)行挖方路段土石方的計(jì)算。由此可知,必須要統(tǒng)一路基土石方數(shù)量表中的土石方調(diào)配,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，將壓實(shí)方數(shù)量（填方）轉(zhuǎn)化為天然密實(shí)方數(shù)量；第二，將天然密實(shí)方數(shù)量（挖方）轉(zhuǎn)化為壓實(shí)方數(shù)量。從整體上來(lái)看，天然密實(shí)方與壓實(shí)方的換算系數(shù)為一個(gè)不定值，主要影響因素有四個(gè)方面：一是土石方作業(yè)存在形式，二是土壤種類(lèi)，三是天然密實(shí)度，四是填方壓實(shí)度要求。一般而言，可以進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行確定,但在實(shí)際工作中無(wú)法對(duì)每單位工程都開(kāi)展土方試驗(yàn)。因此，為了保證土石方計(jì)算的準(zhǔn)確性以及科學(xué)性,筆者建議結(jié)合公路工程預(yù)算定額（該區(qū)域所實(shí)施的具體定額），采用其中所給出的天然密實(shí)方與壓實(shí)方的換算系數(shù)。若壓實(shí)方為1,在二級(jí)及二級(jí)以上等級(jí)公路中，松土、普通土、運(yùn)輸、巖石依次為 1.23、1.16、1.19、0.92；在三、四級(jí)公路中，依次為 1.11、1.05、1.08、0.84。由此可知，在路基土石方計(jì)算中，要綜合考慮不同巖石類(lèi)別、土壤類(lèi)別、設(shè)計(jì)公路等級(jí)等因素,正確調(diào)配土石方。

2 挖方路段的土石方量調(diào)配

一般來(lái)講，挖方路段表層存在腐殖土，且其表層下方存在有機(jī)土，不宜用作路床用土。在挖方路段的土石方計(jì)算時(shí)，要及時(shí)將其清除。若以挖作填，在土石方調(diào)配過(guò)程中,要將表土層的部分清除土方量扣除,有助于保證土石方調(diào)配的科學(xué)性與準(zhǔn)確性。針對(duì)清除表土的厚度而言，要按照不同土質(zhì)狀況來(lái)確定，通常30 cm左右為宜。如果挖方深度相對(duì)較淺,禁止土方用作路基填土,可作棄土處理。

3 填方路段的土石方量調(diào)配

在填方路段的土石方量調(diào)配中，需將表土與填前壓實(shí)清除,同時(shí)增加壓實(shí)沉降的部分土方量與清除表土的部分土方量。具體而言，依據(jù)填方路基的具體施工要求,綜合分析不同的地質(zhì)狀況,于路堤填筑前清除地面上的耕作物、雜草與地表層腐殖土,進(jìn)而采用平地機(jī)予以平整處理,繼后利用壓路機(jī)作壓實(shí)處理,促使其與路基填前壓實(shí)要求一致。

從整體上來(lái)看，需要注意兩個(gè)方面的內(nèi)容：第一，在路基設(shè)計(jì)過(guò)程中,于淤泥數(shù)量表計(jì)入不同路段清除的表土數(shù)量。針對(duì)填方路段清除的表土層而言,要補(bǔ)償?shù)孛娓叨?，填入一定量的土方。就清除表土部分而增設(shè)的填土數(shù)量來(lái)講，其與清除表土部分的數(shù)量對(duì)等,屬于天然方；第二，基于耕地填前壓實(shí)與基底壓實(shí)狀況下,易降低路基標(biāo)高。由此可以看出,為了保證沉降高差的合理性,必須要填入一定量的土方。通常狀況下，因耕地填前壓實(shí)與基底壓實(shí)而增設(shè)的土方數(shù)量可按式（1）與式（2）進(jìn)行計(jì)算：

沉降量乘以填前壓(夯)實(shí)的天然土的地表面積即為增設(shè)的填方數(shù)量,式中：Q為增設(shè)的填方數(shù)量（m3）；F 表示碾壓天然土地面的面積（m2）；h 表示沉降量（m）。

有效作用力與土的抗陷系數(shù)之比即為天然土壓實(shí)而產(chǎn)生的沉降量。式中：h為沉降量(c m)；p表示有效作用力（N/cm2），通常按13 t壓路機(jī)的有效作用力來(lái)計(jì)算，F(xiàn)為66 N/cm2；C表示土的抗陷系數(shù)（N/cm2）。

當(dāng)確定耕地填前壓實(shí)與基底壓實(shí)所增設(shè)的土方數(shù)量后,可將其計(jì)入到路基土石方計(jì)算表中,方便土石方調(diào)配。

4 路基壓實(shí)填方量計(jì)算

按照路基設(shè)計(jì)規(guī)范,依據(jù)壓實(shí)度要求，填方路基邊緣部分必須要作加寬處理。在具體施工中，主要在填方區(qū)邊緣部位增加適宜寬度的填土,進(jìn)而按照路基幾何尺寸要求作以適當(dāng)修整,增加土方用量。執(zhí)行相關(guān)的公路路基施工技術(shù)規(guī)范，一般采用機(jī)械進(jìn)行路堤面的填筑時(shí),必須要切除兩側(cè)超填寬度。針對(duì)砂性土、粉性土、粘性土的超填寬度允許值而言，依次為 0.12±0.13 m、0.12-0.12 m、0.11-0.12 m。因此,需要增加的邊緣土方量相對(duì)較大,在設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮各個(gè)方面的因素。通常寬填土方量可按式（3）計(jì)算：

式中：Qk表示需填寬的土方量（m3）；L表示填方邊緣部分全長(zhǎng)（m）；Lb代表邊坡平均坡長(zhǎng)（m）；b為土方量寬填厚度（m）。

5 不同路基施工方案的土石方量計(jì)算

當(dāng)前在公路工程中,一般路基施工方案存在兩種：第一，挖路槽法；第二，非挖路槽法。挖路槽法主要是指依據(jù)路基橫斷面設(shè)計(jì)與路基標(biāo)高設(shè)計(jì)要求,逐層壓實(shí)，從而滿(mǎn)足路基施工規(guī)范要求。在路面施工過(guò)程中,依據(jù)路面整體設(shè)計(jì)要求，將路槽部分挖除,進(jìn)而壓實(shí)路床床底。挖路槽部分的工程量可計(jì)入挖路槽土石方計(jì)算表中,土石方增減等問(wèn)題可不予考慮。而就非挖路槽施工方案來(lái)講，主要是指在路基施工時(shí),于填方路段逐層壓實(shí)至路床底面。此種方案在一定程度上減少了路床底土石方量,因此在填方工程量計(jì)算時(shí)要扣除相應(yīng)土石方工程量，可按式（4）計(jì)算：

式中：Qh為填方路段扣除的土石方工程量（m3）；B表示路基寬度（m）；h代表路床深度（m）；L表示路堤填筑長(zhǎng)度（m）。

挖方路段的挖路槽法與施工方法一致,當(dāng)路基施工至設(shè)計(jì)標(biāo)高后,可將路床部分土石方挖除,并計(jì)入挖路槽土石方計(jì)算表中。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在路基土石方計(jì)算中，要綜合考慮工程實(shí)際狀況,遵循施工要求與相應(yīng)規(guī)范，必要時(shí)及時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)，掌握其固有規(guī)律,進(jìn)而完善路基設(shè)計(jì)，保證路基土石方計(jì)量的準(zhǔn)確性。

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