公路施工中填石路基處理技術

陳新穎

（中交一公局集團有限公司，北京 100024）

填石路基作為路基結構較特殊的存在之一，更多地被應用于地形地勢較為陡峭的公路建設中。以整個填筑過程為視角，其往往具有較大的填筑體自重荷載。不僅如此，其還具有高度較高、填放量較大的特點。因此，此類施工需更大的地基承載力。

1 工程概況

Addis-Adama高速公路位于埃塞俄比亞中東部，總長79.655km，起訖樁號K0+000～K79+655，全線均采取公路I級建設標準。作為AA高速公路，其設計標準如下：（1）公路等級為6車道高速公路；（2）設計速度為100km/h；（3）路基寬度29m，可用填石路基處理技術處理位于丘陵地段的諸多路線。

2 填石路基處理技術

2.1 填石路基處理技術應用領域

在公路施工建設中常常會用到填石路基處理技術，該技術廣泛應用的主要原因是其對公路基礎施工的質量起到了決定作用。不僅如此，其對于公路工程承載力的提升也發(fā)揮著重要作用。可見，只有更加科學地分析填石路基處理技術，才能讓公路工程中有關的施工技術應用水平得到進一步提升。

通常來說，可以在以下領域中應用填石路基處理技術：

（1）當公路建設在山區(qū)時，工程存在一定的難度，由此對路基進行夯實時提出了更高的要求，此時填石路基處理技術便可以發(fā)揮作用。

（2）當面對填筑高度較高的公路施工時，此時填石路基處理技術可用于路基的填筑工作。

（3）當?shù)鼗l(fā)生沉降比較嚴重，同之前的設計出現(xiàn)較大出入時，為了讓工程更加穩(wěn)定，可以利用填石路基施工技術完善各項填筑工作。

（4）當施工面對的路面存在較大變形時，該技術同樣可以得到應用，主要是通過對工程施工質量控制能力的改變來完善工程。

2.2 填石路基處理技術應用特點

公路工程施工總所用到的填石路基處理技術本身具有一定的應用特征，當對該技術進行具體應用時，需要先分析工程施工技術的特點再具體運用填石路基處理技術。面對不同的填筑要求，在應用填石路基技術的時候，該技術的處理方式也會有不同之處，因此工程的施工管理也存在一定的問題。在應用填石路基處理技術時，同時也能讓工程施工技術應用方法發(fā)生改變，最終完善工程的施工質量。

（1）路基質量取決于填石料的密度情況。石料的密度會隨級配的不同而改變，僅一種石料就能組級配出多種填石料。施工時，通過室內試驗，可確定參考值唯一的密度指標。而在施工的場地上會通過碾壓試驗得到諸多數(shù)據(jù)，其填料密度指標必須在此基礎上進行適當?shù)恼{整。

（2）路基是否密實和填石料的結構密切相關。骨架-密實的結構通常由破碎率高的軟質巖石和粒徑小的填料生成，而骨架-孔隙結構所需的巖石則較堅硬，不易破碎。由于骨架常為生產(chǎn)容易、粒徑大的填料，當其空隙可能過大且會對顆粒間嵌擠力產(chǎn)生影響時，就較易因填充細料的不足而造成該現(xiàn)象。

3 填石路基施工要求

3.1 對地基承載能力的要求

出于對路基填筑須確保路基穩(wěn)固的考量，地基承載力應隨填筑高度增加而增強。對此，在施工時，必須對地基承載力技術提出更高要求，否則將會在其投入應用時，發(fā)生壓力過大使路基出現(xiàn)沉降變形現(xiàn)象，甚至是坍塌事故。路基高度相應的地基承載力如下：（1）當填石路基填筑高度＜10m時，地基承載能力應＞150kPa；（2）當填筑高度介于10～20m之間時，地基承載能力需＞200kPa；（3）當填石路基的填筑高度超過20m時，填筑在巖石基面以上的路基最適宜。

3.2 對填石料的質量要求

采用路基填料用巖石即可滿足工程要求，同時根據(jù)硬度與粒級標準的諸多差異可將巖石分為軟質巖與硬質巖兩大類。通過相應抗壓強度的測試后，就可判斷出巖石使用的強度大小，使尺寸為50m×50m×50m的巖石處于飽水狀態(tài)，再對其抗壓性進行觀察和記錄，具體如表1所示。

表1 大小巖石在飽水狀態(tài)下抗壓強度表 單位：MPa

巖石在飽水狀態(tài)下的抗壓強度高于15MPa時，才符合路基填料巖石的標準。根據(jù)CBR標準可知，在規(guī)定強度大于巖石的飽水抗壓強度時，其必須＞15%。若實際情況無法與規(guī)定的要求相吻合，則應及時進行控制與調整，而該過程也須按施工前的設計和要求嚴格、有序進行[1]。

（1）如果在填料中，石料含量不足所有填料的50%，在施工時需采取填土路基的施工技術。

（2）若填料中石料的含量超出全部填料的70%甚至更多時，就能繼續(xù)采用填石路基施工方法展開施工。

（3）填料中石料含量在全部填料的50%～70%，此時具體施工采取的方法為土石混合。

4 填石路基具體施工處理技術

4.1 地基相關處理技術

（1）將先前施工地面上的樹木等雜物清理干凈，在保證施工現(xiàn)場的整潔后再進行填石路基填筑。耕植土地段地面通常都會有表土，因此必須將其清除，清除厚度約15cm。清除干凈后，原先地面上會有坑洞，此時需進行回填并將其壓實，且使用的土料必須嚴格按照施工要求來選擇[2]。當基底是松散土時，基底壓實力度＞90%方能滿足工程要求；若基底原狀土的強度與相應操作要求不符，則應進行換填處理，換填深度＞30cm；若地基條件如果一般，為黃土、鹽漬土或膨脹土等，就要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境展開相應的處理工作，如淤泥清理、排水以及固結拋石、換填等。

（2）在施工過程中，務必保障填石路基的穩(wěn)定性，施工中存在一些因素可能導致路基不穩(wěn)，具體表現(xiàn)：進行排水時，較大的路基孔隙會使水慢慢滲透進路基，水會流經(jīng)邊坡、路面等位置。水流碰到滲透性更強的填筑體時會滲透進地基，如果恰好地基里有地下水，那么地基將處于濕潤狀態(tài)，其穩(wěn)定性無法得到保證。因此，做好基底處防水滲透的保護措施和引排、攔截等工作都至關重要，可設置透水層（材料為底部填筑片石、塊石或砂礫石）加速水分的散失。若路段為石路，以保持基底的平整，便于填筑大粒徑填實料，同時還需將路面上起伏的石塊借助爆破的方式炸平。值得注意的是，對于地基承載能力與其他明顯不同的部分，要保證巖石地基的平整，就必須置換細粒土且設置好過渡層。

4.2 填石路基邊坡碼砌處理技術

要維持石方路基的穩(wěn)定性，可進行邊坡碼砌。其中，先碼后填和先填后碼是最常用的兩種施工方法。根據(jù)碼砌形式的差異，可分成單坡碼砌和臺階碼砌兩類。填方高度影響了臺階碼砌厚度：若填方高度＜5m，邊坡碼砌厚度＞1m；當填方高度介于5～12m，邊坡碼砌厚度應超過1.5m；填方高度超過12m時，邊坡碼砌厚度則≥2m。

基底面應向內傾斜，大致比例為1∶5，砌石路基上應設有伸縮縫，每15～20m一道。填石路基碼砌邊坡時用到的石料需滿足不易風化且強度至少為30MPa的要求，石塊粒徑至少為30cm且形狀需滿足相關要求。另外，碼砌時應保證石塊之間貼合緊密，通過交錯咬合等形式使其排列成一個整體，避免出現(xiàn)通縫、松動等問題。

4.3 填石路基攤鋪處理技術

分層填砌和壓實路基是進行高速公路及高級路面公路鋪設時使用的技術，常選擇不平緩的山坡段開展二級和低于二級的公路路面的鋪設與施工。山坡段不平緩就要在路堤下部填筑好石料，進行傾填。路堤若比路床底面低但不超過1.0m時，則壓實仍采用分層填筑法。在進行石料攤鋪時，選用漸進式方法。運料車根據(jù)設計好的線路運行，卸料過程中遵循“先低后高、先兩邊后中間”水平分層方式。

（1）進行初平。用TY220型號推土機攤鋪好攤鋪面，大小約40m。填料持續(xù)推移應保證3m以上的距離，攤鋪形成的初平表面上還要放置后運來的石料，再繼續(xù)借助大功率推土機完成之后的攤鋪。該過程應兼顧堆料和攤鋪兩方面。局部攤鋪找平可通過人工方式，再添補少數(shù)細料即可。

（2）進行石塊的鋪填時要把大塊石料較穩(wěn)放置且較大面朝下，將小石塊找平，在縫中塞入石屑。若石塊級配不好，粒徑偏大且填層較厚、石塊間空隙太大的問題就有可能同時發(fā)生，很大程度上影響路基穩(wěn)定程度。

（3）各層存在的空隙須用石渣石屑和中粗砂進行填充，砂石應被堆至路基下部。此時，需用壓力水反復多次地進行沖刷，把砂石沖到路基下部去填充完空隙，該措施能夠在一定程度上緩解路基不穩(wěn)的問題。

4.4 填石路基壓實處理技術

路基壓實需使用拖式振動壓路機。因各方面性質不同，路基壓實要求也各異，具體包括填石料粒徑、巖性、風化程度等方面內容。其中，噸位級或激振力大的壓路機是最佳選擇。使用壓路機時，應控制其碾壓速度，這是因為速度太低會使振動頻率過快，而速度過高則會導致壓實層能量作用不足，其接觸石塊的時間太短。因此，只有控制好碾壓速度，盡量保持在3～6km/h，并且施工遵循“先慢速壓實再逐漸加速”的原則，方可保證壓實層內的能量，進而提升壓實質量。

5 結語

綜上所述，施工單位在運用填石路基修筑在山區(qū)公路建設中發(fā)揮重要作用的同時，也應注意其在應用時較高的技術要求——對地基與填石材料要求較高。因此，在修筑時，必須綜合考慮施工情況和不同的地勢地形來展開地基施工。除此之外，對于地基的處理，也要在了解土質承載力和相應土壤結構的情況下才能進行，從而更好地保證公路投入運營后的質量。