高速公路填石路基施工技術(shù)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(qū)，對沿線低洼地區(qū)可采用高填方路堤。山嶺地區(qū)通常采用填石路基，需要耗費(fèi)大量的石方，質(zhì)量控制難度大，很容易造成路基產(chǎn)生沉降變形。路基沉降變形會產(chǎn)生裂縫、沉陷等病害，從而造成公路路基和路面的結(jié)構(gòu)整體性性破壞，在填石路基施工前，應(yīng)妥善處理地基，并在每一施工環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制，確保地基處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1 概述

1.1 填石路基施工質(zhì)量要求

在施工過程中，應(yīng)依據(jù)填石路基施工的質(zhì)量要求，進(jìn)而嚴(yán)格控制壓實(shí)質(zhì)量、松鋪厚度、平整度、壓實(shí)度等技術(shù)指標(biāo)，并做好地基處理。

（1）路基填料的要求：填料應(yīng)選用抗壓強(qiáng)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(jié)合施工現(xiàn)場施工需要，合理選配壓實(shí)機(jī)械的型號和數(shù)量，并做好機(jī)械組合。

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

（4）路基填料使用自卸汽車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，使用推土機(jī)攤鋪粗平，平地機(jī)精平，以保證平整度。

（5）施工前對地表上部的雜物進(jìn)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(diǎn)

高速公路填石路基整體強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，但質(zhì)量控制難度大，施工質(zhì)量控制不當(dāng)容易產(chǎn)生不均勻沉降。

（1）填石路基應(yīng)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(zhì)量大，要充分考慮到路基自重，盡量選擇輕質(zhì)材料，降低路基自重對地基的荷載。

（2）填石路基內(nèi)部的碎石之間相互嵌擠形成骨架結(jié)構(gòu)，所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力是路基強(qiáng)度的主要來源，粘聚力較小。

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

（4）做好碾壓設(shè)備的選配，在各階段合理選配壓實(shí)機(jī)械，并提前調(diào)整好設(shè)備參數(shù)，以保證路基壓實(shí)度。

（5）為了保證路基整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，不得選用強(qiáng)度低的軟巖作為路基填料。

（6）填石路基填料內(nèi)部孔隙大，在外界荷載和路基自重的作用下很容易產(chǎn)生壓縮變形，進(jìn)而導(dǎo)致路基出現(xiàn)較大的沉降變形。

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

2 高速公路填石路基施工技術(shù)

2.1 現(xiàn)場施工準(zhǔn)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(shí)。最后，整平壓實(shí)，保證地基壓實(shí)度、平整度、承載力滿足設(shè)計要求。

（2）做好臨時排水。在施工處設(shè)置臨時排水設(shè)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(jù)設(shè)計方案，綜合考慮施工地區(qū)的降雨、氣溫等因素，制定科學(xué)合理的施工方案。填石路基分層填筑、分層壓實(shí)、分層檢測，制定質(zhì)量控制方案，做好各個施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量檢驗(yàn)。

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

2.2 地基處理

為了提高地基承載力，防止已經(jīng)完工的路基出現(xiàn)不均勻的沉降，在進(jìn)行路基填充前對地基進(jìn)行處治加固。結(jié)合地基基礎(chǔ)條件，采取有針對性的措施，提高地基承載力。

（1）土質(zhì)地基處理。如土質(zhì)地基為種植土，應(yīng)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(jìn)行回填。如地基土含水量過高，可翻松土壤進(jìn)行晾曬，合格后進(jìn)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(jié)法等方法進(jìn)行處治，提高地基壓實(shí)度。如地基以下的地下水位較高，應(yīng)采取攔截、引排等措施處治。對坡度陡于1:5 的原地面，應(yīng)開挖寬度不小于2m 的內(nèi)傾臺階，以防止路基滑動。

（2）石質(zhì)地基處理。對于由細(xì)粒土和巖石組成的混合地基，應(yīng)將巖石炸平，并攤鋪細(xì)粒土整平碾壓。當(dāng)?shù)鼗鶠槭罓钇鸱鼤r，應(yīng)挖除不少于80cm 的石牙高度，填充細(xì)粒土進(jìn)行整平壓實(shí)。并保證地基各部分強(qiáng)度均勻，不能存在較大差異，防止出現(xiàn)不均勻沉降。

2.3 填料攤鋪與整平

根據(jù)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(xiàn)場設(shè)專人指揮車輛按規(guī)定路線進(jìn)行卸料，然后進(jìn)行攤鋪整平。分層進(jìn)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(cè)低。攤鋪過程中注意挑出超尺寸碎石，也可人工破碎。如發(fā)現(xiàn)碎石之間的空隙過大，可人工撒布細(xì)料進(jìn)行填充，保證密實(shí)。但不能采用細(xì)粒土填充，因?yàn)榧?xì)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(yè)。填石路基碾壓機(jī)械選用重型振動壓路機(jī)、鋼輪壓路機(jī)配合施工，并通過試驗(yàn)路段確定壓路機(jī)型號和數(shù)量。碾壓過程中合理調(diào)整壓路機(jī)的振頻和振幅，以保證壓實(shí)度和平整度。碾壓遍數(shù)應(yīng)通過沉降差確定。碾壓過程中應(yīng)與擋土墻、橋涵臺等構(gòu)造物保持安全距離，以防損壞。碾壓過程中如路基局部出現(xiàn)波浪或局部松散，應(yīng)使用光輪壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓。局部邊角部位可采用振動平板夯進(jìn)行夯實(shí)，防止漏壓。

2.5 邊坡施工

一般情況下，采用碼砌鋪設(shè)可以保證路基邊坡的穩(wěn)定性。邊坡有單坡和臺階這兩種形式，具體形式可根據(jù)邊坡高度確定。當(dāng)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(shè)置排水設(shè)施。邊坡碼砌可在施工前施工也可路基填筑施工后進(jìn)行，通常選用先碼砌后填筑的施工方式。

2.6 施工質(zhì)量檢測

填石路基填筑一層檢查驗(yàn)收一層，檢查驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下一步施工。壓實(shí)質(zhì)量是路基質(zhì)量檢驗(yàn)的重點(diǎn)，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(shí)施工后，布置測點(diǎn)，使用重型壓路機(jī)碾壓觀測碾壓前后水準(zhǔn)儀觀測標(biāo)記位置沉降差。當(dāng)沉降差小于5mm 時認(rèn)定壓實(shí)質(zhì)量合格，超過5mm 繼續(xù)進(jìn)行碾壓，合格后方可進(jìn)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(shí)質(zhì)量，其試驗(yàn)結(jié)果可以與沉降差觀測值進(jìn)行對比分析，對路基壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。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(shí)質(zhì)量合格的依據(jù)。如果孔隙率高于22%，需要加強(qiáng)碾壓，合格后方可進(jìn)行下一層施工。

3 填石路基施工質(zhì)量控制措施

3.1 做好施工準(zhǔn)備

根據(jù)設(shè)計要求和施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，開展施工準(zhǔn)備工作，做好人員、機(jī)械和材料的調(diào)配。對路基基底進(jìn)行處治，清表、碾壓、檢測壓實(shí)度。審核設(shè)計圖紙，將發(fā)現(xiàn)的問題反應(yīng)給設(shè)計單位和建設(shè)單位，提前解決防止出現(xiàn)不必要的損失。在施工現(xiàn)場取樣送實(shí)驗(yàn)室開展擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確確定路基壓實(shí)技術(shù)參數(shù)，為路基壓實(shí)度檢驗(yàn)做好準(zhǔn)備。

3.2 嚴(yán)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(chǎn)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(shè)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(guān)。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(shè)置在穩(wěn)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(jīng)試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行。

3.3 嚴(yán)格控制壓實(shí)質(zhì)量

填石路基壓實(shí)質(zhì)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(shí)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(shí)質(zhì)量不合格會造成路基完工后出現(xiàn)較大的沉降變形。路基分層填筑、分層壓實(shí)、分層檢測壓實(shí)度，一層合格后方可進(jìn)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉降變形。為了防止路基施工過程中水分滲入路基結(jié)構(gòu)內(nèi)部，應(yīng)合理布設(shè)排水設(shè)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，可采用砂礫石、片石對路基基底進(jìn)行填筑，有效分?jǐn)?shù)地下水，防止地下水侵蝕路基。

4 結(jié)語

高速公路填石路基施工質(zhì)量控制難度大，應(yīng)結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，制定嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)方案，在各個關(guān)鍵施工工序做好檢查驗(yàn)收。嚴(yán)格控制原材料的來源，并抽樣做好質(zhì)量控制，根據(jù)施工現(xiàn)場的基本情況不斷優(yōu)化施工方案。加強(qiáng)管理，做好施工前的準(zhǔn)備工作，通過提高地基承載力、做好壓實(shí)質(zhì)量控制等提高填石路基施工質(zhì)量，提高路基路面整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。