公路工程中填石路基施工技術(shù)的應(yīng)用

陳彬

（中鐵八局集團(tuán)第七工程有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

增強(qiáng)施工管理的效果，進(jìn)而全方位地提升施工質(zhì)量，推動(dòng)公路建設(shè)的大力發(fā)展。

在進(jìn)行公路工程施工時(shí)，需要確保路基強(qiáng)度、承載力等多方面的性能達(dá)標(biāo)，這就需要使用相應(yīng)的施工技術(shù)，提升路基性能。填石路基施工技術(shù)是公路路基施工中的常用技術(shù)，而施工單位若想提高這一技術(shù)應(yīng)用的有效性，就需要對(duì)填石路基施工技術(shù)的具體流程予以全面掌握，并結(jié)合路基施工的具體情況對(duì)技術(shù)流程及工序予以合理調(diào)整，使其更適應(yīng)公路工程的施工要求，以此提高公路工程的施工質(zhì)量。

1 填石路基施工技術(shù)特點(diǎn)

1.1 質(zhì)量可靠性特點(diǎn)

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入新經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期，公路工程作為提升地域經(jīng)濟(jì)、繁榮市場(chǎng)建設(shè)的有效途徑，其重要性不言而喻。傳統(tǒng)施工技術(shù)要求針對(duì)施工圖紙進(jìn)行分析，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查，根據(jù)工程實(shí)際情況，合理選擇施工技術(shù)。經(jīng)分析后發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)施工技術(shù)具有較大的局限性，主要受施工環(huán)境制約，很難實(shí)現(xiàn)靈活操作及全面適應(yīng)，因此公路工程質(zhì)量方面的優(yōu)化效果不明顯。填石路基施工技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的升級(jí)創(chuàng)新，有助于提升施工質(zhì)量，并保障施工進(jìn)度和效果[1]，最大優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在設(shè)計(jì)空間拓寬方面，為公路施工提供較為寬松的施工作業(yè)環(huán)境。該施工技術(shù)以填石作業(yè)操作為主，施工步驟及流程應(yīng)用廣泛，可自由操作、靈活調(diào)整、高效可靠。

1.2 安全穩(wěn)定性特點(diǎn)

安全施工是整體項(xiàng)目運(yùn)行的重要保障。公路工程施工相對(duì)復(fù)雜，涉及的因素較多，包括大量施工材料、設(shè)備調(diào)度及施工技術(shù)選擇等。傳統(tǒng)公路施工技術(shù)在安全管理層面多為形式化，需通過(guò)人工介入與制度完善進(jìn)行加強(qiáng)，缺乏對(duì)各工序及步驟的合理規(guī)范，安全效能提升較慢，極易誘發(fā)施工風(fēng)險(xiǎn)。填石路基施工技術(shù)強(qiáng)化了工序管理[2]，對(duì)相應(yīng)工序的安全性較為重視，將節(jié)點(diǎn)管理與控制進(jìn)行了安全效能發(fā)揮，嚴(yán)格把控各工序及工種協(xié)同作業(yè)，并按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)的施工理念及安全管理模式實(shí)施，通過(guò)引入填石路基施工技術(shù)，對(duì)提升工程項(xiàng)目施工安全及穩(wěn)定至關(guān)重要。

2 填石路基填料性質(zhì)

2.1 填料巖性要求

路基需要長(zhǎng)期承受來(lái)自道路面層的荷載，為了保證路基的長(zhǎng)期耐久、可靠，在遴選填料時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注填料的強(qiáng)度、硬度、水穩(wěn)性及抗風(fēng)化剝蝕等性能；對(duì)于石灰?guī)r、花崗巖等巖層富集的山區(qū)，可優(yōu)先考慮修筑填石路基。相反，對(duì)于泥質(zhì)巖、粉砂巖等工程指標(biāo)較差的巖層富集時(shí)，本著因地制宜、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的原則，不建議采取遠(yuǎn)調(diào)的方式，可不采取填石路基施工方案。

2.2 填料其他要求

（1）通過(guò)工程試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，路基壓實(shí)度指標(biāo)與路基填筑料的粒徑大小指標(biāo)之間呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在施工實(shí)踐中，為了追求高壓實(shí)度，必須對(duì)填料進(jìn)行機(jī)械破碎，保證填料粒徑處于較小范圍內(nèi)，但機(jī)械破碎將增加路基施工總成本，因此，有必要在粒徑范圍與壓實(shí)度指標(biāo)之間找出一個(gè)相對(duì)平衡的方案；通過(guò)總結(jié)大量工程案例后，建議路基填筑料的粒徑應(yīng)控制在松鋪層厚度的2/3 左右，且最大不能超過(guò)250mm。

（2）在控制施工原材料各項(xiàng)強(qiáng)制指標(biāo)的過(guò)程中，除了明確具體的控制標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的把控，以路基填料粒徑控制為例，為了提高粒徑篩選效率，可根據(jù)粒徑設(shè)計(jì)要求，制作相應(yīng)尺寸的篩網(wǎng)，采用篩網(wǎng)直接篩分達(dá)標(biāo)的填筑料，不僅能夠提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，還能為現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制提供便利。

3 工程概況

湖北省?？抵烈瞬咚俟废尻?yáng)段第BYXYTJ10 合同段，標(biāo)段起訖里程為YK66+800～K74+650.72，路線全長(zhǎng)7.85km，本合同段設(shè)大橋5 座，長(zhǎng)1905.6m，橋梁孔樁242 根，T 梁547 片；路基長(zhǎng)4207.1m，路基土石挖方約198 萬(wàn)m3，填方約96 萬(wàn)m3；涵洞31座共723m；本合同段隧道總長(zhǎng)1738m，尚家灣特長(zhǎng)隧道0.5 座，本標(biāo)段長(zhǎng)1362.5m，峽口隧道1 座，長(zhǎng)375.5m；設(shè)峽口互通一處，互通內(nèi)含主線橋1 座，長(zhǎng)47m；設(shè)甘河村主線上跨分離式立交1處，長(zhǎng)57.1m。公路設(shè)計(jì)速度80km/h，路基寬度24.5m（整體式路基），12.25m（分離式路基）。

4 填石路基施工要點(diǎn)

（1）含水量：填石路基施工中階段要加強(qiáng)對(duì)填料含水量的控制，正式施工前通過(guò)開(kāi)展填料擊實(shí)試驗(yàn)，確保石料含水量、干密度均符合工程設(shè)計(jì)最佳的要求。加大對(duì)自然風(fēng)干填料的控制力度，有針對(duì)性地進(jìn)行灑水處理[3]，從多個(gè)方面提升項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量。

（2）級(jí)配：針對(duì)填石路基項(xiàng)目的施工，級(jí)配方面要開(kāi)展專(zhuān)業(yè)試驗(yàn)，依照土石比的差異去開(kāi)展配比試驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)填料不均勻系數(shù)的監(jiān)控，維持含水量的一致性。

（3）攤鋪厚度：施工過(guò)程中為了能精確控制攤鋪厚度，一定要配合使用適宜的機(jī)械設(shè)備，使用振動(dòng)壓路機(jī)期間，要嚴(yán)格依照碾壓要求進(jìn)行操作。鑒于高填路段填筑高度相對(duì)較高的情況，需采用有限差分軟件測(cè)算出層厚計(jì)算工作，使高度坡、坡比及鋪筑整合形式設(shè)計(jì)的合理性均得到更大保障，借此方式優(yōu)化鋪筑施工質(zhì)量。針對(duì)沉降率的控制，可以通過(guò)繪制少量施工控制圖紙，基于觀測(cè)與計(jì)算過(guò)程獲得和沉降率相關(guān)的參數(shù)信息，進(jìn)而未施工階段有效控制沉降率有更科學(xué)、可靠的依據(jù)。

（4）孔隙率：通過(guò)規(guī)范化的檢測(cè)過(guò)程去控制孔隙率，并參照孔隙率去調(diào)整施工工序，確保填石路基施工情況能符合設(shè)計(jì)要求。表1 為本工程填石路基施工孔隙率的檢測(cè)情況。

表1 本工程填石路基施工孔隙率的檢測(cè)情況

5 公路填石路基施工流程與工藝技術(shù)

5.1 科學(xué)選擇填筑材料

合適的填料能夠減少公路路基施工中一些不必要的麻煩，實(shí)現(xiàn)對(duì)路基施工質(zhì)量的有效保障。在對(duì)填料進(jìn)行選擇時(shí)，相關(guān)施工單位要結(jié)合路基施工的實(shí)際需求，明確填料的類(lèi)型、級(jí)別等，選擇出適合路基施工的填料。若是從單軸飽和抗壓強(qiáng)度這一方面來(lái)看，可以將巖石填料分為硬質(zhì)與軟質(zhì)這兩種類(lèi)型，其中硬質(zhì)巖石主要應(yīng)用在填方路基、路床等填筑施工中，在應(yīng)用軟質(zhì)巖石時(shí)，施工人員則需要注意防止其浸水。如果使用軟質(zhì)巖對(duì)路堤進(jìn)行填筑施工，需要將邊緣予以封閉，并且加上墊層，以此對(duì)其進(jìn)行保護(hù)[4]。另外，從粒徑這一方面來(lái)看，填料也可以分為超巨粒、巨粒、粗粒、中粒、細(xì)粒等多種類(lèi)型。施工單位若是開(kāi)展高填方填石路基施工，則可以將超巨粒填料應(yīng)用到填筑路基的底層，以及下路堤之中。若是填方高度已經(jīng)超出5m 范圍，施工人員也可以使用超巨粒填料進(jìn)行路基填筑。在找平或者是路床填筑施工之中，經(jīng)常使用粗粒、中粒這種類(lèi)型的填料，這兩種填料可以單獨(dú)應(yīng)用，也可以混合起來(lái)進(jìn)行使用。對(duì)于細(xì)粒填料而言，若是其自身的填料級(jí)配良好，施工人員可以將其應(yīng)用在路床封閉施工之中，這樣則能夠提高路床封閉的嚴(yán)密性。本工程路基施工時(shí)選擇的原材料主要來(lái)源于路基挖方、隧道棄渣等。

5.2 合理控制填料規(guī)格以及填筑層的厚度

施工單位在開(kāi)展公路路基路堤的填筑施工工作時(shí)，應(yīng)該選用大規(guī)格的填料，而隨著路基的不斷升高，其填料規(guī)格也要隨之降低。路基填筑材料的來(lái)源及填筑高度，會(huì)對(duì)后續(xù)實(shí)際施工厚度產(chǎn)生較大的影響，所以，在對(duì)路基進(jìn)行填筑施工時(shí)，要結(jié)合具體情況對(duì)填筑厚度予以科學(xué)判斷。其中軟質(zhì)巖并不適合在路床填石施工中應(yīng)用。在進(jìn)行路基鋪設(shè)施工時(shí)，施工人員要對(duì)上下路床予以分別鋪筑，而且還應(yīng)該保障上下兩層路床的厚度分別不得超出30cm 以及50cm 的范圍，對(duì)于石料粒徑的規(guī)格也要進(jìn)行嚴(yán)格控制，使得上下路床的石料粒徑分別處在10cm、15cm 的范圍之中。另外，上層路床的鋪筑施工通常會(huì)使用細(xì)粒石屑，并采用封閉式填筑施工方式，在進(jìn)行下層路床的鋪筑施工時(shí)，要使用中粒石料，同時(shí)要應(yīng)用嵌縫這一施工方式開(kāi)展填筑施工[5]。施工人員還要重視過(guò)渡層的設(shè)置，這一隔層一般會(huì)被設(shè)置在路堤與路床之間，在設(shè)置施工時(shí)，施工人員應(yīng)該使其處在路堤這一范圍之中，要將其層厚維持在30cm 的范圍內(nèi)。此外，在使用填料進(jìn)行施工時(shí)，需要對(duì)其粒徑予以關(guān)注，要使得最大粒徑不得超出15cm。施工人員在開(kāi)展堆砌邊坡施工作業(yè)時(shí)，需要確保碼砌的一致性，并且要保證石料具備較高的抗壓性，通常要達(dá)到30MPa 這一強(qiáng)度。在具體的施工中，若是填石路基的高度難以達(dá)到5m，則要將碼砌厚度維持在1m 以上；若是填石路基的高度處在5～12m，就要促使碼砌厚度處在1.5m 以上；若是填石路基高度超出12m，施工人員就要確保碼砌厚度最少在2m。在進(jìn)行臺(tái)背回填施工時(shí)，需要將填石路基的石料粒徑控制在20cm 的范圍內(nèi)。

5.3 基底處理

地基的穩(wěn)固性會(huì)對(duì)整個(gè)公路工程的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，為了確保公路地基的穩(wěn)定性能夠達(dá)到相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)要求，則要在對(duì)地基進(jìn)行處理之前，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)驗(yàn)與計(jì)算，若是計(jì)算出來(lái)的結(jié)果沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的施工要求，施工單位就需要結(jié)合實(shí)際情況，采用合適的加固方式，提升地基的穩(wěn)固性：若是公路地基承載力處在150MPa 以上，則要使填石路基的路堤高度低于10m；若是公路工程地基的承載力超出200MPa，施工人員則要將填石路基的路堤高度維持在10～20m 之間；如果填石路基的路堤高度處在20m 以上，相關(guān)施工人員就需要對(duì)路基的穩(wěn)定性進(jìn)行再次驗(yàn)算。

另外，部分公路工程的地基溝底會(huì)產(chǎn)生地表匯水這一現(xiàn)象，面對(duì)這種情況，施工人員需要選用質(zhì)地比較堅(jiān)硬的硬質(zhì)巖石，作為公路工程地基的填筑材料，并且要對(duì)水位進(jìn)行精確計(jì)算，以此明確地基的填筑厚度。此外，施工人員在對(duì)地面橫坡地基予以處理時(shí)，需要先對(duì)坡度比例進(jìn)行科學(xué)測(cè)算，若是坡度陡為1:5，就要在原地面位置處，搭接一處具有內(nèi)傾性的臺(tái)階，同時(shí)要保證臺(tái)階寬度在1m 以上，這樣也能夠在較大程度上提升地基的穩(wěn)固性。

本項(xiàng)目大部分工況下建議設(shè)計(jì)三層左右的過(guò)濾層，各層厚度控制在40cm 左右。

5.4 邊坡碼砌

應(yīng)參照公路的穩(wěn)定性與強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求，對(duì)邊坡進(jìn)行碼砌施工，可以選用臺(tái)階碼砌或者邊坡碼砌形式。若實(shí)地檢測(cè)到填石路基的填方厚度小于5m，則要求邊坡碼砌厚度大于1m；若填方厚度在6～12m 范圍內(nèi)取值時(shí)，碼砌厚度要抵達(dá)1.5m；如果填方厚度不少于12m 時(shí)，應(yīng)在其內(nèi)適宜位置設(shè)置出伸縮縫，選購(gòu)強(qiáng)度達(dá)標(biāo)的石料進(jìn)行施工作業(yè)。

5.5 攤鋪路基

路基攤鋪是公路項(xiàng)目建設(shè)階段的重要工序之一，加強(qiáng)該工序施工質(zhì)量的控制，方能使填石路基施工質(zhì)量有更大的保障。首先，結(jié)合具體方案進(jìn)行放樣，一般會(huì)在間隔22m 處進(jìn)行掛線放樣，合理設(shè)定卸料位置，而后便可以開(kāi)展攤鋪操作。可以選用分層填筑方法進(jìn)行，正式填筑前，可以先將填料朝向前方推移約3m，確保填筑效果符合路基施工質(zhì)量要求，配合使用推土機(jī)進(jìn)行推平操作，每次操作結(jié)束后均要確保作業(yè)面平整，確保材料堆放鋪設(shè)與攤鋪施作能同步進(jìn)行，有益于提升填石路基施工效率。攤鋪施工階段還需適時(shí)填補(bǔ)路基石料縫隙，可以選用石屑或石碴作為填補(bǔ)材料，有助于提升路基面的平穩(wěn)性。

5.6 路基壓實(shí)施工

攤鋪施工結(jié)束后，便進(jìn)入到公路路基的壓實(shí)工序。壓實(shí)階段一定要重點(diǎn)分析公路路基的厚度、機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行速度等問(wèn)題。對(duì)于填石路基，建議選用大型推土機(jī)攤鋪平整，局部不平整位置，可以用人工配合，輔助使用細(xì)石屑找平。工作質(zhì)量12t 之上的重型振動(dòng)壓路機(jī)、25t 之上的輪胎壓路機(jī)是首選夯實(shí)器具，若無(wú)以上機(jī)具，也可以使用重型靜壓載光輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，并適度減少各層填筑厚度與石料粒徑，結(jié)合試驗(yàn)確定壓實(shí)厚度，通常較硬的路基壓實(shí)厚度以50cm 為宜，軟路基壓實(shí)應(yīng)抵達(dá)30cm。壓實(shí)階段的操作是先對(duì)路基兩側(cè)（靠近路肩部位）先進(jìn)行壓實(shí)，中間碾壓處理在后，對(duì)于輪碾而言，壓實(shí)路線要在縱向相互平行，數(shù)次碾壓。夯錘應(yīng)該成弧形，在檢測(cè)到夯實(shí)密度符合設(shè)計(jì)要求以后，繼而向后移動(dòng)一夯錘位置。兩個(gè)相毗鄰的行應(yīng)重疊40～50cm，建議前后相鄰區(qū)段重疊50～100cm，其他注意事項(xiàng)依照設(shè)計(jì)要求與相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

參照碾壓程度檢測(cè)結(jié)果，從攤鋪上層到下層沉降率有逐漸降低趨勢(shì)。表層填料會(huì)獲得較大的壓實(shí)能量，壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí)能量在朝下面層傳送階段會(huì)逐漸減少甚至是消散，對(duì)碾壓效果形成不良影響。既往研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)路基松鋪厚度大于80cm 時(shí)，下沉的沉降程度僅是上層的43.75%，和上層相比較壓實(shí)成效顯著變差。故而，為有效控制填石路基的壓實(shí)質(zhì)量，一定要確保其松鋪厚度數(shù)值適宜。為合理確定松鋪厚度，一定要精確區(qū)分機(jī)械激振力所抵達(dá)的深度與抵達(dá)壓實(shí)質(zhì)量的設(shè)計(jì)深度，后者對(duì)壓實(shí)效果形成的影響偏大，這就提示其代表著各層松鋪厚度的理想值。另外，隨著路基填筑深度的拓展，松鋪厚度應(yīng)做出一定放寬。

5.7 邊坡防護(hù)

公路路基邊坡防護(hù)前，一定要掌握填石材料厚度與質(zhì)量、公路路基周?chē)h(huán)境現(xiàn)狀等相關(guān)信息，加強(qiáng)邊坡的坡度控制。針對(duì)邊坡施工材料的選用，一樣要加強(qiáng)材料外部形態(tài)的把控，原則上材料表層不可有過(guò)多的孔洞，只有這樣路基邊坡結(jié)構(gòu)的緊湊性才會(huì)有更大保障，投用階段減少或規(guī)避松動(dòng)等問(wèn)題。也要加強(qiáng)材料承載力的控制，一方面要確保材料自體平整度達(dá)標(biāo)，另一方面也要使其內(nèi)部穩(wěn)定性抵達(dá)更高層次，對(duì)公路邊坡施工質(zhì)量提升發(fā)揮更大的輔助作用。

6 施工注意事項(xiàng)

6.1 科學(xué)安排施工順序

通過(guò)科學(xué)安排施工作業(yè)順序，能夠顯著降低外界降雨對(duì)公路填石路基施工所帶來(lái)的不利影響。在公路工程填石路基施工過(guò)程當(dāng)中，要求在路基兩側(cè)合理設(shè)置邊溝和排水溝，并嚴(yán)格控制路基的中橫向坡度，確保外界降水能夠順利排入到排水溝內(nèi)部，不斷增強(qiáng)填石路基的整體施工效果。

6.2 制定出完善的質(zhì)量管控機(jī)制

結(jié)合該公路項(xiàng)目的整體施工規(guī)模，需要對(duì)原有的質(zhì)量管控機(jī)制進(jìn)行大力優(yōu)化與完善，管理人員需要深入到施工現(xiàn)場(chǎng)，加大施工現(xiàn)場(chǎng)管控力度，確保公路項(xiàng)目填石路基施工作業(yè)可以順利進(jìn)行。同時(shí)，因?yàn)樵摴讽?xiàng)目的作業(yè)規(guī)模比較大，通過(guò)采取有效的質(zhì)量管控機(jī)制，能夠顯著提高填石路基施工作業(yè)效率，顯著減少施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象的發(fā)生。針對(duì)公路工程填石路基施工人員來(lái)說(shuō)，要認(rèn)真遵守各項(xiàng)管控機(jī)制要求，科學(xué)選擇填石路基施工技術(shù)，隨著公路項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，針對(duì)公路工程填石路基施工作業(yè)提出更高的要求，所以，施工單位需要定期加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，為施工作業(yè)人員提供一個(gè)穩(wěn)定的學(xué)習(xí)平臺(tái)，不斷提升施工人員的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，從而確保各項(xiàng)質(zhì)量管控機(jī)制得到更好落實(shí)。

6.3 加大施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管力度

計(jì)算機(jī)技術(shù)與各類(lèi)信息技術(shù)的良好運(yùn)用，可以幫助管理人員進(jìn)一步了解公路項(xiàng)目填石路基施工具體情況，并制定出完善的防控措施，不斷減少質(zhì)量缺陷問(wèn)題的發(fā)生，進(jìn)一步提升公路項(xiàng)目填石路基施工質(zhì)量。同時(shí)，因?yàn)楣讽?xiàng)目填石路基施工作業(yè)環(huán)節(jié)比較多，各個(gè)環(huán)節(jié)施工結(jié)束后，要及時(shí)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn)，各環(huán)節(jié)檢驗(yàn)質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求方可開(kāi)展后各項(xiàng)工作，如果某個(gè)環(huán)節(jié)施工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，施工人員要進(jìn)行返修處理，真正達(dá)到提升公路填石路基施工質(zhì)量的目標(biāo)。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，路基施工是公路項(xiàng)目建設(shè)階段的重要內(nèi)容之一，填石路基對(duì)施工技術(shù)提出較高要求，若施工過(guò)程中滋生出質(zhì)量問(wèn)題，則會(huì)直接影響整個(gè)公路使用過(guò)程的安全性、穩(wěn)定性，增加安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。故而，為優(yōu)化填石路基建設(shè)質(zhì)量，實(shí)踐中一定要結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)計(jì)施工方案，加強(qiáng)各工序施工情況的把關(guān)控制，施工方聯(lián)合監(jiān)理方做好質(zhì)量檢測(cè)工作，使公路工程的安全性、耐用性得到最大保障，延長(zhǎng)其使用壽命。