山區(qū)公路工程填石路基施工技術

史永宏

（山西工程科技職業(yè)大學，山西 晉中 030619）

1 項目背景

該山區(qū)公路工程項目全線長38.22km，建設標準為二級公路，起止樁號為K11+338～K49+558，設計行車速度為60km/h（主線）與40km/h（支線），路基寬度為12m/8.5m，行車道設計寬度為2×3.5m，路面采用水泥混凝土路面，設計的汽車荷載為公路Ⅱ級，其中，最大縱坡為6%。本項目中K26+10～K29+351段需要穿過魚塘，根據項目實地勘察，發(fā)現魚塘屬天然水塘，池底主要以淤泥層為主，魚塘之間的連接道路主要是雜填土、耕植土等土質道路。根據公路設計紅線要求，該魚塘與道路均在征收范圍內，結合路基穩(wěn)定性和沉降規(guī)定要求，對魚塘與聯通道路路基進行特殊設計。

經地質勘察報告分析，該項目現場地層由上至下依次為填土、素填土、淤泥、粉質黏土和中粗砂。

（1）按堆填時間和填料成分主要劃分成①-1、①-2亞層。

（2）素填土①-1，顏色以褐黃色、褐紅色為主，呈稍密狀，填料為粉質黏土和殘積土，部分區(qū)域包含中風化巖石（呈破碎狀），均勻性較差，堆積時間接近8年，基本達到自重固結狀態(tài)，承受的荷載力為90kPa。素填土①-2，基本分布在魚塘周邊，顏色呈灰色、滲水色，是由魚塘清底挖出的軟土堆積而成，堆填時間為5年以內，并未達到自重固結狀態(tài)，整體工程性能較差，可承受的荷載力為70kPa。

（3）淤泥，顏色為深灰色，呈飽和狀態(tài)，主要由黏粒和粉粒組成，部分區(qū)域為貝殼和細砂混合，其中，局部段的含砂量相對偏高，形成了砂混淤泥。切面較平整，黏性和韌性良好，無搖震反應，干強度級別中等，整體屬于欠固結土。該層的特點是高壓縮性、易觸變，整體工程性能較差，可承受的荷載力為40kPa。

（4）粉質黏土，顏色為灰色、灰黃色，較濕潤，主要由粉粒和黏粒組成，含砂量為10%～15%，部分段的含砂量≥30%，切面稍微光滑，黏性和韌性比較好，且無搖震反應，干強度級別較高，整體工程性能屬于中等級別，可承受的荷載力為200kPa。

（5）中粗砂，顏色為灰色、灰黃色，處于飽和狀態(tài)，基本是稍密與中密，部分呈松散狀態(tài)。該層呈透鏡體狀分布，大部分由粗粒砂組成，角礫較多，黏性土含量為15%～20%，砂顆粒呈次圓狀與次棱角狀，級配良好，整體工程性能一般，可承受的荷載力為200kPa。

2 路基施工設計方案

項目現場表層填土、淤泥層的可壓縮性較大，如果采用普通路基施工技術方案，有可能發(fā)生路基失穩(wěn)或局部沉降等現象，從而直接影響山區(qū)公路行車安全。另外，項目現場周邊石材資源比較豐富，石方路基壓實處理后，可顯著提高路基結構的承載力和穩(wěn)定性，有效解決路基失穩(wěn)、沉降等問題。因此，經過綜合分析、探討和研究，確定該路段采用填石路基施工技術方案。

該方案要求提前填筑下部路基，且路基面高度＞設計水位0.5m。由于這一部分主要是魚塘底部淤泥，因此，應把塘內積水抽干，再進行拋石擠淤。同時，由于魚塘面積較大，整體壓載拋填很難實施，因此，應采取散式拋填方案。拋石體沉入硬質土層和砂層，經過石料層擠壓，形成一個結構穩(wěn)定的承重骨架，具有良好的承載能力和抗變形能力。另外，兩側路基邊坡的設計應達到1∶2，避免路基發(fā)生垮塌。

在下部積淤路基施工完畢后，應施作緩沖層。從上到下依次為級配碎石層（厚度30cm）→土工格柵（2層）→砂墊層（厚度50cm），作用是分散和緩沖上部形成的行車荷載，同時，通過土工格柵將路基斷面拉緊，以免局部發(fā)生不均勻沉降。上部路基選用片石堆填，在堆填的兩端和下部路基位置建立平臺（寬度2m），路基邊坡率控制在1∶1.75，然后在兩側建立漿砌石護腳，以免雨水滲入路基而引發(fā)不均勻沉降。為了防止水土流失，護腳上側采取植草防護處理措施。

3 施工技術要點

該山區(qū)公路填石路基施工流程如圖1所示。

圖1 山區(qū)公路填石路基施工流程

3.1 施工準備

（1）由于項目施工現場位于山區(qū)，因此，施工前需要重點、全面勘察現場地質條件、邊坡特點和地質災害隱患等，同時，嚴格排查山區(qū)通信、基站和電力塔布設情況，如需拆遷，必須提前溝通。

（2）對項目現場進行清表處理，清理干凈施工范圍內的渣土、廢土等。

（3）根據項目實際情況和施工要求，合理布設排水系統(tǒng)，如采取排水邊溝、碎石墊層等措施。

（4）施工前，應合理選擇試驗路段，以確定最佳拋填石料粒徑范圍。其中，石料應選擇不易風化的巖石，根據魚塘底部淤泥的具體稠度來確定石料粒徑，確保石料穩(wěn)定、快速地落入土層內。對于流動性較高的魚塘底部淤泥，應選用小粒徑的片石。

（5）土工格柵選用高強聚丙烯土工格柵（規(guī)格為TGDG150，禁止焊接和熱熔）。在土工格柵鋪設階段，搭接長度必須≥3個孔格（＞0.15），并保證綁扎緊密。該項目中土工格柵性能指標控制要求詳見表1。

表1 土工格柵性能指標控制要求

3.2 施工測量

先精確地測量排出淤泥的深度和面積，再計算出實際排淤量，并換算得到拋石數量和密實程度。該項目中拋石層的基腳寬度應大于路堤設計要求的坡腳寬度。待片石拋出水面后，應選擇粒徑偏小的石塊進行填塞墊平處理，然后碾壓密實，提高表面平整度。在頂部位置建立透水層或隔離層，采用分層的方法填筑路堤。

3.3 臨時措施

一些魚塘面積較大，與水系直接連通，不能抽干魚塘內的水，因此，必須結合實際情況施作隔水圍堰。從坡腳的外側用推土機填筑土體圍堰（頂部寬度控制在3～5m以內），并將圍堰頂作為施工便道，以實現施工材料的有效運輸。圍堰施工結束后，應按規(guī)定要求進行隔水檢驗，排出圍堰內的水，清理干凈雜物，確保淤泥達到液化狀態(tài)。

3.4 拋石順序

拋石階段需要從路堤中部向兩側進行，將淤泥擠出。在片石露出水面后，選擇小粒徑石塊進行填塞墊平，利用重型機械設備密實碾壓，按要求鋪設反濾層，實施上部填石。魚塘底部淤泥橫坡的坡率為1∶10，應從高側向底側拋石，在底側合理高度范圍內提升拋石數量，使底側邊形成寬度為2m的平臺頂面，以強化其穩(wěn)定性。對于厚度大于5m的魚塘底部淤泥，應采取“爆破或強夯”等處理措施，以確保填筑體下沉到持力層。在施工階段，若測量發(fā)現魚塘底部淤泥厚度大于5m，應及時與設計單位溝通，結合實際情況，對處理措施進行有效調整。

3.5 鋪設土工格柵

緩沖層施工階段應嚴格按設計分層由下向上順序施工。該項目中級配碎石層厚度控制在30cm，保證鋪設一次完成。碎石層級配應提前通過試驗確定最優(yōu)配比，若條件允許，則應選取試驗路段準確判斷級配效果。從兩側位置鋪設土工格柵，中間用中粗砂分隔。每一次土工格柵鋪設施工都要保證路基兩端反包符合規(guī)范的基本要求。另外，砂墊層厚度為50cm，主要與土工格柵配合施工。

4 施工監(jiān)測

填石路基施工結束后，需在路基中央和兩端位置合理布設沉降觀測板和位移邊樁，主要監(jiān)測路基中央實際沉降量和路基邊位移量。同時，監(jiān)測階段需輔以堆載預壓，使預壓時間控制在12個月。經分析研究監(jiān)測結果可知，在該項目中，路基填筑施工完成且預壓12個月，計算出的月平均沉降量為4.6mm，與土路基段的沉降速度基本一致，交界段位置沒有出現不均勻沉降現象。而卸載預壓荷載后，采用鉆孔取樣、土工試驗等方法對路基進行測試，得出路基的平均固結度＞77%。經監(jiān)測分析研究，該山區(qū)公路工程填石路基沉降與穩(wěn)定性均符合規(guī)范要求，確保了公路行車安全。

5 結語

綜上所述，文章圍繞山區(qū)公路工程項目實際情況，重點對填石路基施工技術進行了研究。要根據項目現場地質條件及要求設計施工技術方案；在具體應用階段要嚴格按照技術流程進行，采取一系列措施，嚴格控制施工質量，使公路工程達到設計規(guī)定要求，確保山區(qū)公路通車的安全。