公路工程路基土石方施工技術(shù)分析

張賓

（北京市政路橋股份有限公司，北京 100071）

0 引言

在公路工程建設(shè)施工的過(guò)程中，施工單位一定要充分認(rèn)識(shí)路基土石方施工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并根據(jù)實(shí)際工程概況，對(duì)施工技術(shù)加以合理應(yīng)用，同時(shí)做好施工質(zhì)量的控制，確保公路工程路基土石方的施工質(zhì)量。

1 工程概況

某公路工程的施工段總長(zhǎng)度是18.9km，路基寬度在6.5～7.5m 之間，其中涉及四座橋梁施工，橋梁最大高度是30m，最小高度是16m，路面均為瀝青混凝土。 工程的挖方量為1003544m，計(jì)價(jià)土方量為294891m，填方量為983754m。因工程項(xiàng)目的路基土石方工程量比較大，施工條件比較復(fù)雜，所以在具體施工中，路基的土石方處理成為需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

2 公路工程路基土石方施工技術(shù)具體應(yīng)用

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 現(xiàn)場(chǎng)勘查

在路基土石方施工之前，施工單位首先需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面仔細(xì)的勘查，對(duì)地質(zhì)條件、氣候條件以及自然環(huán)境等進(jìn)行全面調(diào)查，并仔細(xì)核實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的具體情況，同時(shí)應(yīng)對(duì)路線(xiàn)的具體走向加以明確。在此過(guò)程中，勘查人員要加強(qiáng)路基地質(zhì)和地下水位的調(diào)查，針對(duì)一些比較特殊的路基地段，通過(guò)合理的方式做好標(biāo)注。為防止項(xiàng)目施工造成的環(huán)境污染，勘查人員需要做好取土場(chǎng)和廢料堆放地點(diǎn)的環(huán)境檢測(cè)工作。

2.1.2 測(cè)量放樣

在完成現(xiàn)場(chǎng)勘查之后，施工單位需按照設(shè)計(jì)圖紙做好現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量放樣工作，合理規(guī)劃工程樁位置和數(shù)量，使其與設(shè)計(jì)要求相符。在此過(guò)程中，施工單位應(yīng)安排專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員做好邊樁檢查，防止埋樁錯(cuò)誤對(duì)整體施工質(zhì)量的不良影響。

2.1.3 場(chǎng)地清理

場(chǎng)地清理時(shí)，需要將公路紅線(xiàn)放出，并用挖掘機(jī)挖出紅線(xiàn)溝，清除施工范圍內(nèi)的所有樹(shù)木、灌木叢等，清理所有的有機(jī)物殘?jiān)约袄?，并將覆蓋層下方0.3m 之內(nèi)的植物根莖全部去除。完成施工現(xiàn)場(chǎng)清理工作之后，需要在施工之前逐層做好回填壓實(shí)處理，直到標(biāo)高與原來(lái)地面相同為止。對(duì)于局部挖方地段，在開(kāi)挖之后需要做好夯實(shí)處理，壓實(shí)度應(yīng)超過(guò)96%。

2.1.4 防排水

為達(dá)到良好的防排水效果，施工前，在路基兩側(cè)開(kāi)挖臨時(shí)排水溝，確保施工中的廢水都能夠排放到附近河道，使施工現(xiàn)場(chǎng)具備良好的排水性能。同時(shí)在路堤填方施工現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)攔水堤壩，以防雨水沖刷邊坡帶來(lái)的不良影響，保證整體路基質(zhì)量良好。

2.2 路基土石方工程量計(jì)算

因?yàn)楣饭こ痰耐潦焦こ塘亢艽?，施工周期也比較長(zhǎng)，所以涉及的工程成本投入也比較大。為了節(jié)約路基土石方的工程成本，在正式施工之前，相關(guān)施工單位一定要安排專(zhuān)業(yè)的工作人員對(duì)路基土方開(kāi)挖量進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。

通常情況下，路基土方開(kāi)挖量的計(jì)算方式有兩種，零起點(diǎn)法和橫斷面法。其中，零起點(diǎn)法就是假設(shè)原來(lái)的地面是一條直線(xiàn)，從這條直線(xiàn)開(kāi)始連續(xù)進(jìn)行計(jì)算。該方法計(jì)算過(guò)程比較簡(jiǎn)單，且得出的計(jì)算結(jié)果也非常精準(zhǔn)。因此在實(shí)際的路基土石方工程量計(jì)算中，該方法具有比較廣泛的應(yīng)用范圍。橫斷面法計(jì)算示意圖如圖1 所示。

圖1 橫斷面法計(jì)算示意圖

其中，B 表示路基寬度設(shè)計(jì)值；h 表示高程設(shè)計(jì)值；h表示第n 層天路路基測(cè)量獲得的標(biāo)高值；i 表示路基邊坡坡度。公式為：

式（1）中：A表示路基橫斷面的面積；A 表示完成土石方施工后的路基橫斷面面積；A表示沒(méi)有完成土石方施工的路基橫斷面面積；A表示填筑了第一層土方之后的路基橫斷面面積；A表示填筑了第二層土方之后的路基橫斷面面積；A表示填筑了第n-1 層土方之后的路基橫斷面面積。在具體計(jì)算中，因?yàn)橥练綑M斷面的面積計(jì)算屬于中期土方計(jì)量，可以不考慮路基橫坡所帶來(lái)的影響。但是A的計(jì)算一定要保證精確，且需要讓原始地面盡量保持平整。在進(jìn)行土方填筑施工之前，設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)行原始地面的標(biāo)高測(cè)量，并通過(guò)若干組的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)確保A的準(zhǔn)確性。同時(shí)，從公式（1）可知，A的大小將會(huì)對(duì)A產(chǎn)生相應(yīng)的影響，只有確保A的準(zhǔn)確性，才可以讓A具備足夠的準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)土方量的科學(xué)計(jì)算。

通過(guò)橫斷面計(jì)算所獲得的結(jié)果十分精準(zhǔn)，可充分滿(mǎn)足公路路基設(shè)計(jì)及施工的具體要求。用總面積減去沒(méi)有完工部分的面積，便可直接得到橫斷面的準(zhǔn)確面積。該方法不僅簡(jiǎn)單，且十分有效。將兩樁號(hào)之間的填充橫斷面面積與樁間距相乘，不僅可以快速、準(zhǔn)確地獲得兩樁之間土石方工程量，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)整體工程的土石方工程（量）快速、準(zhǔn)確的計(jì)算。

2.3 路基開(kāi)挖

2.3.1 土質(zhì)路塹開(kāi)挖

在土質(zhì)路塹開(kāi)挖中，對(duì)于路塹橫斷面比較平整的區(qū)域，主要通過(guò)橫向單層挖掘法進(jìn)行開(kāi)挖，盡量控制開(kāi)挖深度，此次施工中的開(kāi)挖深度控制在4m 及以下。對(duì)于統(tǒng)一標(biāo)高的路塹，主要采用縱深單相層挖掘法。對(duì)于路塹挖掘深度超過(guò)4m 的情況，需要采用橫向多向?qū)油诰蚍?。橫向多向?qū)娱_(kāi)挖法的路塹開(kāi)挖示意圖如圖2 所示。

圖2 橫向多向?qū)娱_(kāi)挖法的路塹開(kāi)挖示意圖

在對(duì)路塹進(jìn)行航向通道開(kāi)挖的過(guò)程中，通常需要應(yīng)用相應(yīng)的拓寬技術(shù)，主要目的是加大通道寬度，然后通過(guò)分層開(kāi)挖的方式逐層進(jìn)行開(kāi)挖，一直到開(kāi)設(shè)挖深度與設(shè)計(jì)標(biāo)高相符，才完成整個(gè)土質(zhì)路塹的開(kāi)挖施工。

2.3.2 石質(zhì)路塹開(kāi)挖

相比較土質(zhì)路塹，石質(zhì)路塹具有更強(qiáng)的堅(jiān)固性，同時(shí)，開(kāi)挖也具有更大的難度。在對(duì)石質(zhì)路塹進(jìn)行開(kāi)挖的過(guò)程中，施工方法通常有兩種，機(jī)械松土施工法和爆破施工法。相比較松土施工法，爆破施工法具有更高的危險(xiǎn)性，所以在條件允許的情況下，應(yīng)盡量選擇松土施工法。此次工程中，對(duì)于地質(zhì)條件比較好的位置，都采用了松土施工法，由施工人員根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙開(kāi)挖，并做好整體開(kāi)挖過(guò)程的精準(zhǔn)控制，防止超挖現(xiàn)象。

對(duì)于施工地質(zhì)條件不佳以及情況惡劣的路段，則采取了定點(diǎn)爆破法。在爆破過(guò)程中不僅要考慮施工人員的人身安全，同時(shí)也需要綜合考慮周邊環(huán)境。爆破應(yīng)用的火藥以及爆破裝置等都由專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行設(shè)置與測(cè)定，保證其安全性。爆破孔需要通過(guò)潛鉆鉆進(jìn)，特殊工程段可通過(guò)手風(fēng)鉆鉆進(jìn)，其孔位、深度及傾角都應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加以控制。對(duì)于鉆孔附近的碎石和雜物，應(yīng)及時(shí)清理干凈，并做好不穩(wěn)定段的維護(hù)工作，避免爆破之后孔口變成喇叭狀。在向孔內(nèi)裝藥的過(guò)程中，如果發(fā)生堵塞問(wèn)題，應(yīng)立即停止裝藥，處理好堵塞之后才可以繼續(xù)裝藥。在敷設(shè)爆破網(wǎng)路之前，技術(shù)人員需做好起爆材料的類(lèi)型、質(zhì)量及數(shù)量檢查，并將其分類(lèi)編號(hào)，在一切準(zhǔn)備就緒之后才可以按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行爆破網(wǎng)路敷設(shè)。

在完成路基土石方開(kāi)挖工作之后，現(xiàn)場(chǎng)工作人員需要對(duì)實(shí)際情況做好記錄。對(duì)于開(kāi)挖的地面，應(yīng)嚴(yán)格按照工程設(shè)計(jì)做好碾壓處理，使其保持平整，為后續(xù)的施工提供足夠的承載力。

2.4 路基填筑

2.4.1 填土路基

此次施工中，施工現(xiàn)場(chǎng)的填筑土料主要通過(guò)自卸車(chē)來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸，在運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)之后，需按照施工設(shè)計(jì)控制每一層路基土方的填筑厚度。通常情況下，在填土路基中，每一層填筑厚度都應(yīng)該控制在30cm及以下，讓填土路基具備足夠的密實(shí)度，并保證整體公路路基的穩(wěn)定性良好。鋪筑施工完成后，需通過(guò)平地機(jī)碾壓填筑層，碾壓順序?yàn)閺膬?nèi)向外，碾壓強(qiáng)度為從弱到強(qiáng)。在碾壓過(guò)程中，需要根據(jù)填料控制路基的壓實(shí)度，確保填土路基的施工質(zhì)量。填土路基主要施工技術(shù)參數(shù)情況見(jiàn)表1。

表1 填土路基主要施工技術(shù)參數(shù)情況

2.4.2 填石路基

為確保填石路基的施工質(zhì)量，在施工中，特采取了以下幾個(gè)方面的技術(shù)措施：第一，將邊樁線(xiàn)以及中樁線(xiàn)放出，根據(jù)路基的填筑高度做好余量預(yù)留，此次預(yù)留的余量是50cm，使機(jī)械設(shè)備能夠順利地進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，同時(shí)應(yīng)對(duì)邊坡做好壓實(shí)處理，確保其壓實(shí)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。第二，如果地面橫坡度達(dá)到了1∶5 以上，則需要按照臺(tái)階的形式進(jìn)行基坑施工，之后再進(jìn)行填筑。此次施工中，將臺(tái)階的寬度控制在2m，并設(shè)置了坡度朝向內(nèi)側(cè)的橫坡，坡度為2%；如果地面坡度在1∶2.5 以上，施工中需要對(duì)其進(jìn)行特殊處理，以防基礎(chǔ)底板上的路堤出現(xiàn)滑動(dòng)問(wèn)題。第三，路堤填筑應(yīng)用的石方，可選擇之前開(kāi)挖出的石方，也可通過(guò)借方石方的方式進(jìn)行填筑。對(duì)于15MPa 以下的小石料，應(yīng)及時(shí)清除。石方填筑需要沿著水平面進(jìn)行，填筑方式為分層填筑，施工中的每一層填筑厚度均不可超出45cm。用石屑將大塊料石之間的縫隙填滿(mǎn)。對(duì)于30cm 及以上的邊坡，施工中需要將石料碼砌為臺(tái)階，厚度控制在1～2m 之間。第四，根據(jù)實(shí)際的施工面積和路基鋪筑厚度，科學(xué)計(jì)算上料的數(shù)量。將填料卸載到路基上，堆放成梅花型。所有的石料強(qiáng)度均應(yīng)超過(guò)12MPa，施工中的松鋪厚度控制在30cm。

3 公路工程路基土石方施工質(zhì)量的控制措施

3.1 施工方案的最優(yōu)確定

在土石方施工前，相關(guān)施工單位需要根據(jù)公路工程實(shí)際的建設(shè)要求，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面考察，再明確，然后結(jié)合工程設(shè)計(jì)與實(shí)際要求，科學(xué)制定施工方案。在此過(guò)程中，相關(guān)施工單位可對(duì)多種施工方案進(jìn)行比選，綜合分析各方面條件與影響因素等，最終選擇技術(shù)最適合實(shí)際工程且成本比較合理的施工方案。

3.2 材料質(zhì)量的合理把控

在對(duì)公路路基進(jìn)行土石方施工的過(guò)程中，相關(guān)單位一定要嚴(yán)格做好各項(xiàng)材料質(zhì)量的把控。在每一種材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之前，都應(yīng)該安排專(zhuān)門(mén)的質(zhì)量檢驗(yàn)人員對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，只有檢驗(yàn)合格的材料下才可以進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，并投入使用。對(duì)于質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的材料，應(yīng)立即退回。

3.3 質(zhì)量管理制度的完善建立

在公路路基土石方施工中，相關(guān)單位要結(jié)合工程實(shí)際，建立質(zhì)量管理制度，并將其嚴(yán)格落實(shí)到具體施工中，做到責(zé)任到人，尤其是對(duì)施工技術(shù)的安全合理應(yīng)用，應(yīng)做到嚴(yán)格管理。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，路基土石方施工是公路工程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其技術(shù)應(yīng)用與質(zhì)量控制是確保整體工程質(zhì)量與安全的關(guān)鍵?；诖?，在具體的施工過(guò)程中，相關(guān)單位一定要注重施工技術(shù)的合理應(yīng)用，通過(guò)完善的前期準(zhǔn)備、科學(xué)的土方量計(jì)算、良好的路基開(kāi)挖與填筑方法，合理應(yīng)用施工技術(shù)，同時(shí)做好相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。