高速公路路基土石方填筑施工技術(shù)研究

張率兵

（中鐵十五局集團第五工程有限公司，天津 300131）

1 工程概況

以某高速公路為例，總長為227.715 km。第16 合同段樁號為K864+300～K869+800，總長約5.5 km。本工程的公路等級為雙向四車道高速公路，設(shè)計速度分為兩部分，其中某段的設(shè)計速度為100 km/h，其他段則為80 km/h，該工程的路基寬度為26 m，其中包括行車道、中央分隔帶、硬路肩、土路肩和路緣帶等部分。具體來說，行車道寬度為2×2×3.75 m，中央分隔帶寬度為2.0 m，硬路肩寬度為2×3.0 m，土路肩寬度為2×0.75 m，路緣帶寬度為2×0.75 m。這一標段的路基工程涉及了大量土石方工程，土方開挖總量達到了1.16 萬m3，借土填方總量高達87.044 萬m3。此外，臺背回填的數(shù)量為4.490 萬m3，碎石墊層的用量為2.394 萬m3。

2 高速公路路基土石方填筑施工技術(shù)分析

2.1 土石方填筑材料與質(zhì)量要求

2.1.1 天然土石方

根據(jù)該合同段的具體情況，在土石方填筑工程中應(yīng)先選擇天然土石方，這類土石方應(yīng)具備一定的物理和力學(xué)性質(zhì)，以滿足路基的承載要求。在選擇上應(yīng)考慮其密度、含水量、顆粒分布等因素，以確保填筑后的路基穩(wěn)定性和各項指標達標。同時，還應(yīng)根據(jù)相關(guān)標準和規(guī)范確保天然土石方的質(zhì)量達到要求。

2.1.2 摻和土石方

為了提高土石方的性能，可以采用摻和土石方。摻和土石方通常包括添加摻和材料，如石灰、水泥、礦渣等，以改善土石方的工程特性，這些摻和材料的添加應(yīng)精確控制，以確保土石方的強度和穩(wěn)定性得到提高。同時，必須符合相關(guān)標準和規(guī)范，確保添加摻和材料的比例準確、混合均勻。

2.1.3 環(huán)保因素

土石方填筑材料的選取還應(yīng)綜合考慮環(huán)保因素，特別是在大規(guī)模土方開挖和填方工程中，需要注意土石方的來源和處理，以減少環(huán)境影響?？梢酝ㄟ^合理的資源利用和土方的再生利用降低環(huán)境負擔(dān)。

通過土石方填筑材料的合理選擇和質(zhì)量控制，可以保證填筑后的路基具備良好的承載能力和穩(wěn)定性，以滿足高速公路的使用要求。同時，環(huán)保和可持續(xù)性的考慮也將有助于減少工程對環(huán)境的不良影響，推動高速公路建設(shè)朝著更加可持續(xù)的方向發(fā)展。

2.2 施工前的準備工作

1）在該高速公路第16 合同段施工前，應(yīng)先進行場地清理。必須清除現(xiàn)場的植被、樹木等雜物；清理場地表面，確保施工車輛和設(shè)備能夠自由進出，并有足夠的操作空間。因此，場地清理的質(zhì)量和徹底程度對施工的順利進行至關(guān)重要。

2）土石方填筑工程需要精確樁號范圍，以確保土方開挖和填方工作的精確定位。準確的樁號測量將確保路基的設(shè)計尺寸和位置的準確性，以滿足工程要求。同時，還需要進行地質(zhì)勘察和土壤測試，以了解施工區(qū)域的地質(zhì)特點和土壤性質(zhì)，從而指導(dǎo)土方開挖和填方工作。

3）施工前的準備還包括施工設(shè)備和材料的準備。相關(guān)人員需要確定所需施工設(shè)備，如挖掘機、推土機、運輸車輛等，并確保其在施工前處于良好的工作狀態(tài)。同時，需要采購和儲備土石方填筑材料，確保施工過程中材料供應(yīng)充足。

4）制訂施工進度計劃，詳細規(guī)劃土方開挖、填方、壓實等工作的時間安排。施工進度計劃應(yīng)充分考慮工程的復(fù)雜性和施工周期，確保施工按時完成。因此，合理的進度計劃有助于提高施工效率，減少工程延誤[1]。

5）施工前的準備還需要考慮安全和環(huán)保因素。管理人員應(yīng)制訂安全計劃，確保施工過程中的人員和設(shè)備安全。同時，還應(yīng)采取環(huán)保措施，減少施工對周圍環(huán)境的不良影響，包括污水處理、土壤保護和垃圾處理等方面的工作。

2.3 填筑工程施工技術(shù)

在該高速公路第16 合同段的施工中，填筑工程的實施至關(guān)重要，其決定了路基的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2.3.1 土方開挖

土方開挖是填筑工程的起始階段。在該合同段的工程中，土方開挖的總量達到了1.16 萬m3。為了確保土方開挖的順利進行，需要選擇適當?shù)耐诰驒C械，并進行精確的測量和定位。在土方開挖中，挖掘機是常用設(shè)備，可以高效地開挖和清理土方。同時，在土方開挖前，需要進行精確的測量和定位，以確保開挖深度和位置準確無誤。在此過程中，樁號和坡度的測量對于控制土方開挖的精度至關(guān)重要，具體開挖數(shù)據(jù)見表1。

表1 土方開挖的相關(guān)數(shù)據(jù)表

2.3.2 土石方運輸

在土方開挖完成后，需要進行土石方運輸作業(yè)。在某高速公路第16 合同段，借土填方的總量高達87.044 萬m3，因此，需要使用大型運輸車輛，如自卸車、卡車和挖掘機裝載車，將土石方從挖掘現(xiàn)場運送到填方現(xiàn)場。同時，在施工前，需要規(guī)劃運輸路線，確保運輸過程中的順暢性和安全性。在此過程中，還應(yīng)考慮地質(zhì)條件和交通控制，以減少可能出現(xiàn)的問題。具體數(shù)據(jù)見表2。

表2 土石方運輸?shù)南嚓P(guān)數(shù)據(jù)表

2.3.3 填方工作

填方工作是將土石方填充到路基位置的過程。在填方工程中，土石方應(yīng)均勻分布，避免出現(xiàn)堆積或空洞，這就要求填方的層次和坡度應(yīng)符合設(shè)計要求，以保證填方的均勻性。同時，為了提高填方的密實度，通常需要采用振動壓路機或壓實機械，將土石方進行壓實。應(yīng)注意的是，不同類型的土石方要求不同的壓實度，因此，需要根據(jù)設(shè)計要求和土石方類型選擇合適的壓實設(shè)備。具體數(shù)據(jù)見表3。

表3 填方工作的相關(guān)數(shù)據(jù)表

通過表3 可以看出，填方工程的施工技術(shù)涉及多個方面，包括土方開挖、土石方運輸和填方工作。每個階段都需要精確地進行設(shè)備選擇和施工控制，以確保施工的順利進行和項目質(zhì)量達標。

2.4 質(zhì)量控制與檢測技術(shù)

2.4.1 質(zhì)量控制

質(zhì)量控制是確保土石方填筑工程達到設(shè)計要求的基礎(chǔ)。在某高速公路第16 合同段的工程中，需要建立一套完善的質(zhì)量控制體系，包括施工方案、施工程序和質(zhì)量標準。在具體施工中，應(yīng)根據(jù)工程的實際情況進行調(diào)整，以確保工程的質(zhì)量達標。

1）土方開挖的質(zhì)量控制。在土方開挖過程中，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求和測量數(shù)據(jù)對挖掘機械的操作進行監(jiān)控，以確保挖掘的深度和位置準確無誤。同時，應(yīng)定期檢查和維護挖掘機械，以確保其工作狀態(tài)良好。

2）土石方運輸?shù)馁|(zhì)量控制。在土石方運輸階段，需要對運輸設(shè)備的裝載和卸載過程進行監(jiān)控，確保土石方的裝載均勻，避免過載和傾倒。此外，在運輸過程中還需要遵循安全規(guī)定，確保運輸車輛的安全。

3）填方工程的質(zhì)量控制。填方工程要求土石方的均勻分布和良好的壓實，因此，施工人員應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求，控制填方的層次和坡度，并在壓實過程中，結(jié)合土石方類型和所選的壓實設(shè)備進行質(zhì)量控制，以確保達到設(shè)計要求的壓實度。

2.4.2 檢測技術(shù)

檢測技術(shù)可以用于驗證土石方填筑工程的質(zhì)量，以確保工程達到設(shè)計要求。在某高速公路第16 合同段的工程中，應(yīng)采用以下兩種檢測技術(shù)。

1）在現(xiàn)場檢測方面，土石方的密實度直接影響路基的承載能力和穩(wěn)定性。通過現(xiàn)場密實度檢測，施工人員能及時發(fā)現(xiàn)并糾正密實度不足或過度的問題，以確保路基的質(zhì)量。其中，平整度檢測用于檢查填方后路基表面的平整度，以確保路面的平順度滿足設(shè)計要求，提高行車的舒適性和安全性。

2） 實驗室檢測通常包括土石方樣品的采集和室內(nèi)試驗。通過采集樣品，可以進行各種試驗，如含水量的檢測，可以確定土石方中的水分含量； 顆粒分布檢測則用于了解土石方的顆粒分布情況； 抗壓強度測試則用于評估土石方的強度特性。因此，實驗室檢測提供了更加精確和全面的數(shù)據(jù)，有助于全面了解土石方的物理和力學(xué)性質(zhì)，以確保其質(zhì)量符合設(shè)計標準[2]。

2.5 環(huán)境保護與可持續(xù)性

1）在生態(tài)系統(tǒng)保護與恢復(fù)方面，全面的生態(tài)評估是關(guān)鍵一步。通過生態(tài)評估，可以明確施工區(qū)域內(nèi)的生態(tài)敏感地帶和珍稀物種分布，有助于規(guī)劃施工工序，以減少對生態(tài)系統(tǒng)的損害。此外，野生動植物遷移計劃的實施可以有效保護野生動植物免受施工干擾，確保它們的生存安全，可以將其在合適的地方重新引入。同時，采用植被恢復(fù)措施，可以減輕施工對土地覆蓋和生態(tài)多樣性的不利影響。

2）在土石方施工管理方面，挖土與填方的平衡至關(guān)重要。臺背回填的規(guī)劃和執(zhí)行應(yīng)避免對地下水和周邊土地產(chǎn)生不利影響，同時確保臺背回填材料的來源是可持續(xù)的，不會引發(fā)生態(tài)問題。其中，碎石墊層的選擇應(yīng)考慮其可持續(xù)性，可以采用可再生或可回收的碎石材料，以減少自然資源的消耗，并確保采石場的開發(fā)符合環(huán)保法規(guī)，防止土地的退化和水污染。

3）在施工設(shè)備與技術(shù)方面，采用低噪聲設(shè)備可以減少施工噪聲對附近社區(qū)居民的干擾，特別是在夜間或周末。在此過程中，振動控制技術(shù)的應(yīng)用能夠確保振動水平在可接受范圍內(nèi)，避免對周邊建筑物和地下設(shè)施的不利影響。此外，可以選擇清潔能源，如天然氣或電動設(shè)備，有助于減少施工期間的空氣污染，維持空氣質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜合而言，對高速公路路基土石方填筑施工技術(shù)的研究，不僅要關(guān)注工程技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)注重環(huán)境保護與可持續(xù)性發(fā)展。通過綜合應(yīng)用上述措施，能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路建設(shè)與環(huán)境保護的和諧共存。在未來的道路建設(shè)項目中，相關(guān)人員應(yīng)更好地平衡交通發(fā)展與環(huán)境保護之間的關(guān)系，以實現(xiàn)預(yù)期發(fā)展目標。