高速公路工程中填石路基施工技術(shù)分析

鄭衛(wèi)華

（池州市公路管理服務(wù)中心，安徽 池州 247000）

0 引言

隨著我國進入新的發(fā)展時期，高速公路工程的建設(shè)需求日益增加。由于高速公路工程的跨度較大，涉及各種地形地貌，因此對施工技術(shù)要求較高。填石路基施工是高速公路工程中的核心內(nèi)容，對工程的穩(wěn)固性起重要作用。因此，有必要分析高速公路工程的特點、要求和規(guī)范，進而選擇最合適的填石路基施工技術(shù)，在施工過程中規(guī)范作業(yè)并總結(jié)經(jīng)驗，為后續(xù)施工提供經(jīng)驗，從而更好地保證工程質(zhì)量。

1 工程概況

以安徽池州某高速公路工程為例，研究填石路基施工技術(shù)應用過程。已知該工程全長138km，主線長度、連接長度分別為115km、22km，雙向四車道、速度80km/h，路基填筑最高14.5m。綜合高速公路工程各項影響因素后，選擇現(xiàn)場開挖模式，路基填料為石灰?guī)r，路床頂面以下0～30cm 位置（上路床）填料最大粒徑50mm、最大厚度40cm；30～80cm 位置（下路床）填料最大粒徑70mm、最大厚度40cm；80～150cm 位置（上路堤），填料最大粒徑160mm、最大厚度50cm；150cm 以上位置（下路堤）填料最大粒徑360mm、最大厚度70cm。

2 填石路基施工特點

填石路基施工主要特點如下：填石材料的粒徑通常要求大于40mm，且含量超過總質(zhì)量的70%；石質(zhì)路基填料多來自挖方路基產(chǎn)生的石料與爆破產(chǎn)生的廢石；在填石路基修筑前，對普通石塊篩分、破碎并進行強度測試，棄用粒徑過大石材；石料的最大粒徑不得超過填筑壓實厚度的2/3；填石路基壓實度受碾壓質(zhì)量影響，若是碾壓質(zhì)量不過關(guān)，會造成路基不均勻沉降；對比土質(zhì)路基，填石路基填料壓縮模量相對較大，可能發(fā)生壓縮變形，降低施工質(zhì)量；因軟巖石強度低，比較容易被壓碎，損壞路基骨架，故進行填石路基施工時不考慮軟巖石[1]。

3 填石路基施工注意事項

3.1 地基承載力

若地基承載力低，很難保證填石路基施工的可持續(xù)性。因高速公路施工會經(jīng)過一些地形復雜區(qū)域，需要進行大規(guī)模回填，可以保證地基穩(wěn)定性，且這種情況下對施工技術(shù)、原料特性等要求較高，故在施工前需測出各路段地基的承載力，再設(shè)計填石路基施工方案。

3.2 地基排水

在施工現(xiàn)場，有河流經(jīng)過時會滲入地基，形成水體空隙，若是空隙較大，會讓其中的水從流入地基深層，會影響路基施工質(zhì)量，后續(xù)地下水還會不斷沖擊路基，故而在填石路基施工進程中，應安排地基排水工程同步施工，解決現(xiàn)存與潛在的水體危害[2]。

3.3 地質(zhì)勘察

綜合政府相關(guān)部門提供的道路資料，安排人員做好后續(xù)的地質(zhì)勘探工作，掌握高速公路施工區(qū)域的地質(zhì)情況，包括土壤環(huán)境、水利條件、地形地貌等，據(jù)此配備相應的施工團隊、機械設(shè)備等。

3.4 填料選擇

結(jié)合施工經(jīng)驗，參考同類型高速公路工程填料選擇情況，要求填料粒徑滿足以下條件：進行路基分區(qū)，上路床最大粒徑15cm、最大厚度30cm、最大激振力30t；下路床最大粒徑20cm、最大厚度30cm、最大激振力30t；上路堤最大粒徑30cm、最大厚度50cm、最大激振力50t；下路堤最大粒徑35cm、最大厚度60cm、最大激振力50t。相關(guān)研究指出，填料級配會在一定程度上影響路基施工質(zhì)量，為保證路基施工質(zhì)量，應確保填料尺寸、性能指標滿足施工所需，要求填料曲率系數(shù)在1～3 之間，不均勻系數(shù)不低于5[3]。

4 填石路基施工要點

4.1 施工準備

填石路基施工技術(shù)在高速公路工程中的應用涉及多項要素，因此需要做好施工準備工作，為施工質(zhì)量提供保障。在施工準備中需要關(guān)注以下要點：

第一，技術(shù)準備。進行填石路基施工前，需要對工程地質(zhì)、交通環(huán)境、周邊情況、水文因素等進行分析，確定工程量、技術(shù)要求、施工內(nèi)容等。可通過BIM技術(shù)進行施工方案推演，以篩查方案中的缺漏、問題與不切實際之處，并進行針對性的調(diào)整，以保證施工方案的可行性。同時，結(jié)合施工標準，對各個控制點進行復測，提供準確的測量基準。

第二，施工機械設(shè)備準備。包括自卸車、挖掘機、推土機、壓路機、灑水車等，安排好各項機械設(shè)備的進場順序、停放位置，安排專人對其使用過程加以管理，避免各道施工工序相互影響。

第三，測量放樣。結(jié)合方案設(shè)計要求、控制點位置等進行測量放樣，分別在邊坡坡腳、道路邊樁、中樁處設(shè)置測量點，收集測量數(shù)據(jù)，為后續(xù)路基施工提供參考。

第四，做好技術(shù)交底。組織會議，以設(shè)計人員為主，就填石路基施工方案展開技術(shù)交底，回答施工方、監(jiān)理方等提出的相關(guān)疑問，避免因各方對施工方案不理解引發(fā)相關(guān)質(zhì)量問題，同時應對技術(shù)交底會議形成書面記錄[4]。

4.2 試驗段施工

試驗段施工的主要目的是驗證施工方案可行性，避免在正式施工中出現(xiàn)質(zhì)量、安全、進度問題。試驗段施工應注意以下要點：

第一，基底經(jīng)檢驗達標后，結(jié)合自卸車容量計算堆土間距，選擇施工路段打上網(wǎng)格，有序卸土，按照設(shè)計松鋪厚度，在路基寬度范圍內(nèi)通過推土機進行攤鋪；完成攤鋪后通過平地機整平，形成路拱，測量厚度、含水量等，相關(guān)參數(shù)滿足要求方可進行碾壓。

第二，碾壓過程采用振動壓路機。碾壓時，測定、記錄各路段土層厚度、密實度等參數(shù)，確保達到設(shè)計標準。

第三，完成試驗段施工后，對施工過程加以總結(jié)，設(shè)定施工參數(shù)。主要包括：每次土石方卸料、推土機推平以及壓力機碾壓的路面長度；可達密實度要求的土層松鋪系數(shù)；最適宜的機械設(shè)備組合、壓實遍數(shù)等。上報試驗段收集的各項參數(shù)，推進后續(xù)施工[5]。

4.3 基底處理

在路基填筑前進行基底處理，以保證填筑穩(wěn)定性，滿足路基承載力要求。基底處理主要涉及以下工作：

第一，清理路基內(nèi)雜物、雜草、碎土塊等，優(yōu)化排水溝布置方式，壓實基底；清除地表殘留的腐殖土、草皮等，清理厚度不低于30cm，再通過推土機完成基底整平工作，最后用壓路機徹底壓實，用專業(yè)儀器測量壓實度，確保其達到相關(guān)標準。主線路基基底壓實度不低于90%，挖方路基、零填路基壓實度不低于96%。

第二，如果原地面是非巖質(zhì)地面，在路基填筑時提前在基底鋪上碎石土、碎石過渡層，要求厚度為30cm；若原地面有洞穴、坑等，必須將其中的沉積物清理干凈，再選擇合適填料分層回填、壓實；若地面存在露出地下水、泉眼等，將水排出后再填筑路基；若地基是軟土，選擇強度和質(zhì)量符合標準的填料進行軟土換填，換填后進行路基填筑施工[6]。

4.4 填料運輸

結(jié)合工程基本情況，選擇全寬水平填筑法。進行填料運輸時，需要關(guān)注以下要點：

第一，篩除或破碎超粒徑填料后裝載石料。為避免運輸時出現(xiàn)離析問題，需要通過專業(yè)儀器檢測填石料的均勻性與穩(wěn)定性。同時，為保證運輸效率和節(jié)約成本，應結(jié)合路基開挖情況和施工進程合理安排運輸車輛。

第二，操作挖掘機和自卸汽車的人員必須取得相關(guān)證書，避免無證操作。填料運輸?shù)绞┕龅睾?，進行質(zhì)量校核，避免因材料問題影響正常施工。結(jié)合各填料用途，在施工場地內(nèi)劃出不同的存放區(qū)域，填料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，存放至指定區(qū)域，減少后期施工中的二次搬運，避免因此出現(xiàn)填料損壞的情況。

4.5 邊坡砌筑

進行邊坡砌筑前，需要清理路基雜物，并按照每層1m 的要求壓實路基。進行邊坡砌筑時，需要注意以下要點：

第一，根據(jù)填石路基的強度和穩(wěn)定性要求，選擇適宜的臺階砌筑和邊坡砌筑方法。如果填石路基的填方厚度＜2m，則要求邊坡砌筑的厚度≥1m；如果填石路基的厚度處于2～6m 之間，則要求邊坡砌筑的厚度≥6.5m[7]。

第二，如果填石路基的厚度超過設(shè)計標準，需要選擇堅硬、沒有縫隙的石料進行砌筑，砌筑灰縫厚度3cm 左右。必要時需通過砂漿填充石塊之間的縫隙，并每隔20m 布置深度適宜的伸縮縫。

4.6 攤鋪

進行攤鋪時，應結(jié)合高速公路各段實際情況，靈活選擇以下攤鋪方法：

首先，漸進式攤鋪法，操作自卸車在高速公路基上前進，設(shè)定前進速度和卸料速度，后續(xù)用推土機慢慢整平。

其次，反向攤鋪法，將材料裝載在翻斗車上，逐步卸載在已壓實路基上，通過推土機進行整平。該方法的局限性較大，多用于填料中包含各種精細材料的攤鋪情況。

最后，混合攤鋪法，該方法結(jié)合了反向攤鋪和漸進式攤鋪的優(yōu)勢。由于石料粒徑相差較大時，難以整平，且會讓大粒徑碎石散落在路基表面，出現(xiàn)粗、細粒徑骨料離析現(xiàn)象，因此綜合兩種攤鋪法施工效果，在混合攤鋪法施工過程中，先采用漸進式攤鋪法，控制自卸車卸載、攤鋪同步進行，引導翻斗車將卸料卸到指定位置，再在最后收尾階段引入反向攤鋪法，進行路基攤鋪材料的精細化處理；在施工現(xiàn)場開辟出面積50～100m2、高度10m 的卸石區(qū)，通過大功率推土機整平，讓大礫石處于低處、小礫石嵌入大礫石縫隙。

4.7 壓實

路基壓實施工應關(guān)注以下要點：

第一，將靠近路肩兩側(cè)位置壓實后再壓實中間，壓實路線、輪碾保持縱向平行，并進行反復碾壓；夯錘保持弧形，持續(xù)夯實后，不間斷測量夯實密度，夯實密度達標后向后移動夯錘，進行下一個路基模塊夯實；各行間重疊不少于40cm、前后相鄰區(qū)段應重疊50cm，并關(guān)注夯實質(zhì)量、安全問題。

第二，滿夯后碾壓三遍。由重錘完成部分狹窄區(qū)域夯實工作，解決夯實機不易進入的問題，在重錘下落時，為避免出現(xiàn)彈跳現(xiàn)象，除了規(guī)范操作過程，還需檢驗壓實度；填石路基頂面至路床頂面以下50cm 處，需按照規(guī)定進行碾壓。

第三，引入鋼球法檢測壓實度。每間距25m 選擇一個斷面，結(jié)合路線斷面、縱向延伸情況，布設(shè)若干檢測點；埋設(shè)鋼球時，保證鋼球外露大約2cm，通過壓路機反復碾壓；在碾壓過程中，向前碾壓時選擇振動碾壓法，退后碾壓時選擇靜壓法，為保證碾壓質(zhì)量，需控制碾壓速度，并保證一次碾壓；完成碾壓工作后，核對鋼球高度在各階段的變化情況。

4.8 試驗檢測與控制

為保證填石路基施工質(zhì)量，需對其進行試驗檢測，并采取相關(guān)質(zhì)量控制策略：

第一，選擇適宜長度試驗段，設(shè)計檢測方案，測定路基質(zhì)量，結(jié)合路段長度設(shè)定檢測點，分別在7d、14d、28d、60d 測量路基頂面實際沉降狀況。

第二，控制策略。質(zhì)量控制應覆蓋各個層面，主要包括以下內(nèi)容：設(shè)定分層攤鋪厚度0.5m，嚴禁隨意調(diào)整；填石路基傾填前，在路基邊坡坡腳選擇粒徑＞30cm石料砌筑；逐層填筑前，設(shè)計填筑方案，進行填料質(zhì)量檢測，避免影響填筑效果；在石塊級配差、填層厚、粒徑大、石塊間空隙大時，每層表面空隙中掃入粗砂、石屑、石渣等，再通過壓力水漿砂沖下部，持續(xù)數(shù)次，讓空隙填滿；路堤填料巖性相差大時，不同巖性可分段、分層填筑，若是隧道、路塹基巖巖種不同，應購置對應材料進行分層填筑，并保證石料粒徑、強度滿足規(guī)定要求；施工階段，需嚴格控制壓實度，密切監(jiān)視各階段施工流程，針對填石路基含水量過低或者過高的情況，進行針對性的干預、處理，且切忌在雨天施工，合理安排各階段施工順序，提升施工質(zhì)量。

5 結(jié)語

文章結(jié)合安徽池州某高速公路工程分析了填石路基施工技術(shù)應用過程，先分析了填石路基施工特點，之后從地基承載力、地基排水、地質(zhì)勘察、填料選擇四個方面就施工中的注意事項進行了梳理，指明在填石路基施工中應嚴控施工標準、明確各階段核心工作，以達到施工預期目標。在填石路基施工技術(shù)發(fā)展中，應著力提升施工標準性、系統(tǒng)化，減少施工誤差，提升施工質(zhì)量。