填石路基施工工艺研究

侯国慧

(铜仁市碧江区农村公路管理局)

填石路基施工工艺研究

侯国慧

(铜仁市碧江区农村公路管理局)

目前我国公路建设中存在诸多山岭重丘区的深挖方和隧道施工，产生大量的碎石材料，本文针对利用这些碎石材料进行填石路基施工工艺展开研究，重点研究了填石路基的施工工艺的经济合理性和施工质量控制。

填石路基;冲击压实;施工工艺

1 引言

在山岭重丘区公路施工过程中通常要面临高填方和深挖方。对于高填方路基由于其填筑高度高对路基边坡的稳定性也就提出了更高的要求，填石路基一般填筑断面面积大，对施工质量控制提出了更高的要求，由于填石路基的累计沉降大，对施工完成之后的工程沉降也提出了严格要求。在我国相关的交通行业建设标准中规定了施工中填料的最大粒径，针对大粒径路基填料的研究较少，也缺少相关施工技术标准。对于填石路基施工要重点保证其压实度，采用大型压路机进行压实，控制好压实质量以保证路基整体结构的稳定性和耐久性。

2 填石路基施工工艺研究

2.1 填石路基的特点

公路路基作为承受上部荷载的主要结构需要在稳定性和变形方面保持良好的特性。路基的整体稳定性实际上跟地基的承载能力存在直接的关系。由于填石路基自重大，在汽车荷载的作用由于地基承载能力不足会导致路基产生不均匀沉降。经过振动压实之后的填石路基能够具有足够的强度，保持较小的变形。填石路基的稳定性要受到填料强度、级配组成、含水量、压实效果等的影响。填石路基由于空隙率大，渗透性高，这就使得填石路基在压实过程中主要克服颗粒之间的摩阻力，这使得填石路基的级配组成处在持续变化之中。

2.2 填石路基施工工艺

(1)基底处理

在填石路基施工之前需要对基底表土、植被、杂物等进行清除，基地的压实系数要满足规范要求，如果土基含水量高要进行必要的处理。对于填筑高度10 m以下的路基，其地基承载能力要不低于150 kPa，当路基填筑高度在10～20 m时，地基的承载能力要不小于200 kPa，当路基填筑高度大于20 m时，一般需要在岩石基底上进行路基的填筑作业。当填石路基的原地基存在一定坡度时，为保证路基的整体稳定性，需要结合地形开台阶处理。总之填石路基对地基的不均匀沉降较为敏感，在施工过程中要严格控制地基的处理，保证其承载能力满足要求。

(2)填料的选择

填石路基填料按照碎石的抗压强度不同可以分为硬质岩石和软质岩石两大类。要结合项目的实际情况对填石材料的强度进行测定，保证符合规范要求。避免在填石路基材料中采用易风化的软岩和强风化岩。在填石路基中要注意控制碎石填料的粒径大小，巨粒料的比例一般不超过40%。当填石路基填料是采用开始或隧道爆破产生的废料时，要在施工过程中进行必要的爆破试验，以保证石料的粒径符合要求，避免超粒径材料过多，导致的二次加工。

(3)堆料的摊铺

目前在填石路基施工过程总常用的摊铺方法有渐进式摊铺、后退式摊铺和混合式摊铺三种类型。渐进式摊铺是逐渐向前卸料，并通过推土机进行碎石材料的整平，该种摊铺方法适合碎石填料粒径整体较大的状况，易于对填料的厚度进行控制。后退式摊铺方法是运料车向后卸料，形成具有一定分散特性的料堆再推土机进行整平，该种方法适合碎石填料粒径整体较小的状况，但是后退式摊铺方法在施工过程中不宜对其平整度进行控制，所以在施工过程中采用的相对较少。

(4)填石路基的压实

由于填石路基碎石填料的粒径大、质量大的特性，在岩石过程中要选择重型压路机会进行重锤夯击压实，在进行路基压实之前要保证路基表面的平整度慢死要求，不要存在明显的凹凸和不平。对未到达平整度的路基在压实之前要进行局部的人工整平，压路机在初始压实过程中易采用慢速，一般控制在4 km/h左右，压实过程中要按照先两侧后中间的顺序进行碾压。压实过程中要碎石观测路基表面的平整度状况，采用小石块或石屑对路基的空隙进行填充，以保证路基整体稳定，不产生水平位移，当填石路基填致路床顶面以下30～50 cm时，路基的压实度要求要按照填土路基的有关规定执行。

2.3 填石路基压实机理研究

填石路基的压实是石料在外力的作用下重新排列组合的过程，填石路基的压实特性要不同与普通的路基压实，在压实过程中颗粒不需要克服相互之间的粘结力，只需要克服石料之间的相互摩阻力即可，通过石料之间的相互嵌挤作用能够形成骨架结构，大大提高路基结构的稳定性，减小路基的塑形变形。填石路基的这种压实通过静力作用难以达到效果，必须要采用在一定的振动力或冲击力作用下才能实现。通过振动作用一方面可以保证碎石填料颗粒之间处于一个相对运动状态，另外一方面通过振动力的向下传递，能够使得力有效的传递到填料的内部，从而有效的保证压实效果。

2.4 填石路基边坡施工技术

良好的填石路基边坡能够有效的保证路基结构的稳定性，在填石路基施工过程中如果边坡处理不当就会诱发路基沉陷、边坡膨胀等诸多病害。在填筑路基边坡施工中边坡施工不与路基填筑同步进行，在一定程度上也会引起填筑路基与边坡的分离。填石路基的边坡要选择强度大、不易风化、遇水不易发生溶解的石料。建议在填石路基的施工过程中石料的强度要大于20 MPa。石料要能够抵御周期性的干湿循环和冻融循环。不能出现塑形变化和泥化现象。边坡石料的粒径不宜大于80 cm，厚度不宜小于20 cm，石料的形状要规整，要保证堆砌时的稳定。

填石路基边坡施工过程中边坡可以选择单坡式和台阶式两种类型，实际施工过程中大多采用单坡形式，当填石路基的边坡坡度大于填料的内摩擦角时，未进行堆砌的路基边坡是不稳定的，只需要增加一层堆砌边坡就能够增加边坡的稳定性，而随着边坡堆砌厚度的增加，边坡的安全系数也随之加大，由此可见增加填石路基边坡的厚度可以提高边坡的稳定性，所以在施工过程中要结合实际情况确定堆砌的厚度。当填石路基的填筑高度小于10 m时，边坡的堆砌厚度不应小于1 m，当填石路基的高度大于10 m时，应在边坡上设置分级，每级台阶的高度要控制在5～8 m左右，台阶的宽度要控制在2～3 m左右，台阶位置要设置好排水沟，边坡的堆砌厚度不应小于2 m。边坡的堆砌分为先填筑后堆砌和先堆砌后填筑两种施工工艺，对已填石路基更适合采用先填筑后堆砌的施工工艺，为了避免由于堆砌边坡石料之间的空隙过大，导致路基内部的细料在荷载或水的冲刷作用下流出，造成路基变形或结构性失稳现象，要对边坡的空隙采用一定的级配石料进行填充。

2.5 填石路基沉降观测

填石路基在施工完成之后为保证其正常的工作状态必须做好施工过程中的沉降观测，由于填石路基石料之间的紧密嵌挤不宜达到，路基要满足密实、均匀、稳定的施工难度较大，另外填石路基必须达到稳定的弹性状态才能保证不发生工后沉降。填石路基施工过程中的沉降观测主要包括路基表面的垂直位移和水平位移，通过这部分建成能够对路基的稳定性进行有效控制，在路基深度范围内布设沉降板能够对各填石层的压缩变形状况有知己的了解，获得分层沉降值，以便及时掌握填石路基中施工质量不到位的部位，便于及时进行修正。

3 结语

填石路基在公路工程中应用越来越广泛，本文对填石路基的一般施工过程进行了探讨，对施工过程中的重点环节进行研究，并详尽阐述了填石路基施工工艺中的压实原理，对填石路基施工工艺的发展有着积极的参考意义。但是实际过程中还需要结合工程实际，不同改进施工工艺，加强施工质量的检测，不断总结、更新相关理论和方法，来逐步完善填石路基施工工艺。

［1］ 刘宇，刘大超，吕灿光.粗粒径石料填筑高路堤的施工质量控制与检测［J］.路基工程，2002，(3).

［2］ 赵树森，徐英俊，卫虎仁.晋焦高速公路填石路堤施工工艺和质量监控［J］.山西交通科技，2001，(S1).

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2015－04－15