高速公路填石路基施工技术研究

李文

（山西路桥榆和高速公路有限公司，山西晋中 032600）

0 引言

高速公路穿越山岭地区，对沿线低洼地区可采用高填方路堤。山岭地区通常采用填石路基，需要耗费大量的石方，质量控制难度大，很容易造成路基产生沉降变形。路基沉降变形会产生裂缝、沉陷等病害，从而造成公路路基和路面的结构整体性性破坏，在填石路基施工前，应妥善处理地基，并在每一施工环节进行质量控制，确保地基处于稳定状态。

1 概述

1.1 填石路基施工质量要求

在施工过程中，应依据填石路基施工的质量要求，进而严格控制压实质量、松铺厚度、平整度、压实度等技术指标，并做好地基处理。

（1）路基填料的要求：填料应选用抗压强度不低于15MPa 的碎石，碎石粒径不得超过填层厚度的2/3。

（2）结合施工现场施工需要，合理选配压实机械的型号和数量，并做好机械组合。

（3）为了保证填石路基的施工质量，建立试验段合理确定摊铺厚度（不大于50cm）、压实遍数等施工参数。

（4）路基填料使用自卸汽车运输到施工现场，使用推土机摊铺粗平，平地机精平，以保证平整度。

（5）施工前对地表上部的杂物进行清理，清除地基上部的杂物，并做碾压处理，保证地基承载力满足要求。

1.2 填石路基施工特点

高速公路填石路基整体强度高、稳定性好，但质量控制难度大，施工质量控制不当容易产生不均匀沉降。

（1）填石路基应合理选配路基填料，一方面要确保路基填料满足要求，另一方面填石路基自身质量大，要充分考虑到路基自重，尽量选择轻质材料，降低路基自重对地基的荷载。

（2）填石路基内部的碎石之间相互嵌挤形成骨架结构，所产生的内摩擦力是路基强度的主要来源，粘聚力较小。

（3）填石路基内部大粒径碎石含量高，填料均匀性较差，处治不当容易造成路基密实度不均匀。

（4）做好碾压设备的选配，在各阶段合理选配压实机械，并提前调整好设备参数，以保证路基压实度。

（5）为了保证路基整体结构的强度和稳定性，不得选用强度低的软岩作为路基填料。

（6）填石路基填料内部孔隙大，在外界荷载和路基自重的作用下很容易产生压缩变形，进而导致路基出现较大的沉降变形。

（7）由于路基填料的强度、粒径等技术指标存在一定的差异，填石路基完工后容易出现缓慢变形。

2 高速公路填石路基施工技术

2.1 现场施工准备

（1）原地面清表。清除地基表面的淤泥，挖除地表的种植土、灌木、树桩等，回填凹坑并夯实。最后，整平压实，保证地基压实度、平整度、承载力满足设计要求。

（2）做好临时排水。在施工处设置临时排水设施，及时排干流入路基的地表水，防止雨水浸泡路基，破坏路基。

（3）制定施工方案。根据设计方案，综合考虑施工地区的降雨、气温等因素，制定科学合理的施工方案。填石路基分层填筑、分层压实、分层检测，制定质量控制方案，做好各个施工环节的质量检验。

（4）测量放样。按照设定的计划进行测量放样，准确的确定了路基中线和边坡的坡脚位置。在路基上部埋设控制桩，以便对路基填筑的高度和宽度进行控制，并定期做好复核工作。

2.2 地基处理

为了提高地基承载力，防止已经完工的路基出现不均匀的沉降，在进行路基填充前对地基进行处治加固。结合地基基础条件，采取有针对性的措施，提高地基承载力。

（1）土质地基处理。如土质地基为种植土，应将表层土体挖除，开挖深度不低于15cm，然后使用合格的路基填料进行回填。如地基土含水量过高，可翻松土壤进行晾晒，合格后进行碾压处理。如遇软土地基等不良地基时，可采用换填法、排水固结法等方法进行处治，提高地基压实度。如地基以下的地下水位较高，应采取拦截、引排等措施处治。对坡度陡于1:5 的原地面，应开挖宽度不小于2m 的内倾台阶，以防止路基滑动。

（2）石质地基处理。对于由细粒土和岩石组成的混合地基，应将岩石炸平，并摊铺细粒土整平碾压。当地基为石牙状起伏时，应挖除不少于80cm 的石牙高度，填充细粒土进行整平压实。并保证地基各部分强度均匀，不能存在较大差异，防止出现不均匀沉降。

2.3 填料摊铺与整平

根据自卸汽车的斗容量和路基宽度、松铺厚度确定卸料间距。施工现场设专人指挥车辆按规定路线进行卸料，然后进行摊铺整平。分层进行摊铺路基填料，每次卸料面积控制在50～100m2。整平摊铺过程中注意做出路拱，保证中间高、两侧低。摊铺过程中注意挑出超尺寸碎石，也可人工破碎。如发现碎石之间的空隙过大，可人工撒布细料进行填充，保证密实。但不能采用细粒土填充，因为细粒土易迁移、抗冲刷性较差。如岩石坚硬不易于破碎，可挑出集中破碎。

2.4 碾压

整平后路基宽度和平整度检查合格，表面无明显凸出，方可开始碾压作业。填石路基碾压机械选用重型振动压路机、钢轮压路机配合施工，并通过试验路段确定压路机型号和数量。碾压过程中合理调整压路机的振频和振幅，以保证压实度和平整度。碾压遍数应通过沉降差确定。碾压过程中应与挡土墙、桥涵台等构造物保持安全距离，以防损坏。碾压过程中如路基局部出现波浪或局部松散，应使用光轮压路机进行反复碾压。局部边角部位可采用振动平板夯进行夯实，防止漏压。

2.5 边坡施工

一般情况下，采用码砌铺设可以保证路基边坡的稳定性。边坡有单坡和台阶这两种形式，具体形式可根据边坡高度确定。当填石路基高度低于10m，采用单坡式码砌，厚度不低于1m。10m以上的路基采用台阶式码砌方式，每级台阶高度控制在5～8m，厚度不低于2m，坡度为1:1.5～1:2.0，并设置排水设施。边坡码砌可在施工前施工也可路基填筑施工后进行，通常选用先码砌后填筑的施工方式。

2.6 施工质量检测

填石路基填筑一层检查验收一层，检查验收合格后方可进行下一步施工。压实质量是路基质量检验的重点，常用的检测方法有以下两种。

（1）沉降差观测法。完成一层路基填料的压实施工后，布置测点，使用重型压路机碾压观测碾压前后水准仪观测标记位置沉降差。当沉降差小于5mm 时认定压实质量合格，超过5mm 继续进行碾压，合格后方可进行下一层填筑施工。

（2）孔隙率检测法。水袋法也可用于检测填石路基的压实质量，其试验结果可以与沉降差观测值进行对比分析，对路基压实质量进行检验。水袋法可以检测填石路基的孔隙率，以孔隙率低于22%作为判定路基压实质量合格的依据。如果孔隙率高于22%，需要加强碾压，合格后方可进行下一层施工。

3 填石路基施工质量控制措施

3.1 做好施工准备

根据设计要求和施工现场的实际情况，开展施工准备工作，做好人员、机械和材料的调配。对路基基底进行处治，清表、碾压、检测压实度。审核设计图纸，将发现的问题反应给设计单位和建设单位，提前解决防止出现不必要的损失。在施工现场取样送实验室开展击实实验，准确确定路基压实技术参数，为路基压实度检验做好准备。

3.2 严格控制地基承载力

填石路基的填筑高度和重量较大，可能会在地基上部产生较大荷载，甚至引起地基的沉降、变形。如果地基承载力不符合设计要求，必须制定计划加固，地基承载力要求与填石路基高度相关。路基高度越高，自重越大，对地基承载力的要求也越高。对于填筑高度超过20m 的路堤，尽量将地基设置在稳固的岩石上。动力触探法是检测地基承载力的常用方法，路堤填筑施工必须经试验合格后方可进行。

3.3 严格控制压实质量

填石路基压实质量控制通常采用沉降控制法，也可以采用钻芯取样检测孔隙率分析确定压实度。如路基基底松散，承载力不足，或路基填筑高度较大时，压实质量不合格会造成路基完工后出现较大的沉降变形。路基分层填筑、分层压实、分层检测压实度，一层合格后方可进行下一层施工。

3.4 做好施工排水

填石路基孔隙大，水分容易渗入，长时间渗透作用会使路基结构产生沉降变形。为了防止路基施工过程中水分渗入路基结构内部，应合理布设排水设施，及时排出流向路基范围的地表水。同时，为了防止地下水对路基结构产生影响，可采用砂砾石、片石对路基基底进行填筑，有效分数地下水，防止地下水侵蚀路基。

4 结语

高速公路填石路基施工质量控制难度大，应结合施工现场实际情况，制定严格的质量检验方案，在各个关键施工工序做好检查验收。严格控制原材料的来源，并抽样做好质量控制，根据施工现场的基本情况不断优化施工方案。加强管理，做好施工前的准备工作，通过提高地基承载力、做好压实质量控制等提高填石路基施工质量，提高路基路面整体结构的稳定性。