填石路基施工工艺及压实质量控制

陈瑾

（山西省交通规划勘察设计院有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

路基作为公路的重要组成部分，其施工效果直接关乎公路工程的整体质量。填石路基是一种常见的公路工程路基结构，其施工难度低且能有效提升路基结构的稳定性。合理运用填石路基施工技术能够为路基工程顺利施工提供保障。通常公路工程工程的填石路基施工量大，且不同地区地质条件存在较大差异，所以必须对填石路基施工技术进行不断完善，提高施工质量。填石路基施工质量受诸多因素的影响，施工时应结合公路工程项目的实际情况，对填石路基施工技术加以改进，明确施工工艺要点，加强压实质量控制，以切实提高公路工程路基施工质量。本文将以某公路工程项目为例，对填石路基施工工艺进行分析。

1 工程实例

某公路工程全长4.69km，通过调查发现现场淤泥、淤泥质粉质黏土层厚度较大，沿线地下水丰富，路基填筑高度达3m 以上。沿线多为丘陵地带，山皮石的石质优良，可满足工程填石路基施工要求。按照设计规范，山皮石强度应低于30MPa，且压实度大于96%，孔隙率低于22%，CBR 达到5%[1]。施工前对原材料进行检测，主要分析岩石饱水抗压强度、CBR 指标，试验要保证所用检测材料为同一批次、同一类型。抗压强度、承载比CBR检测结果见表1和表2。

表1 工程所用石料单轴饱水抗压强度检测结果

表2 工程所用石料承载比CBR检测结果

石料的最大粒径不能超过100mm 且保证泵送时泥块含量、含泥量、吸水率分别低于0.5%，1.0%,1.5%，石料含量≥70%，其他材料也要符合相关标准要求。

2 填石路基施工工艺

2.1 施工前准备

（1）技术准备。在正式开展施工前，要做好施工准备工作，其中技术准备工作的重点是对施工图纸进行复核，如在复核中发现问题则要及时处理。与施工技术人员进行技术交底，全面了解与掌握质量标准。同时，查阅施工现场地质资料，以确保填石路基施工的有序进行。

（2）材料准备。施工前做好填石路基所需材料的准备工作，确定材料类型，保证材料正常供应，以免因材料准备不齐而出现停工待料等问题。与此同时，对材料质量进行检查，保证所有施工材料质量符合施工规范要求。采购材料前，组织相关人员对材料厂商进行实地考察，验收材料质量和规格是否达标，然后上报监理工程师审批，审批合格后方可采购。

（3）场地准备。结合填石路基施工要求，对施工场地进行平整处理。从现场附近变压器架设支线，解决临时用电问题；分析施工现场可能存在的安全隐患，准确辨识危险源，制定合理可行的安全措施，避免重大安全事故的发生。

2.2 施工测量

（1）组织专业测量小组复核施工现场控制桩情况。复核前要对用于复核的全站仪及其他高精度设备进行检查，确保无误后，结合填石路基施工要求，在项目施工现场布设点位，包括水准点、导线点等。布设时可结合实际状况合理加密导线点，以确保测量结果的精准度。在此基础上，复测路基横断面与原地面高程，然后绘制横断面图，并根据图纸计算路基所需的填筑石料量，为备料提供参考依据。

（2）在开展施工前，恢复路基中线。恢复时，注意观察中线桩是否与相邻施工段中线重合，如果发现问题，要分析问题出现的原因，然后汇报给现场监理工程师。此外，要有效固定交点和转点控制桩。

2.3 地基基础处理

测量工作完成后，紧接着就要处理地基基础，要点如下：①根据设计要求，分析路基范围内构筑物情况，挖除树木根茎，填平坑穴，然后进行机械碾压（采用小型压实机），保证土体密实度。②彻底清理路基表面杂物，对需要填石施工的路段进行整平处理，然后进行压实。表层土需要集中堆放，为后续施工提供便利。

2.4 分层填料

（1）采用分层填筑的方法进行填石路基施工，根据路基横断面全宽情况，采用水平分层方法，即从最下层开始，然后向上逐层填筑。采用白灰标画网格，按照每层松铺厚度，准确计算单个方格内的卸料量（砂砾石），从而有效控制松铺厚度。

（2）一般情况下，如果填石路基高度超过3m，每层填筑要沿路基横向填筑，两侧至少超填500mm，方便后续压实作业。填筑到设计标高时，组织相关人员根据边坡坡度进行刷坡，刷坡顺序为自上而下。

2.5 石料摊铺

该公路项目石料摊铺采用推土机，保证填筑层施工按照纵横方向进行，同时摊铺应尽可能的平顺、均匀。通常情况下，如果石料粒径过大，会对摊铺施工效果造成负面影响，所以在施工过程中通过“人工+装载机”的方式及时剔除超过标准粒径的石料。对于找平处不满足要求的路段，采用人工找平的方法，然后根据实际情况选择石屑（或石块）找平。此外，石料摊铺施工前应对石料级配进行检查，如果发现问题需重新选择石料，避免摊铺作业后存在较大空隙。各层摊铺作业完成后，要及时对其表面进行清理，同时将空隙填满。石料摊铺结束后，观察表面无明显空隙时，采用平地机实施精平处理。

2.6 摊铺层碾压

石料摊铺完成后，应对摊铺效果进行检查。检查合格后方可开始碾压作业，以有效提升摊铺层密实度。碾压分为初压、复压、终压3个环节，碾压方向为由低向高、由两侧向中间。而在摊铺层碾压阶段，需要合理控制压路机的碾压速度（保持速度为1.5～2.0km/h），待碾压作业结束后按照规定要求进行压实度检测。此外，考虑到压路机难以将大粒径或质地较坚硬的石料压碎，需采用人工方式将大粒径石料剔除，或采用有效措施完成大粒径石料的破碎处理。破碎处理后的石料尺寸必须满足施工要求，均匀分布在路基压实层内。摊铺层碾压施工完成的参考标准是压实层顶面稳定、碎石紧密、表面平整，且无明显轮迹。

3 压实质量控制

3.1 压实原则

填料卸完后，采用平地机进行整平处理，注意精细化操作，并形成路拱，以保证填石路基后期排水效果。碾压时根据先低后高的顺序，遵循“先轻后重、先慢后快”的原则，合理控制碾压速度（一般大于4km/h[10]）。本工程碾压主要分为3 个阶段：第一阶段是初压，采用静压方法；第二阶段是复压，利用振动压实模式；第三阶段为终压，该阶段以消除压路机轮痕为主。部分路段情况特殊，根据试验结果确定碾压参数，并合理设置压实次数。

3.2 压实方法

振动压实主要通过振动滚轮产生的冲击力进行压实，可对压实层产生持续剪切应力和压力，在大粒径碎石材料压实中应用效果较好。在采用振动压路机的过程中，需要对压实参数进行合理调整，包括压实次数、压实速率及静荷载等。一般情况下，静荷载越大，振动压路机的振动质量越大，压实效果越好。有研究认为，当填石路基压实层厚度大于60cm 时，路面层会产生较大的静压力作用，如果振动压实作用过大反而会降低压实效果；如果压实层厚度不变，压实速率与压实质量成反比，与压实次数之间则为正比例关系[11]。因此，必须结合实际情况对振动压路机的静荷载进行合理控制，以确保压实效果。

3.3 填料粒径的确定

在施工过程中，多种因素均有可能对填料的最大粒径产生影响，因此在配置压实机械设备时，应符合压实施工规范要求，不能盲目提升压实设备自身功率。如果层厚维持不变，增大填料最大粒径，会增强路基强度，但若厚度超出标准，则会产生相反的作用。因此，本工程碎石填料最大粒径的选择需结合路基填筑深度情况，如果填筑深度减小，最大粒径也要随之减小。针对不同强度的石料，要合理控制最大粒径。本工程结合施工现场实际情况开展相关试验，确定不同厚度填料的最大粒径范围如表3所示。

表3 不同厚度（路床顶面之下）填料的最大粒径范围标准

3.4 压实检测

压实施工结束后，开展填石路基压实度检测。本工程采用核子密度仪进行压实度检测，分析填石路基含水量，并与施工前所确定的最佳含水量数值进行对比，保证各层压实度符合施工要求。如果检测结果显示路基含水量不符合施工规范要求，则要组织施工技术人员重新进行碾压。通常，填石路基压实施工后，所用填料的含水量不能低于或高于最佳含水量的2%[12]。如果含水量过低，应根据工程项目实际情况适当洒水，从而使填料含水量得以提升；如果压实后含水量过高，则要及时对含水量进行调整，主要采用翻晒、晾晒等方式进行处理，然后重新进行碾压。

4 沉降观测

为保证填石路基的整体施工质量，要高度重视填石路基沉降观测，科学布置观测点，包括基准点和沉降点。对于基准点和沉降点，应采取必要措施保证各点位布设准确，同一个测区范围内布置3 个或3 个以上高程控制点，并将其作为加密点，避免某个沉降观测控制点遭到破坏。为保证路基沉降观测频率符合要求，最大程度地提高观测精度，要严格控制基点设置。本工程沿路基路线方向依次进行基点布置，路基中线与控制点距离≥50m，但是不可超过300m，为沉降观测提供便利。在路基填筑过程中，每填筑3～4 层进行一次测量，所有填筑作业完成后，在结束的12 周内每周检测一次，之后根据要求定期进行检测，并做好记录。有研究认为，填石路基在填筑过程中，若道路中线沉降速度＞1 cm/d 或水平位移速度＞0.5 cm/d，说明填石路基处于不稳定状态，应及时停止填筑作业，并结合实际情况采取有效措施进行处理，将沉降速度控制在合理范围之内，保证水平位移速度不超过标准规定要求，且在此过程中要继续开展水平位移及路基沉降观测，如果连续3～5d 内相关数值符合施工规范及设计要求，才能继续开展填筑作业。当填筑至路面结构层底部后，若连续8 周的观测值＜8mm，方可认定水平位移以及路基沉降趋于稳定状态。

5 结语

填石路基具有操作简单、效果突出等特点，能够显著提升路基结构承载力与稳定性。不过，填石路基施工技术的应用容易受工艺流程及施工机械设备的影响，导致施工质量降低，为避免上述情况发生，施工过程中要注意做好施工前各项准备工作，并保证各项施工流程的有序进行，同时结合施工实际情况优化与改进施工工艺，有效发挥填石路基技术优势，切实保证公路工程项目的建设质量。工程实践表明，为了确保路基施工效果，需在施工前开展石料抗压强度、石料承载比CBR 等试验，并根据试验结果确定填料类型，同时结合施工要求，对施工关键技术进行不断改进，加大施工质量控制力度。