公路工程中填石路基施工技术的运用

2023-01-08王素华

交通世界 2022年19期

关键词：填石石料摊铺

王素华

（中建路桥集团有限公司，河北石家庄 050001）

0 引言

当前，填石路基主要应用于山区，区域内山体众多且周围石料丰富，路基的承载力要求大，对路基施工工艺要求极为严格，如施工技术不到位，极易发生路基沉降、变形等问题，从而影响公路的安全施工。因此，相关单位应加强对公路填石路基施工技术的研究。

1 工程概况

某公路工程全长56.8km，位于山区，主要目的是实现山区与城市的衔接。经前期勘察结果得知，工程周围多为山体，如采用土方建设路基，不仅难以保证路基的承载力，而且现有的土方材料不足以完成路基整体的建设，经研究分析后决定采用填石路基施工，使用的石料从周围开挖获取。基于此，本文对该公路填石路基施工技术展开分析。

2 公路填石路基施工技术

2.1 施工准备

（1）本工程填石路基施工前要做好充分的准备工作。施工单位先安排人员对工程周围的地质条件、特点进行勘察，然后根据公路的实际情况对施工进度、施工人员、施工机械和填石材料等合理设计，最后结合工程的预期目标及要求，制定详细完善的施工方案，并确定施工中的细节及把控要点。

（2）确定施工方案后组织施工人员开展技术交底工作。技术交底工作由施工技术负责人完成，技术交底时每个施工人员分发一份详细的交底书，其明确本次填石路基的施工要求、施工方案、施工图纸、采取的施工技术等。交底后施工人员需熟练掌握交底内容，确定自身的岗位职责，然后根据自身的工作内容开展填石路基的建设[1]。

2.2 基底清理

（1）填石路基施工的第一步工作是清表，即将路基基底表面清理干净，如填石施工前基地存在垃圾、杂物，会导致路基压实度遭受影响，甚至有可能在路基施工后出现沉降、裂缝等问题。因此，做好清表工作对填石路基至关重要。清表工作是先将基地表面可见的地面垃圾清理干净，包括生活垃圾、石块、树根等，如存在直径大于100mm 的土块，可采用铁锹破碎处理。

（2）清理后基地表面保持干净整洁，此时再安排人员对基地的坑槽、坟穴等不平整的位置进行修补，如存在软基问题需结合软基特点采取相应的处理方法，坑槽修补时主要采用合格的土质材料回填，深度不小于30cm 的位置分层回填、压实至基地表面，修补完成后坑槽、坟穴的填筑高度与地基保持一致，且承载力满足填石路基施工要求即可[2]。

2.3 测量放样

路基基地清理整平后，在其表面开展测量放样工作，此工作由施工队的测量小组完成。测量放样时每间隔20m设置一组路基边线桩，曲线段间隔距离可适当缩小，边线桩的作用是保证路基填筑的宽度，针对路堤位置每侧宽度宜比设计宽度多出30cm，边线桩设置后对路基的中线进行放样，中线的桩位与边线相对应，所有桩位设置后采用白灰标记路基石料的填筑厚度，当每层达到填筑厚度时恢复一次中线与边线，并测量核验填筑厚度值，无误后再标记下一层路基填筑厚度。

2.4 石料获取

（1）本工程填石路基施工的石料均由场地周围的山体开采获得，为确保填石路基的强度，石料开采后需进行强度检测，石料的最低强度不得低于15MPa，不满足要求的石料不得用于填筑施工，满足要求的石料根据其粒径大小合理分类，坚硬的石料粒径宜不小于60mm，较硬的石料粒径宜控制在30～60mm，较软的石料粒径宜控制在15～30mm，软的石料粒径宜小于15mm[3]。

（2）石料的开采主要使用大型机械完成，对硬度过大机械无法开采的岩石区域，先采用爆破法将岩石炸开，再利用机械开挖。爆破施工属于危险作业，施工前需编制专项施工方案并由专家展开论证，方案通过后才能开始爆破作业，爆破时应确保爆炸范围内无人员存在，爆破结束后先安排专业人员检测是否存在盲炮，确定安全后再安排机械和施工人员入场开采石料，石料开采处理分类后及时运送至施工场地。

（3）石料的运输主要采用自卸式运输车，车辆的载重为20t，向车厢装载石料时先装载粒径较大的石料，再装载粒径较小的石料，装料后利用篷布将石料遮盖严密，避免运输过程中因风力导致石屑飞扬，运送过程中需注意控制运输速度以及车辆之间的距离，保证运输的安全性，运送至施工现场后将运输车停放至指定位置，并由现场的技术人员负责指挥卸料，卸料后运输车即可返回取料点，等待下一次运输。

2.5 石料摊铺整平

（1）石料运送至施工现场后进行路基摊铺作业，在本工程填石路基摊铺作业前，要先根据测量放样中制定的桩位及摊铺厚度划分卸料位置。划分方式为白灰划线，划线的形式为正方形，尺寸为1.5m×1.5m，每个划好的方格基本可以承载1车的石料，划线工作结束后，运输车直接将石料卸放至指定的方格中即可[4]。

（2）路基填石材料堆卸至指定位置后，利用推土机进行石料的摊铺，每个摊铺机配有2～4名施工人员，摊铺时先启动推土机，其行进速度宜徐徐渐进不可摊铺过快，然后依据放样的位置对摊铺厚度进行控制，同时根据桩位的方向前进摊铺，摊铺中粒径较大的石料应保持在路基下方，粒径较小的石料保持在路基上方。

（3）推土机摊铺不能够做到路基表面的绝对平整，因此，在路基石料全部摊铺开后，施工单位需安排施工人员对其表面进行精平，主要是将路基表面粒径过大的石料进行破碎处理，针对石料凹凸不平的位置，将其表面整平，如石料难以破碎直接将其挖出，并利用小粒径的石屑、碎石回填即可，同时针对摊铺时机械无法施工的边缘、死角位置，可人工摊铺石料，待处理后路基表面保持平整即可开始碾压施工。

2.6 石料碾压

（1）填石路基摊铺平整后使用碾压机械做压实处理，碾压的主要目的是使路基中的石料更为紧密，增加路基的压实度，从而保证其强度。考虑到本工程路基石料的粒径、风化程度等性能，本次碾压施工采用激振力大的振动压路机施工，经振动碾压后，需对路基的压实度加以检测，其路基底层压实度需不小于93%，顶层路基压实度需不小于95%，满足要求的填石路基表示碾压质量合格[5]。

（2）路基碾压过程中始终遵循先弱后强、先慢后快、先静后振的基本原则。碾压时从两侧向中间碾压，曲线段从内向外碾压，两幅碾压机械的搭接宽度保持在1/3 左右的轮宽，前后距离保持为10～20m 即可，碾压速度控制在3～4.0km/h。填石路基碾压时由于石料强度较大，难以碾压密实，因此，碾压遍数应比填土路基多1～2 次，保持在4～8 次，具体碾压遍数视碾压情况而定。

（3）碾压中可能会遇到明显的凹坑路段，此类路段的特点是难以碾压密实，需机械多次、反复碾压施工。同时，路基两侧边缘碾压时，需与路基边线保持30cm 的宽度，以避免对路基两侧造成破坏。针对机械无法施工的死角位置，采用人工利用小型机械夯实，待路基碾压技术后，安排检测人员采用环刀法对本工程填石路基的碾压质量加进行检测。结果表明，路基底层的压实度为94.2%，顶层压实度为95.7%，与上述要求相比均满足要求。

2.7 质量控制措施

2.7.1 参数控制

（1）地基承重力：填石路基施工对地基承载力的要求较大，如地基承载力过低，则路基碾压施工中极易发生沉降问题，从而影响施工质量与安全。因此，本工程填石路基施工前，施工单位要通过实际的承载力试验确定其是否满足施工要求，针对路基填石高度在10m 以下的区域，其承载力应不小于150MPa，路基填石高度在10～20m 的区域，其承载力应不小于200MPa，路基填石高度在20m 以上的区域，其承载力应采用岩石作为基地。如经检测地基承载力不满足要求，则路基施工前需先采用机械碾压地基，以增加其承载力[6]。

（2）级配及含水率：填石路基施工中最为关键的就是石料的质量，若选用的石料质量不满足要求，则路基的性能必然存在问题。在使用过程中就容易发生各种问题，从而影响路基的使用性能及安全。而在路基石料中最为关键的参数为级配与含水率，因此，本工程填石路基施工中要严格控制石料的级配及含水率，其中石料的级配可以通过标准击实试验确定，根据实验得到的级配曲线及参数，与设计要求对比以明确其级配是否合理；针对石料的含水率可通过实验计算获得，如石料含水率过大则可通过翻晒的方式降低其含水率，如石料的含水率过低，则可在填筑后定时洒水，从而增加石料的含水率。

（3）孔隙率与沉降率：填石路基中影响施工质量的因素很多，而填石路基的孔隙率与沉降率是其主要因素之一。填石路基的孔隙率是指填料之间的空隙大小，若填料间空隙过大，则路基容易遭受积水的侵扰，从而引发病害；沉降率是指路基施工后的沉降量，若路基沉降过大，则表示路基施工质量存在严重问题。因此，本工程填石路基施工中应对路基的孔隙率及沉降率严格控制，针对孔隙率如不满足质量要求，可增加碾压力度与碾压遍数，使石料更为密实，针对沉降率要在施工中对其沉降值实时监测，如发现异常应及时停止施工，查明沉降原因并针对性处理，从而保证填石路基的施工质量。

2.7.2 做好边坡码砌

路基边坡的稳定性对路基的施工质量有直接的影响，如边坡稳定性低，则路基施工中容易发生滑坡、坍塌等安全事故。因此，本工程填石路基施工前，应做好边坡的码砌工作，码砌时可采用设置台阶的方式，码砌采用的石料应保持规则、粒径基本保持一致且石料性能满足要求，不存在明显的风化、空洞等问题，边坡码砌过程中不同的填筑高度，边坡的高度也各不相同，针对填筑高度在4m 以下的区域，边坡码砌高度宜控制在1m以上，填筑高度在4～10m的区域，边坡码砌高度宜控制在1.5m 以上，填筑高度在10m 以上的区域，边坡码砌高度宜控制在2m以上[7]。

2.7.3 排水控制

填石路基的密实性与填土路基相比较差，石料之间的孔隙率也更大，这导致路基使用中极易遭受地下水及自由水的侵扰，一旦积水渗透至路基内部，就会对路基结构造成破坏，从而引发路基坑槽、沉降等各种问题。因此，本工程施工中要做好路基排水控制，施工前可在路基下方设置排水垫层，并合理设置排水管道，其中排水垫层可采用砂砾石、块石等排水性能强的材料，设置厚度控制在5～10cm，排水管道可设置为渗沟、盲沟的形式，以降低地下水位，施工中在路基结构内部也做好排水控制，合理设置排水系统，以将侵入后的积水及时排出路基内部。

2.7.4 安全文明施工

（1）本工程施工中应做好安全文明施工，在安全施工方面，施工单位需严格按照公路安全施工规范中的要求开展各项施工作业。施工前所有的施工人员需佩戴安全防护用品，并具备相应的从业资格，施工场地应设置全职的安全管理人员，对施工中的机电设备定期检查，检查率应达到100%，同时存在危险的区域设置有明显的安全警告牌、警示标志。此外，施工单位还应制定安全应急预案，一旦场地内发生安全事故，施工人员可以第一时间有序地离开事故范围，以实现安全施工。

（2）对于文明施工方面，由于本工程位于山区位置，周围居住的人员很少，因此，文明施工中主要是对周围环境的保护。首先对于施工中易飞扬的石屑、土料等应采取密目网遮盖处理，施工中定期洒水作业，降低灰尘的飞扬高度；其次针对施工中产生的施工垃圾、废弃物应合理处置，安排指定的废弃地点，待施工后再统一运送至垃圾处理厂；再次针对施工中产生污水，不得直接排入附近的河流、深井、农田等，应先经过沉淀过滤处理，满足排放要求后，依据施工要求排放至指定位置[8]；最后施工单位应与环保部门持续保持沟通，定期组织环境检查工作，提升施工人员的环保意识，从而实现文明施工。