高等级公路路基填筑质量监理要点探讨

崔 巍

(1.黑龙江省交通科学研究所;2.北黑高速公路Z1总监办)

高等级公路路基填筑质量监理要点探讨

崔 巍1，2

(1.黑龙江省交通科学研究所;2.北黑高速公路Z1总监办)

从结合平时在监理工作中的经验、体会，提出在路基填筑施工质量控制中要注意的要点或建议采用的控制方法，重点提出了填筑前施工准备、路堤填筑压实质量控制和检测评价方法、路基均匀性控制，路基外形尺寸控制以及路基填筑质检资料填写和评定应注意问题等。

路基填筑;压实区;压实层厚;压实遍数;含水量

路基填筑质量对路面使用寿命影响很大，加强路基填筑施工质量控制是现场质量监理的关键工作。针对现阶段工程施工中存在的常见到的路基填筑质量控制难点和控制方法、措施，以及现行路基设计、施工规范及相关的试验检测规范、规程的一些不尽详细、明确、难于操作的规定、要求，进行了有益的探讨。结合平时在监理工作中的经验、体会，提出在路基填筑施工质量控制中要注意的要点或建议采用的控制方法，重点提出了填筑前施工准备、路堤填筑压实质量控制和检测评价方法、路基均匀性控制，路基外形尺寸控制以及路基填筑质检资料填写和评定应注意问题等。

1 填筑施工前准备工作的监理要点

1.1 测量、试验准备工作和提交的资料

目前，工程合同文件均要求承包人在路基填筑开工前要向监理上报施工方案和开工报告等资料，但由于各个项目的工程管理不同，承包人所报的资料也就粗细不一，甚至有些是敷衍应付，对路基施工缺乏有效指导。有鉴于此，笔者认为，在此阶段，监理需重点督促承包人做好以下施工准备工作并提交相应的资料。

(1)不管承包合同中是否明确路基土石方为包干，承包人均应复测原地面，重新绘制出全线的纵、横断面图(可比设计简略)，结合对全线原地面、挖方、借土场的岩土试验、钻探勘察结果，分段、分区(93、94、96压实区)、分类(清表土、填前压实沉降、地基处理、土、石等)计算土石方量，并合理地进行路堤填筑组合和纵横向调配，提交土石方调配表和调配图。

(2)应提前及早进行做好土源的各种试验准备工作，并建立土工试验台帐及土料使用台账、分段落压实度试验台账，以便监理及时掌握不同土源料的填筑位置、填筑数量，及时督促承包人根据合同要求按规定土方量进行承载比、击实、液塑限等试验。在很多工程中常出现岩土取样试验没及时进行，承包人常以赶进度为由而不按要求进行承载比、击实、液塑限等试验。因此，监理要督促承包人提交并填写上述台账，并在施工中及时跟踪控制，如果发现某土源不适合路基填筑要求而需要外借土，可针对性地采取相应处理方案。

(3)合理确定和划分作业段长度，作出分段、分层作业程序纵断面图，保证水平分层填筑，尽量减少接头，防止出现接坡和薄层。从填筑施工段横断面施工的最低点至上路床顶的高度，划分出计划填筑的层数编号及高程值的示意图，作为路基填筑施工《开工报告申请》的附件，如存在两段不同填筑高度的路基拉平时，其继续往上的层数应以整个填筑施工段统一考虑，即按层数多的填写。以此既方便控制路基的填筑施工，又可作到填筑层数的有序一致。

路基填筑厚度要根据试验段试验确定，因此，试验段铺筑对后续大面积施工起到指导作用，除一般试验要点外，监理还应重点关注以下几点。

①压实度数据成果分析:要根据路基路面现场试验检测规程进行数据整理，对压实度特异值要舍去。

②压实层厚、压实遍数、含水量、干密度之间的相互关系:由于室内击实试验与现场压路机压实功不同，因此，可在试验段确定实际的最佳含水量和最大干密度，如层厚不变，改变填土含水量与碾压遍数，测定对应之干容重，绘制规定碾压遍数下的含水量、干密度关系曲线;依据这条曲线上确定该压路机可达到的最大干密度和相应的最佳含水量。在纵坐标上标出要求干密度ρd的点，(干密度ρd是通过室内击实试验，求出最大干密度ρdmax后，按要求的压实度算出的干密度)，并从该点划一水平线与横坐标平行。这样可能出现三种情况:a该水平线在含水量干密度关系曲线上方通过;b该水平线与含水量干密度关系曲线的顶点相重合;c该水平线与含水量干密度关系曲线在两点相交，并由此而得Wa、Wb。如果是第一种情况，则说明必须增加碾压遍数或减薄松铺厚度或改用较重的压路机。如果是第二种情况，则证明所选用的压路机、碾压遍数以及松铺厚度恰能满足要求。但碾压时对含水量要求严格，必须是最佳含水量，而不是一个范围，施工很难控制。如果是第三种情况，则证明压实机械选型、压实遍数、层厚是合适的，在Wa与Wb之间的任一含水量，都可保证路基所需之压实度，给施工创造了非常有利的条件。需要指出的是，合理含水量区间Wb～Wa将与土质有很大的关系，对粘性土，该区间较小，对砂性土，该区间较大。对于路基土的干密度，其偏差系数常达3% ～4%，因此，根据上述方法确定碾压遍数或碾压松铺厚度时，必须考虑这种不均匀性。还有含水量干密度关系曲线中的形状，如陡，则需要仔细控制含水量，如平稳，则不需要非常仔细控制含水量，特别在含水量小的一侧更是如此，因为碾压时，含水量不是那么敏感。

2 土质、填石、土石路堤填筑压实质量检测

路基工程质量的好坏，压实度是最重要的内在指标之一，只有对路基进行充分压实，才能保证路基的强度、整体稳定性，并保证和延长公路的使用寿命。

在目前工程施工中，由于部分从业人员的素质参差不齐，以及对规范的理解不够透彻，在压实质量试验检测中存在一些观点争执的现象，甚至监理工程师之间也意见不同。另外，随着我国高等级公路飞速发展，填石、土石路堤成为大量采用的一种路基结构形式，我国广大工程技术人员对其质量检测与评价问题进行了广泛、深入的研究。

2.1 土质、填石、土石路堤的界定方法

现行路基规范已明确了土石路堤、填石路堤的定义。对于直接观察难于判断土石含量比例的，可在料场取已解小后的代表性土样按试验路方案进行摊铺、平整和碾压，在碾压好的平面上画出若干代表方格(2 m×2 m)，把方格土石挖出来，用37.5 mm筛筛得土石含量比例，划分土、土石、填石路堤。然后，按《公路工程岩石试验规程》(JTG E41－2005)进行单轴饱和抗压强度试验，根据现行《公路路基设计规范》(JTG D30－2004)确定为硬质岩石(R≥60 MPa)、中硬岩石(R ∶30～60 MPa)、软质岩石(R∶5～30 MPa)。有文献提出直接在料场取样筛分，因碾压过程石料部分会破碎，采用碾压后取样较符合实际。

2.2 压实质量检测

(1)填石路堤。

“路基规范”中要求在试验路时采用孔隙率指标，确定施工工艺参数和压实沉降差作为检测双控制指标，同时结合外观检查。“路基规范”也未明确填料视密度是否需要测出所含粗细料后计算综合密度，建议分别测定强、弱、微风化石料和残积土密度后计算综合密度。而据沙庆林院士的研究认为，压实过程只是单个颗粒石料的相互接近，而不能使单个颗粒内部孔隙减少，不能采用视密度，而应采用毛体积相对密度。

(2)土石路堤。

①中硬、硬质土石路堤。

“路基规范”中要求在试验路时压实到最大干密度，也即是压实到规定压实度后确定施工工艺参数和压实沉降差作为检测双控制指标。现场干密度试验采用“灌水法”，“路基规范”条文说明中提出要配制不同含石量的试样进行室内大筒击实试验，并确定不同含石量填料的最大干密度和最佳含水量，绘出不同含石量最大干密度曲线。而根据“土工规程”的规定“击实试验中轻型击实适用于粒径不大于20 mm的土，重型击实试验适用于粒径不大于40 mm的土”，因此，“路基规范”与“土工规程”的规定存在矛盾。笔者认为应当采用“土工规程”中的“表面振动压实仪法”或“振动台法”来确定不同含石量填料的最大干密度和最佳含水量。

对于含石量只有30% ～40%之间的土石路堤，笔者建议与土质路堤一样只对细料进行“击实”和“灌砂法”试验，以压实度进行质量控制。“路基规范”中规定对坚硬石料需根据不同粗料含量对细料的最大干密度进行修正，但未明确粗料与细料的界限粒径，根据“土工规程”，在“灌水法”试验中是以60 mm作为细料与粗料(石块)的分界，而“击实”试验中是以40 mm作为分界;而据罗竟、邓延权、梁志锐等专家的研究，则以5 mm作为分界。考虑到规范是以37.5 mm划分路堤类型的，故建议统一按40 mm作为分界，与土工试验规程更为一致。

②对于软质石料土石路堤。

“路基规范”明确按土质路堤要求执行。但笔者认为，根据“路基规范”规定，软质石料单轴饱和抗压强度R为5～30 MPa，而一般情况下，石块强度大于20 MPa时，不易被压路机压碎。因此，对于软质石料土石路堤，当石块强度大于15 MPa的，压实质量控制仍按土石路堤规定执行，相反则按土质路堤规定执行。

(3)土质路堤。

土质路堤的压实度检测中，最常用的是灌砂法。监理在用灌砂法对路基填筑进行压实度试验时应注意以下几方面。

①经常在遇到现场土中含有一部分粒径大于击实试验时的颗粒，也即超尺寸颗粒。建议调整方法为:如超尺寸颗粒只有一二颗，将其放入试洞中，然后灌砂试验;如颗粒较多，放入试洞后会互相叠架，使灌入砂砂量减少，故需测出超尺寸颗粒体积V和质量m，剔除其质量和体积后计算合适尺寸颗粒压实度。

②由于储砂筒砂面高度、砂的总重、标定罐深度、砂的颗粒组成等均在一定程度上影响量砂的密度。量砂密度标定准确与否，也将影响路基压实度的检测精度。所以，在进行路基压实度检测之前，标定工作不容忽视，必须引起足够的重视。

③现场测试时，应注意试坑深度应尽量等于标定时深度，坑壁笔直，上下口直径相等，避免上大下小或上小下大，避免出现压实度偏大的误差。

④由于采用灌沙试验周期长，施工单位经常不自检或自检点数不够，依靠编造数据来蒙骗监理工程师。监理工程师可以在采取在现场数点(试验后会留下痕迹)的方法来控制，而且试验监理工程师应该积极与现场监理工程师配合，以确定报检路段、层次的符合性，避免让承包人钻空子。

3 路堤填筑均匀性控制

路基工程质量通病主要有:路基整体或局部不均匀沉降;路基纵横向开裂;路基滑动或者边坡滑坍。其主要成因有:工程地质、地形、水文气候、路堤填料、设计、施工等因素，其中施工方面的有:填筑顺序不当，未在全宽范围内分层填筑，填筑厚度不符合规定，填料质量不符合要求;未阶处理;不同性质的填料混填，形成不均匀沉降，路基压实达不到要求;施工过程中未注意排水;施工单位责任心不强，自检控制不到位等等。

3.1 地基承载力

必须注意是否有软弱夹层，特别是填石路堤可视为刚性路堤，对地基不均匀沉降较敏感，应预以足够重视。

3.2 填料的均匀性，和不同填料的组合

由于目前国情下，路基施工受受到征地拆迁、工期、资金到位、政府行政命令等多种复杂客观因素的影响，经常出现同一断面三种类型路堤相互叠加的情况，如土石路堤或填石路堤上面继续填土质路堤。另外，工地上，也常见到在填石路堤填筑过程中，每层填石顶面覆盖一层土作为整平层的现象。对于前一种现象，监理工程师应注意每种填料的连续厚度要符合规范要求，且要按规范要求设置过渡层。对于后一种现象，监理工程师应责令承包人停止该种作法，因为完工后会出现路面水下渗，细粒土被高压的下渗水带走填充到填石空隙中，最终导致路面下沉的严重后果。

如施工中土质多变，应督促承包人及早时进行土工试验，上报调整后土方调配计划。为了避免影响路基施工进度，至少应在路基填筑半个月前取样试验，每种土取样时应具有代表性，特别注意取土场或挖方利用段土质水平分层，或土质渐变。采用挖石方移用作填方时，应注意强、弱、微风化的强度变化，如某工程施工前，设计图纸揭示是泥质砂岩，属于软质岩，施工中当挖掘机开挖去强风化层后，石方需进行爆/破，经补充地质勘探，揭示为粉砂岩、砂岩，弱、微风化层强度为32～59 MPa，而其强风化层则遇水易软化、崩解。因此，应重视岩石的风化程度、稳定性、提早制定控制措施。

3.3 现场卸料、摊铺施工工艺控制

监理应严格要求承包人作好施工技术措施，如上土前应画方格网，对号卸土。土石和填石路堤则先集中卸料后，再用推土机推开整平，使填料得以不断翻滚跌落，避免粗细料分离，大块石“顶天立地”的现象出现，对超粒径的填料应要求进行人工破碎，使之满足粒径要求;对填充料明显偏少的段落，应补充细料嵌缝，要保证填满大粒径间的缝隙，并摊铺整平到平顺平整，以利于压路机进行碾压施工。

3.4 相邻填筑路段之间的搭接处理和半填半挖 、路堤与路堑过渡段、新旧路交界、陡坡段、桥头、便道交接面处理

相邻路段先行施工的一段每填筑一层，应留出一个台阶，台阶宽度符合规范要求，台阶端部的虚土应挖除。对于填挖交接部位，现场施工中常碰到大于45°的陡坡的特殊情况，施工中台阶级数可按45度控制，台阶宽度不少于2 m，并注意挖方侧台阶应与每个行车道宽度一致。对于这些隐蔽工程的处理，监理工程师要加强控制，编制相应质量检验表格，做好影像资料记录。

桥头或便道缺口处理:桥梁施工时，由于征地等原因，便道或桥梁施工需要要占用路基范围作为施工现场。由于路基填筑一层一层的提高，而便道没有随着提高，等到路基填筑到顶面后，再来补这个缺口，缺口部位的总体压实度肯定偏低，工后沉降肯定比相邻部位要大。因此，监理应应要求承包人认真挖好台阶搭接，且便道尽可能随着路基填筑的升高而升高。

4 路基填筑质检资料

在目前施工中，常出现“重外业，轻内业”的情况，如资料及时性差，内容失实;格式不统一，内容不全，签认不完善，结论不明确，意见模糊;有明显的编造痕迹，逻辑关系不正确;管理薄弱，资料遗失;这其中既有施工单位自身因素的原因，也有业主、监理和质量监督部门的原因。如业主或监理指令模糊所产生的混乱和不统一，使得施工单位更换或补做资料，造成资料的失真与混乱。又如质监部门没制订统一的标准，或其编制的资料版本没有随施工技术或规范的不断更新而及时修订，使得资料编制人员无所适从。因此，完善的质检资料需要参建各方的参与配合。

作为监理人员，一定要重视质检资料的填写。应掌握资料的编制形式与要求，做好自身监理资料的整理，还应指导、检查监督施工单位的资料填写;对于资料整理所出现的问题，应与业主协商并提出意见。下面就日常一些关于路基填筑质检资料常遇到错漏、易产生理解分歧及需注意问题提出一些意见，以供同行在资料内业监理中参考。

4.1 路基填筑工程用表及排序

一般情况下，同一段落路基填筑质检(包括施工、检测、试验)资料内容及卷内排序可参照以下:土方路基质量检验评定表、土方路基质量检验报告单、施工放线测量记录、清理与掘除检查记录表、路基填筑施工记录表、路基挖台阶施工记录表、灌砂法(或灌水法、环刀法、核子密度仪)压实度检测记录表、水准测量记录表、沉降差观测记录表(石方、土石路堤才需要填)、宽度检测记录表、平整度检测记录表、边坡坡度检测记录表、弯沉检测记录表、高程及横坡度检测记录表、平面位置检查记录表、压实度统计汇总表(可与其他汇总表、统计表另外单独组卷，路基完成后才填)。

不同段落按照施工前划分的段落分层积累，文件材料形成时应注意桩号必须连续，相互之间桩号不能交叉，不同压实度区不宜一起排列层次(如94区、96区应另从第1层开始)。组卷时按分段、层次排列。路基交验资料单独组卷。

4.2 质检资料检查

监理相对于档案管理人员，更熟悉专业，对质检资料检查除格式、版面外，更应注重内容上的检查。如检测频率、数据修约、统计评定、整理是否符合评定标准、规范的要求，如对于压实度资料，可从时间一致性、工作量一致性、结果一致性进行检查，如压实度试验报告与施工记录、监理日记，灌砂法试验报告与标准砂标定、土工击实资料等是否吻合，压实度检测结果的离散性与现场试验结果的离散性是否基本符合，对于一般路基压实度偏差系数约4% ～5%，高速公路可小于2%。

4.3 常见的质检资料编写、整理、归档问题

(1)当互通立交工程中存在两匝道中的部分路段形成整体路基情况，当实在难以分开时，可归并至工程量较大的匝道一起进行检验、评定和归档。

(2)路基填筑93区以下一般不需每层都进行中边桩测量放样和高程测量，可大约每填四至五层或监理工程师要求时进行中边桩测量放样。因此，不需每层填筑都附上中边桩放样资料和高程检查。

(3)当设计边坡坡度由多级组成时，应对该全断面逐级进行检测和按级分别填写。

(4)反压护道应按路基实测项目进行质量检验，压实度按《公路工程质量检验评定标准》“4.4软土地基处治”要求检验。

(5)土工合成材料处治层中各实测项目的“下承层平整度拱度”在施工设计图未注明时，按照实际施工路段的相应路基(土方路基或石方路基)实测项目中的规定执行。下承层是砂垫层时，砂垫层平整度设计有规定时按设计要求执行，设计未注明时，应按土方路基实测项目中的规定执行。

(6)基底换填处理是对天然基底因承载力不满足设计要求的一种处治方法，应归入土石方分项工程。具体的质量检验项目及要求除按设计和有关施工规范执行外，基底换填还应按土方、石方路基实测项目进行质量检验，挖除原状土后还应检查基底的土质类型及承载力，以便确定挖除深度是否合适，常见错误是没有地基性质及承载力方面资料。

5 结论

路基填筑质量对路面使用寿命影响很大，加强路基填筑施工质量控制是现场质量监理的关键工作。结合平时在监理工作中的经验、体会，提出在路基填筑施工质量监理中要注意的要点或建议采用的控制方法。

U415.1

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1008－3383(2011)12－0089－03

2011－10－28