高速公路山皮土路基填筑施工工艺及质量控制

摘要：近年来，山皮土路基填筑高速公路路基正逐渐被认可，其施工工艺中虚铺系数、碾压组合的确定及沉降差观测等影响着路基填筑的质量。文章对高速公路山皮土路基填筑的施工工艺及质量控制进行了探讨。

关键词：高速公路；山皮土；路基填筑；施工工艺；质量控制 文献标识码：A

中图分类号：U416 文章编号：1009-2374（2016）06-0098-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.049

1 概述

常州至溧阳高速公路CL-7标全长为4.300km。采用四车道高速公路标准，路基宽度采用28m，双车道匝道路基宽15.5m，单车道匝道路基宽8.5m。

本标段沿线位于溧阳河谷平原工程地质区河谷洼地平原亚区，本区主要连续分布有1～2层软土，土性为淤泥质粉质黏土层，土层力学性能差，因此全线采取单向及双向水泥搅拌桩对软基进行处理。软基处理完成后，虽然解决了工后沉降过大的问题，但是由于临时无法承受轮式荷载，因此土方施工难度较大。

山皮土具有施工速度快、检测方便等优点，且造价与石灰土大抵相仿，因此在经过了设计方、业主方及监理方共同确认后，正式确定采用山皮土进行路基底层的填筑代替原本的40cm基底灰土。其上根据现场实际情况，灵活采用。

2 设计标准

一般意义上的山皮土其实是山皮土与山皮石的混合体，俗称山皮土，在溧阳市的南部山区广泛存在。山皮土为山石表面的土质，一般为岩石风化形成，含砂石。山皮石为灰色杂棕红色块石。经检测，山皮土中的土自由膨胀率为20%，属于非膨胀土。对山皮土的颗粒分析实验结果符合设计及规范的要求。经现场试验检测，山皮石的抗压强度检测结果为132.2MPa。

山皮土路基填筑的压实参考一般的土体按压实度控制。当山皮土路基高度小于80cm时，基底压实不应小于94%。然后采用土石混合料进行填筑，路床顶面以下0.8～1.5m压实度≥94%，1.5m以下压实度则为≥93%。

3 山皮土路基施工

山皮土路基填筑时需在以下两个方面进行质量控制：一是填料的要求；二是施工工艺。

路堤填料：上路堤要求山皮土的最大粒径不超过15cm，下路堤要求山皮土的最大粒径不超过20cm，石料抗压强度不应小于15MPa；填料中不得含有泥岩、页岩、云母片岩等易遇水软化或易崩解的岩类。

4 施工工艺

4.1 施工工艺流程

场地整平、碾压→施工放样→运输、摊铺整平→压实→检测。

4.2 山皮土填筑工程详细施工方法

4.2.1 场地整平、碾压。湿喷桩施工完成且经检测合格后，用推土机整平场地，并用压路机进行碾压，两侧开挖临时排水沟，便于临时排水。

4.2.2 施工放样。中桩放样采用全站仪，每20m作为一横断面，平曲线位置每10m放出中线和边线，确定中桩及边桩位置。使用水平仪测量对原有高程点进行加密，路基填筑前按预测虚铺厚度埋设木桩或以白灰点作为虚铺高度控制点，以便于形成路拱。山皮土填筑前，恢复中线及平面位置后，报测量监理工程师检测合格后，进行备料。

4.2.3 山皮土运输、摊铺整平。自卸汽车运输至现场后，大型推土机摊铺找平，同时配合人工细平，若含水量偏大时，用推土机反复切料、推料、堆卸，以降低含水量。采用汽车倒退卸料，推土机在料堆上平整，这样料物不易产生分离现象。摊铺过程中发现的超粒径颗粒用挖掘机配合人工进行剔除，根据试验报告显示，山皮土填筑属于填石路堤，最大松铺厚度不大于40cm。调整岩石大小颗粒均匀，并将所含树根等杂物清理干净。

4.2.4 山皮土压实。山皮土初步检测合格后采用振动压路机进行静压1遍，暴露出因颗粒不均匀所引起的潜在不平整，用平地机进行找平，然后进入压实工序。压实工序由振动压路机和三轮压路机完成，压实组合如下：

首先采用振动压路机碾压5遍，其中稳压1遍、强振4遍，压路机的碾压行进速度为慢速，车速为2～4km/h。碾压时由两边向中间纵向进退式碾压，横向重叠1/2轮宽，达到无漏压，无死角，确保碾压均匀、密实。然后采用三轮压路机碾压2遍，碾压时重叠1/3后轮宽，碾压速度小于4km/h。

选取K54+170～K54+270段落进行现场的试验，在碾压的施工过程中对路基的松铺厚度、松铺系数指标进行了记录，如下：

K54+180中桩处填前高程1.76m，填后碾压前高程2.153m，碾压后高程2.052m，松铺厚度39.3cm，压实厚度29.2cm；K54+180左侧7.6m处填前高程1.737m，填后碾压前高程2.121m，碾压后高程2.017m，松铺厚度38.4cm，压实厚度28cm；K54+180右侧11.5m处填前高程1.747m，填后碾压前高程2.138m，碾压后高程2.042m，松铺厚度39.1cm，压实厚度29.5cm。

K54+200、K54+220、K54+240、K54+240相应数据分别为：

K54+200中桩1.755/2.136/2.038/38.1/28.3；左侧1.9m处1.731/2.118/38.7/29.0；右侧2.8m处1.734/2.127/2.030/39.3/29.6。

K54+220中桩1.764/2.147/2.056/38.3/29.2；左侧9.1m处1.734/2.132/2.031/39.8/29.7；右侧1.5m处1.732/2.129/2.023/39.7/29.1。

K54+240中桩1.745/2.135/2.033/39.0/28.8；左侧9.2m处1.766/2.150/2.050/38.4/28.4；右侧14.0m处1.754/2.143/2.036/38.9/28.2。

K54+260中桩1.767/2.157/2.058/39.0/29.1；左侧18.3m处1.761/2.160/2.048/39.9/28.7；右侧4.0m处1.760/2.141/2.041/38.1/28.1。

平均松铺厚度为：（39.3+38.4+39.1+38.1+38.7+39.3+38.3+39.8+39.7+39.0+38.4+38.9+39+39.9+38.1）/15=38.9cm。

平均压实厚度为：（29.2+28.0+29.5+28.3+29.0+29.6+29.2+29.7+29.1+28.8+28.4+28.2+29.1+28.7+28.1）/15=28.9cm。

松铺系数为38.9/28.9=1.346。

4.2.5 检测。碾压后路基表面必须密实、无松动、无明显轮迹、无坑洼，振动压路机强振碾压无明显轮迹，石块嵌挤密实无松动。

山皮土路堤用前后两次的碾压沉降差来检测密实度时，当沉降差平均值≤3mm时，即认为路堤已达到密实度的要求。沉降差检测要求如下：（1）在压实后的路堤表面，用振动压路机做检测碾压，检测碾压后各测点高程，其碾压后应无明显轮迹沉降差平均值≤3mm；（2）布点方法：点位避免位于大石上和压路机不能压到的地方；（3）每2000m2至少检测16点，在压实面积不足2000m2时，至少检测8点。

碾压后路基表面密实、无松动、无轮迹、无坑洼，以振动压路机强振碾压无轮迹，石块嵌挤密实无松动用镐刨不动。前后两次的碾压沉降差满足图纸及规范要求。K54+170～K54+270段山皮土路基在经过7遍的碾压之后，沉降差观测数据整理如下：

K54+180中桩碾压前读数1.384m，碾压后读数1.388m，读数差0.004m，沉降差4mm；K54+180左侧18.4m处碾压前读数1.568m，碾压后读数1.572m，读数差0.004m，沉降差4mm；K54+180右侧13.6m处碾压前读数1.520m，碾压后读数1.523m，读数差0.003m，沉降差3mm。

K54+200、K54+220、K54+240、K54+240相应数据分别为：

K54+200中桩1.384/1.385/0.001/1；左侧4.7m处1.431/1.435/0.004/4；右侧9.8m处1.482/1.485/0.003/3。

K54+220中桩1.384/1.384/0.000/0；左侧19.5m处1.579/1.579/0.000/0；右侧3.6m处1.420/1.425/0.005/5。

K54+240中桩1.385/1.386/0.001/1；左侧7.0m处1.455/1.460/0.005/5；右侧20.9m处1.594/1.598/0.004/4。

K54+260中桩1.385/1.390/0.005/5；左侧3.9m处1.424/1.424/0.000/0；右侧12.2m处1.507/1.510/0.003/3。

平均沉降差（4+4+3+1+4+3+0+0+5+1+5+4+5+0+3）/15=2.8mm，符合设计的要求。

4.3 山皮土施工质量控制关键点

4.3.1 严格控制松铺厚度。山皮土中掺杂有不同粒径的碎石、石块，如果虚铺厚度过大，遇上较大粒径的石料，很容易造成压实不均匀。

4.3.2 施工中做好地面排水，保证路基范围内不积水，开挖临时排水沟，并保证边沟内不积水，以降低路基地表水位。

4.3.3 使用大功率碾压设备。山皮土颗粒间作用力较大，需要使用大功率碾压设备进行强振碾压才能有效加强山皮土颗粒间的嵌挤，显著提高压实效率和压实效果，达到理想的压实效果。当遇有超粒径块石时，挖掘机配合人工进行剔除，以保证压实效果。碾压过程中应经常检查振动碾压的工况特性，如不符合要求，应及时检修处理。不同颜色的山皮土分段施工，严禁混填。

4.3.4 大型推土机摊铺找平，同时配合人工细平，松铺厚度不大于40cm。对于局部超厚地段，用推土机向两侧摊平，直至厚度符合要求为止。

5 结语

由试验段数据并结合大量的现场实际施工情况确定施工机械组合方式及碾压遍为振动压路机碾压5遍，其中稳压1遍、强振4遍，碾压速度为2～4km/h，横向重叠1/2轮宽；三轮压路机碾压2遍，碾压速度小于4km/h，碾压时重叠1/3后轮宽；松铺厚度为40cm，松铺系数为1.35。

作者简介：吴志名（1982-），男，山东寿光人，中石化胜利建设工程有限公司工程师，研究方向：高速公路路基施工技术。

（责任编辑：秦逊玉）