山区公路填石路基施工工艺

黄建平

摘要：文章以龙州至科甲口岸二级公路工程为例，介绍了山区公路填石路基设计方案，分析了填石路基施工工藝与控制要点，并通过施工检测分析，验证了填石路基具有提高地基承载力与路堤稳定性的效果。

关键词：填石路基;施工技术;公路施工

中图分类号：U416.1 文献标识码：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.031

文章编号：1673—4874（2020）11一0114—03

0引言

在山区，由于水土流失，土方资源往往较为稀缺，而开山形成的场地周围存在较多的石材弃方。在此种路段，石质路基是一种最常见、最普遍的路基形式，本着就地取材的原则，研究石质路基的施工具有重要的意义，其为提高岩土资源利用，消化建筑垃圾提供了良好的应用途径，其置换、挤密等加固效果与原生态系统的结合自然和谐。

1项目概况

龙州至科甲口岸二级公路工程（含主线与支线）位于龙州县及大新县境内，路线全长79.794km，按二级公路标准建设。工程主线起于龙州县城，与省道319线相接，经上龙、武德等乡镇，终于科甲二类口岸，里程为34.418km;支线起于龙州县武德乡民权村附近，与主线相接经逐卜乡，终于大新县雷平镇，里程为45。376km。

本公路采用二级公路标准，设计速度为60km/h（主线）和40km/h（支线），路基宽度为12m/8.5m，行车道宽度为2×3.5m，路面为水泥混凝土路面，汽车荷载为公路Ⅱ级，最大纵坡为6%。

本公路主线中部K16+523～K19+864段途经鱼苗养殖基地，遍布各类鱼虾养殖水塘。根据调查，水塘均为天然水塘，池底分布有一定厚度的淤泥层，池塘与池塘间连接道路均为土质道路，肉眼可见填土为杂填土及耕植土等。根据设计道路红线，公路所经过区域鱼塘及道路均为征收范围，土地收储后，根据路基稳定性及沉降要求，需对鱼塘及联通道路部分路基进行特殊设计。

2场地地质情况

根据地勘报告的勘察成果，拟建场地地层按自上而下分述如下：

填土①：根据堆填时间、填料成份不同分为①一1、①一2两个亚层。

素填土①一1（Q4mL）：褐黄一褐红色，多呈稍密状，填料主要为粉质黏土、残积土，局部含中风化岩碎块石，均匀性差，堆填时间大于10年，已基本完成自重固结，容许承载力为90kPa。

素填土①一2（Q4mL）：主要分布于虾池周边，灰一深灰色，为虾池清底开挖软土堆积而成，含较多的贝壳碎块，堆填时间小于5年，尚未完成自重固结，工程性能较差，容许承载力为70kPa。

淤泥②（Q4m）：深灰色，饱和，流塑一软塑，成分以粘粒、粉粒为主，局部段夹贝壳及混细砂，局部含砂量较高面相变为砂混淤泥。切面平整，黏性及韧性好，无摇振反应，干强度中等，属欠固结土。本层具高压缩性，易触变，工程性能极差，容许承载力为40kPa。

粉质黏土③（Q4m）：灰一灰黄色，湿，可一硬塑。成份以粉粒、粘粒为主，含中砂10%～15%，局部含砂量达30%以上，切面稍有光滑，黏性及韧性好，无摇振反应，干强度高，工程地质性能中等，容许承载力为200kPa。

中粗砂③1（Q4m）：灰一灰黄色，饱和，以稍密一中密为主，局部呈松散状。本层多呈透镜体状分布，成分以粗粒砂为主，含较多角砾，一般含黏性土15%～20%，砂颗粒呈次棱角状、次圆状，分选差、级配较好，工程地质性能一般，容许承载力为200kPa。

以上各土层均为黏性土层及风化岩土层，压缩性较小，工程性质较好，对路基稳定性及沉降影响较小，本章节不再赘述。

3路基设计方案

根据上覆土层分析可知，表层填土及淤泥层均压缩性较大，工程性质较大，若采用常规土路基施工方法，极易造成路基失稳及局部沉降过大，对日后行车造成较大隐患。考虑周边均为中越边境山地，山脚各类石材边角料较多，且石方路基压实后，路基稳定性较高，兼具抛石挤淤效果，对路基沉降也有较好的处理效果，故综合技术、投资、环境等各方面因素考虑，本段路基采用填石路基方案施工。施工断面如图1所示。

根据图1可知，设计要求施工时先填筑下部路基，此部分路基面高于设计水位0.5m，现状主要为塘底淤泥。此部分施工时需先抽干池内积水，之后采用片石进行抛入施工。由于此路段水塘面积均较大，无法采用整体压载抛填方案，故考虑采用散式抛填方案。由于池塘四周成封闭状，经抛填、吸淤、碾压后，填筑体形成基底较为稳定的置换地基。此时抛石体已下沉到硬质土层及砂层中，石料层挤压呈稳定的承重骨架，有较高的承载能力和较小的变形性能。两侧路基边坡设计为1：2，以防止路基垮塌。

下部积淤路基施工完后，需施作缓冲层。从下至上依次为30cm的级配碎石层、两层土工格栅以及50cmN的砂垫层。此部分主要起缓冲作用，分散上部传下来的行车荷载，并利用土工格栅拉紧整个路基断面，防止局部不均匀沉降的产生。

上部路基同样采用片石堆填，堆填两端与下部路基设置一个2m的平台，路基边坡坡率为1：1.75，并在两侧设置浆砌石护脚，防止水进入路基引起沉降。护脚上侧采用植草防护，避免降水引起的水土流失。

4施工准备

（1）由于项目位于多山区域，施工前必须查明施工区周围及场地范围内可能形成的边坡及目前具有地质灾害隐患的点，并对山区通信、电力塔及基站进行排查，需要迁改的提前沟通。

（2）对场地进行清表，现状存在的渣土及废土等一律清除出场。

（3）施工场地可根据需要设置排水系统，如碎石垫层、排水边沟、集水坑等。

（4）施工前，应设置试验段，用以判断抛填石料的粒径大小。石料应采用不易风化的岩石，大小需根据池塘底部淤泥的稠度而定，以稳定快速落入稳定土层为宜。对于流动性较高的池塘底淤泥，片石应尽量小，但宜≥30cm，且<30cm的粒料含量应≤20%。

（5）土工格栅采用单向一次性拉伸聚丙烯高强土工格栅TGDG150（不得焊接且不得热熔）。土工格栅铺设时的搭接长度不得少于3个孔格并应扎紧且不得<0.15m。其性能指标应满足表1要求。

5施工要点

（1）施工测量。测量要排出的淤泥深度、面积，计算排淤量，换算出抛石数量、密实程度。抛石层基脚宽度要大于路堤设计坡脚宽度。片石抛出水面后，应用较小的石块填塞垫平，碾压密实，表面平整，顶部设置不透水层或隔离层，然后分层填筑路堤。

（2）临时措施。部分水塘面积较大，且与水系连通，抽干积水几乎无法实现，因而需施作隔水围堰。在坡脚外侧用推土机直接填筑顶宽3～5m的土体围堰，围堰顶兼做施工便道保障施工要求及材料运输畅通。围堰施作完成，并通过隔水检验后，排出围堰内侧大量的水，并清理内部杂物，使塘底存在少量积水，确保淤泥处于液化状态。

（2）抛石顺序。抛石时，应自路堤中部开始，逐次向两旁展开，使淤泥向两旁挤出。在片石露出水面后，应用较小的石块填塞垫平，用重型机械碾压密实，然后在其上铺设反滤层再进行上部填石施工。塘底淤泥横坡陡于1：10时，应自高侧向底侧抛投，并在底侧适当高度范围内多抛一些，使底侧边堆筑有2m宽的平台顶面，以增加其稳定性。

（3）對于厚5m以上的塘底淤泥，则必须配合爆破或强夯等措施，才能使填筑体下沉到较硬的持力层。施工时测量若发现此类淤泥存在，则应测明范围及厚度，及时与设计单位沟通变更措施及费用。

（4）缓冲层施工时，应注意按设计分层从下至上依次施工。级配碎石层厚度为30cm，可一次性铺设。碎石层级配需事先在实验室内进行配比，有条件的可设置试验段进行试验以判断级配效果。在两侧铺设土工格栅，中间用中粗砂分隔。每次铺设土工格栅时，应注意路基端部的反包应满足相关规范的要求，铺设时应保证格栅整体平整。砂垫层厚度为50cm，施工时随土工格栅施工一层铺设一层。

6施工监测检测及分析

施工完成后，在路基中央及两端分别设置沉降观测板及位移边桩，用以监测路基中央的沉降量及路基边的位移。监测过程中辅以堆载预压，预压时间约为12个月。

根据监测结果分析可知，路基填筑结束预压12个月后，平均月沉降量为4.7m，总沉降约为56.4m，保持了与土路基段沉降速率的同步，未在交界段出现不均匀沉降现象。同时卸载预压荷载后，对路基进行了钻孔取样和各类原位测试、土工试验。试验结果证明路基平均固结度已达到76%以上。综上所述，填石路基的沉降及稳定性均较高，能满足公路设计行车的需要。

7结语

本文通过对龙州至科甲口岸二级公路工程填石路基段施工的介绍，得到如下结论：

（1）天然水塘由于长时间盈水，且水流交换较慢，有利于塘底淤泥的形成。同时由于鱼虾等生物的运动，使得塘底淤泥多呈现孔隙比大、含水量高、压缩性大、承载能力低等特点，不可作为路基的天然持力层。

（2）在土方资源较为稀缺的山区地区，可采用容易获得的石方作为路基材料。石方硬度大，承载能力强，配比好细颗粒的填筑材料，可以形成较好的级别及压实度，满足路基的使用要求。

（3）水面下抛填石方，既可以作为地层路基分散上覆荷载，也可以有效挤出塘底淤泥，使石方均匀形成承载体，便于应力的传输。同时也控制了路基的整体稳定性，以满足公路设计需要。

（4）在水面上部填筑石方路基，需注意分层压实，且在石方中配置细颗粒满足级配要求。石方路基两侧应注意做好防水护脚，防止水流进路基带走细颗粒物质，引起路基垮塌等不良现象。

（5）根据施工后的监测及检测结果可知，在水塘段采用填石路基的施工方案具有较好的效果，其承载能力强，路基稳定性高，兼具较好的经济性与便利性，值得在类似工程中推广。