公路工程中填石路基施工技术的应用

陈彬

（中铁八局集团第七工程有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

增强施工管理的效果，进而全方位地提升施工质量，推动公路建设的大力发展。

在进行公路工程施工时，需要确保路基强度、承载力等多方面的性能达标，这就需要使用相应的施工技术，提升路基性能。填石路基施工技术是公路路基施工中的常用技术，而施工单位若想提高这一技术应用的有效性，就需要对填石路基施工技术的具体流程予以全面掌握，并结合路基施工的具体情况对技术流程及工序予以合理调整，使其更适应公路工程的施工要求，以此提高公路工程的施工质量。

1 填石路基施工技术特点

1.1 质量可靠性特点

我国已经进入新经济发展时期，公路工程作为提升地域经济、繁荣市场建设的有效途径，其重要性不言而喻。传统施工技术要求针对施工图纸进行分析，对施工现场进行勘查，根据工程实际情况，合理选择施工技术。经分析后发现，传统施工技术具有较大的局限性，主要受施工环境制约，很难实现灵活操作及全面适应，因此公路工程质量方面的优化效果不明显。填石路基施工技术是对传统技术的升级创新，有助于提升施工质量，并保障施工进度和效果[1]，最大优势体现在设计空间拓宽方面，为公路施工提供较为宽松的施工作业环境。该施工技术以填石作业操作为主，施工步骤及流程应用广泛，可自由操作、灵活调整、高效可靠。

1.2 安全稳定性特点

安全施工是整体项目运行的重要保障。公路工程施工相对复杂，涉及的因素较多，包括大量施工材料、设备调度及施工技术选择等。传统公路施工技术在安全管理层面多为形式化，需通过人工介入与制度完善进行加强，缺乏对各工序及步骤的合理规范，安全效能提升较慢，极易诱发施工风险。填石路基施工技术强化了工序管理[2]，对相应工序的安全性较为重视，将节点管理与控制进行了安全效能发挥，严格把控各工序及工种协同作业，并按照规范、标准、科学的施工理念及安全管理模式实施，通过引入填石路基施工技术，对提升工程项目施工安全及稳定至关重要。

2 填石路基填料性质

2.1 填料岩性要求

路基需要长期承受来自道路面层的荷载，为了保证路基的长期耐久、可靠，在遴选填料时，应重点关注填料的强度、硬度、水稳性及抗风化剥蚀等性能；对于石灰岩、花岗岩等岩层富集的山区，可优先考虑修筑填石路基。相反，对于泥质岩、粉砂岩等工程指标较差的岩层富集时，本着因地制宜、经济环保的原则，不建议采取远调的方式，可不采取填石路基施工方案。

2.2 填料其他要求

（1）通过工程试验研究发现，路基压实度指标与路基填筑料的粒径大小指标之间呈明显的负相关关系。在施工实践中，为了追求高压实度，必须对填料进行机械破碎，保证填料粒径处于较小范围内，但机械破碎将增加路基施工总成本，因此，有必要在粒径范围与压实度指标之间找出一个相对平衡的方案；通过总结大量工程案例后，建议路基填筑料的粒径应控制在松铺层厚度的2/3 左右，且最大不能超过250mm。

（2）在控制施工原材料各项强制指标的过程中，除了明确具体的控制标准外，还应加强对现场检测的把控，以路基填料粒径控制为例，为了提高粒径筛选效率，可根据粒径设计要求，制作相应尺寸的筛网，采用筛网直接筛分达标的填筑料，不仅能够提高现场施工效率，还能为现场质量控制提供便利。

3 工程概况

湖北省保康至宜昌高速公路襄阳段第BYXYTJ10 合同段，标段起讫里程为YK66+800～K74+650.72，路线全长7.85km，本合同段设大桥5 座，长1905.6m，桥梁孔桩242 根，T 梁547 片；路基长4207.1m，路基土石挖方约198 万m3，填方约96 万m3；涵洞31座共723m；本合同段隧道总长1738m，尚家湾特长隧道0.5 座，本标段长1362.5m，峡口隧道1 座，长375.5m；设峡口互通一处，互通内含主线桥1 座，长47m；设甘河村主线上跨分离式立交1处，长57.1m。公路设计速度80km/h，路基宽度24.5m（整体式路基），12.25m（分离式路基）。

4 填石路基施工要点

（1）含水量：填石路基施工中阶段要加强对填料含水量的控制，正式施工前通过开展填料击实试验，确保石料含水量、干密度均符合工程设计最佳的要求。加大对自然风干填料的控制力度，有针对性地进行洒水处理[3]，从多个方面提升项目建设质量。

（2）级配：针对填石路基项目的施工，级配方面要开展专业试验，依照土石比的差异去开展配比试验，加强对填料不均匀系数的监控，维持含水量的一致性。

（3）摊铺厚度：施工过程中为了能精确控制摊铺厚度，一定要配合使用适宜的机械设备，使用振动压路机期间，要严格依照碾压要求进行操作。鉴于高填路段填筑高度相对较高的情况，需采用有限差分软件测算出层厚计算工作，使高度坡、坡比及铺筑整合形式设计的合理性均得到更大保障，借此方式优化铺筑施工质量。针对沉降率的控制，可以通过绘制少量施工控制图纸，基于观测与计算过程获得和沉降率相关的参数信息，进而未施工阶段有效控制沉降率有更科学、可靠的依据。

（4）孔隙率：通过规范化的检测过程去控制孔隙率，并参照孔隙率去调整施工工序，确保填石路基施工情况能符合设计要求。表1 为本工程填石路基施工孔隙率的检测情况。

表1 本工程填石路基施工孔隙率的检测情况

5 公路填石路基施工流程与工艺技术

5.1 科学选择填筑材料

合适的填料能够减少公路路基施工中一些不必要的麻烦，实现对路基施工质量的有效保障。在对填料进行选择时，相关施工单位要结合路基施工的实际需求，明确填料的类型、级别等，选择出适合路基施工的填料。若是从单轴饱和抗压强度这一方面来看，可以将岩石填料分为硬质与软质这两种类型，其中硬质岩石主要应用在填方路基、路床等填筑施工中，在应用软质岩石时，施工人员则需要注意防止其浸水。如果使用软质岩对路堤进行填筑施工，需要将边缘予以封闭，并且加上垫层，以此对其进行保护[4]。另外，从粒径这一方面来看，填料也可以分为超巨粒、巨粒、粗粒、中粒、细粒等多种类型。施工单位若是开展高填方填石路基施工，则可以将超巨粒填料应用到填筑路基的底层，以及下路堤之中。若是填方高度已经超出5m 范围，施工人员也可以使用超巨粒填料进行路基填筑。在找平或者是路床填筑施工之中，经常使用粗粒、中粒这种类型的填料，这两种填料可以单独应用，也可以混合起来进行使用。对于细粒填料而言，若是其自身的填料级配良好，施工人员可以将其应用在路床封闭施工之中，这样则能够提高路床封闭的严密性。本工程路基施工时选择的原材料主要来源于路基挖方、隧道弃渣等。

5.2 合理控制填料规格以及填筑层的厚度

施工单位在开展公路路基路堤的填筑施工工作时，应该选用大规格的填料，而随着路基的不断升高，其填料规格也要随之降低。路基填筑材料的来源及填筑高度，会对后续实际施工厚度产生较大的影响，所以，在对路基进行填筑施工时，要结合具体情况对填筑厚度予以科学判断。其中软质岩并不适合在路床填石施工中应用。在进行路基铺设施工时，施工人员要对上下路床予以分别铺筑，而且还应该保障上下两层路床的厚度分别不得超出30cm 以及50cm 的范围，对于石料粒径的规格也要进行严格控制，使得上下路床的石料粒径分别处在10cm、15cm 的范围之中。另外，上层路床的铺筑施工通常会使用细粒石屑，并采用封闭式填筑施工方式，在进行下层路床的铺筑施工时，要使用中粒石料，同时要应用嵌缝这一施工方式开展填筑施工[5]。施工人员还要重视过渡层的设置，这一隔层一般会被设置在路堤与路床之间，在设置施工时，施工人员应该使其处在路堤这一范围之中，要将其层厚维持在30cm 的范围内。此外，在使用填料进行施工时，需要对其粒径予以关注，要使得最大粒径不得超出15cm。施工人员在开展堆砌边坡施工作业时，需要确保码砌的一致性，并且要保证石料具备较高的抗压性，通常要达到30MPa 这一强度。在具体的施工中，若是填石路基的高度难以达到5m，则要将码砌厚度维持在1m 以上；若是填石路基的高度处在5～12m，就要促使码砌厚度处在1.5m 以上；若是填石路基高度超出12m，施工人员就要确保码砌厚度最少在2m。在进行台背回填施工时，需要将填石路基的石料粒径控制在20cm 的范围内。

5.3 基底处理

地基的稳固性会对整个公路工程的质量产生较大的影响，为了确保公路地基的稳定性能够达到相应的施工标准要求，则要在对地基进行处理之前，对其稳定性进行测验与计算，若是计算出来的结果没有达到相应的施工要求，施工单位就需要结合实际情况，采用合适的加固方式，提升地基的稳固性：若是公路地基承载力处在150MPa 以上，则要使填石路基的路堤高度低于10m；若是公路工程地基的承载力超出200MPa，施工人员则要将填石路基的路堤高度维持在10～20m 之间；如果填石路基的路堤高度处在20m 以上，相关施工人员就需要对路基的稳定性进行再次验算。

另外，部分公路工程的地基沟底会产生地表汇水这一现象，面对这种情况，施工人员需要选用质地比较坚硬的硬质岩石，作为公路工程地基的填筑材料，并且要对水位进行精确计算，以此明确地基的填筑厚度。此外，施工人员在对地面横坡地基予以处理时，需要先对坡度比例进行科学测算，若是坡度陡为1:5，就要在原地面位置处，搭接一处具有内倾性的台阶，同时要保证台阶宽度在1m 以上，这样也能够在较大程度上提升地基的稳固性。

本项目大部分工况下建议设计三层左右的过滤层，各层厚度控制在40cm 左右。

5.4 边坡码砌

应参照公路的稳定性与强度设计要求，对边坡进行码砌施工，可以选用台阶码砌或者边坡码砌形式。若实地检测到填石路基的填方厚度小于5m，则要求边坡码砌厚度大于1m；若填方厚度在6～12m 范围内取值时，码砌厚度要抵达1.5m；如果填方厚度不少于12m 时，应在其内适宜位置设置出伸缩缝，选购强度达标的石料进行施工作业。

5.5 摊铺路基

路基摊铺是公路项目建设阶段的重要工序之一，加强该工序施工质量的控制，方能使填石路基施工质量有更大的保障。首先，结合具体方案进行放样，一般会在间隔22m 处进行挂线放样，合理设定卸料位置，而后便可以开展摊铺操作。可以选用分层填筑方法进行，正式填筑前，可以先将填料朝向前方推移约3m，确保填筑效果符合路基施工质量要求，配合使用推土机进行推平操作，每次操作结束后均要确保作业面平整，确保材料堆放铺设与摊铺施作能同步进行，有益于提升填石路基施工效率。摊铺施工阶段还需适时填补路基石料缝隙，可以选用石屑或石碴作为填补材料，有助于提升路基面的平稳性。

5.6 路基压实施工

摊铺施工结束后，便进入到公路路基的压实工序。压实阶段一定要重点分析公路路基的厚度、机械设备的运行速度等问题。对于填石路基，建议选用大型推土机摊铺平整，局部不平整位置，可以用人工配合，辅助使用细石屑找平。工作质量12t 之上的重型振动压路机、25t 之上的轮胎压路机是首选夯实器具，若无以上机具，也可以使用重型静压载光轮压路机进行压实，并适度减少各层填筑厚度与石料粒径，结合试验确定压实厚度，通常较硬的路基压实厚度以50cm 为宜，软路基压实应抵达30cm。压实阶段的操作是先对路基两侧（靠近路肩部位）先进行压实，中间碾压处理在后，对于轮碾而言，压实路线要在纵向相互平行，数次碾压。夯锤应该成弧形，在检测到夯实密度符合设计要求以后，继而向后移动一夯锤位置。两个相毗邻的行应重叠40～50cm，建议前后相邻区段重叠50～100cm，其他注意事项依照设计要求与相关规定执行。

参照碾压程度检测结果，从摊铺上层到下层沉降率有逐渐降低趋势。表层填料会获得较大的压实能量，压路机振动压实能量在朝下面层传送阶段会逐渐减少甚至是消散，对碾压效果形成不良影响。既往研究发现，当路基松铺厚度大于80cm 时，下沉的沉降程度仅是上层的43.75%，和上层相比较压实成效显著变差。故而，为有效控制填石路基的压实质量，一定要确保其松铺厚度数值适宜。为合理确定松铺厚度，一定要精确区分机械激振力所抵达的深度与抵达压实质量的设计深度，后者对压实效果形成的影响偏大，这就提示其代表着各层松铺厚度的理想值。另外，随着路基填筑深度的拓展，松铺厚度应做出一定放宽。

5.7 边坡防护

公路路基边坡防护前，一定要掌握填石材料厚度与质量、公路路基周围环境现状等相关信息，加强边坡的坡度控制。针对边坡施工材料的选用，一样要加强材料外部形态的把控，原则上材料表层不可有过多的孔洞，只有这样路基边坡结构的紧凑性才会有更大保障，投用阶段减少或规避松动等问题。也要加强材料承载力的控制，一方面要确保材料自体平整度达标，另一方面也要使其内部稳定性抵达更高层次，对公路边坡施工质量提升发挥更大的辅助作用。

6 施工注意事项

6.1 科学安排施工顺序

通过科学安排施工作业顺序，能够显著降低外界降雨对公路填石路基施工所带来的不利影响。在公路工程填石路基施工过程当中，要求在路基两侧合理设置边沟和排水沟，并严格控制路基的中横向坡度，确保外界降水能够顺利排入到排水沟内部，不断增强填石路基的整体施工效果。

6.2 制定出完善的质量管控机制

结合该公路项目的整体施工规模，需要对原有的质量管控机制进行大力优化与完善，管理人员需要深入到施工现场，加大施工现场管控力度，确保公路项目填石路基施工作业可以顺利进行。同时，因为该公路项目的作业规模比较大，通过采取有效的质量管控机制，能够显著提高填石路基施工作业效率，显著减少施工质量不达标现象的发生。针对公路工程填石路基施工人员来说，要认真遵守各项管控机制要求，科学选择填石路基施工技术，随着公路项目建设规模的逐渐扩大，针对公路工程填石路基施工作业提出更高的要求，所以，施工单位需要定期加强技术培训，为施工作业人员提供一个稳定的学习平台，不断提升施工人员的专业素养，从而确保各项质量管控机制得到更好落实。

6.3 加大施工现场监管力度

计算机技术与各类信息技术的良好运用，可以帮助管理人员进一步了解公路项目填石路基施工具体情况，并制定出完善的防控措施，不断减少质量缺陷问题的发生，进一步提升公路项目填石路基施工质量。同时，因为公路项目填石路基施工作业环节比较多，各个环节施工结束后，要及时进行全面的质量检验，各环节检验质量符合标准要求方可开展后各项工作，如果某个环节施工质量不符合标准要求，施工人员要进行返修处理，真正达到提升公路填石路基施工质量的目标。

7 结语

综上所述，路基施工是公路项目建设阶段的重要内容之一，填石路基对施工技术提出较高要求，若施工过程中滋生出质量问题，则会直接影响整个公路使用过程的安全性、稳定性，增加安全事故发生的风险。故而，为优化填石路基建设质量，实践中一定要结合实际状况设计施工方案，加强各工序施工情况的把关控制，施工方联合监理方做好质量检测工作，使公路工程的安全性、耐用性得到最大保障，延长其使用寿命。