山区公路工程填石路基施工技术

史永宏

（山西工程科技职业大学，山西 晋中 030619）

1 项目背景

该山区公路工程项目全线长38.22km，建设标准为二级公路，起止桩号为K11+338～K49+558，设计行车速度为60km/h（主线）与40km/h（支线），路基宽度为12m/8.5m，行车道设计宽度为2×3.5m，路面采用水泥混凝土路面，设计的汽车荷载为公路Ⅱ级，其中，最大纵坡为6%。本项目中K26+10～K29+351段需要穿过鱼塘，根据项目实地勘察，发现鱼塘属天然水塘，池底主要以淤泥层为主，鱼塘之间的连接道路主要是杂填土、耕植土等土质道路。根据公路设计红线要求，该鱼塘与道路均在征收范围内，结合路基稳定性和沉降规定要求，对鱼塘与联通道路路基进行特殊设计。

经地质勘察报告分析，该项目现场地层由上至下依次为填土、素填土、淤泥、粉质黏土和中粗砂。

（1）按堆填时间和填料成分主要划分成①-1、①-2亚层。

（2）素填土①-1，颜色以褐黄色、褐红色为主，呈稍密状，填料为粉质黏土和残积土，部分区域包含中风化岩石（呈破碎状），均匀性较差，堆积时间接近8年，基本达到自重固结状态，承受的荷载力为90kPa。素填土①-2，基本分布在鱼塘周边，颜色呈灰色、渗水色，是由鱼塘清底挖出的软土堆积而成，堆填时间为5年以内，并未达到自重固结状态，整体工程性能较差，可承受的荷载力为70kPa。

（3）淤泥，颜色为深灰色，呈饱和状态，主要由黏粒和粉粒组成，部分区域为贝壳和细砂混合，其中，局部段的含砂量相对偏高，形成了砂混淤泥。切面较平整，黏性和韧性良好，无摇震反应，干强度级别中等，整体属于欠固结土。该层的特点是高压缩性、易触变，整体工程性能较差，可承受的荷载力为40kPa。

（4）粉质黏土，颜色为灰色、灰黄色，较湿润，主要由粉粒和黏粒组成，含砂量为10%～15%，部分段的含砂量≥30%，切面稍微光滑，黏性和韧性比较好，且无摇震反应，干强度级别较高，整体工程性能属于中等级别，可承受的荷载力为200kPa。

（5）中粗砂，颜色为灰色、灰黄色，处于饱和状态，基本是稍密与中密，部分呈松散状态。该层呈透镜体状分布，大部分由粗粒砂组成，角砾较多，黏性土含量为15%～20%，砂颗粒呈次圆状与次棱角状，级配良好，整体工程性能一般，可承受的荷载力为200kPa。

2 路基施工设计方案

项目现场表层填土、淤泥层的可压缩性较大，如果采用普通路基施工技术方案，有可能发生路基失稳或局部沉降等现象，从而直接影响山区公路行车安全。另外，项目现场周边石材资源比较丰富，石方路基压实处理后，可显著提高路基结构的承载力和稳定性，有效解决路基失稳、沉降等问题。因此，经过综合分析、探讨和研究，确定该路段采用填石路基施工技术方案。

该方案要求提前填筑下部路基，且路基面高度＞设计水位0.5m。由于这一部分主要是鱼塘底部淤泥，因此，应把塘内积水抽干，再进行抛石挤淤。同时，由于鱼塘面积较大，整体压载抛填很难实施，因此，应采取散式抛填方案。抛石体沉入硬质土层和砂层，经过石料层挤压，形成一个结构稳定的承重骨架，具有良好的承载能力和抗变形能力。另外，两侧路基边坡的设计应达到1∶2，避免路基发生垮塌。

在下部积淤路基施工完毕后，应施作缓冲层。从上到下依次为级配碎石层（厚度30cm）→土工格栅（2层）→砂垫层（厚度50cm），作用是分散和缓冲上部形成的行车荷载，同时，通过土工格栅将路基断面拉紧，以免局部发生不均匀沉降。上部路基选用片石堆填，在堆填的两端和下部路基位置建立平台（宽度2m），路基边坡率控制在1∶1.75，然后在两侧建立浆砌石护脚，以免雨水渗入路基而引发不均匀沉降。为了防止水土流失，护脚上侧采取植草防护处理措施。

3 施工技术要点

该山区公路填石路基施工流程如图1所示。

图1 山区公路填石路基施工流程

3.1 施工准备

（1）由于项目施工现场位于山区，因此，施工前需要重点、全面勘察现场地质条件、边坡特点和地质灾害隐患等，同时，严格排查山区通信、基站和电力塔布设情况，如需拆迁，必须提前沟通。

（2）对项目现场进行清表处理，清理干净施工范围内的渣土、废土等。

（3）根据项目实际情况和施工要求，合理布设排水系统，如采取排水边沟、碎石垫层等措施。

（4）施工前，应合理选择试验路段，以确定最佳抛填石料粒径范围。其中，石料应选择不易风化的岩石，根据鱼塘底部淤泥的具体稠度来确定石料粒径，确保石料稳定、快速地落入土层内。对于流动性较高的鱼塘底部淤泥，应选用小粒径的片石。

（5）土工格栅选用高强聚丙烯土工格栅（规格为TGDG150，禁止焊接和热熔）。在土工格栅铺设阶段，搭接长度必须≥3个孔格（＞0.15），并保证绑扎紧密。该项目中土工格栅性能指标控制要求详见表1。

表1 土工格栅性能指标控制要求

3.2 施工测量

先精确地测量排出淤泥的深度和面积，再计算出实际排淤量，并换算得到抛石数量和密实程度。该项目中抛石层的基脚宽度应大于路堤设计要求的坡脚宽度。待片石抛出水面后，应选择粒径偏小的石块进行填塞垫平处理，然后碾压密实，提高表面平整度。在顶部位置建立透水层或隔离层，采用分层的方法填筑路堤。

3.3 临时措施

一些鱼塘面积较大，与水系直接连通，不能抽干鱼塘内的水，因此，必须结合实际情况施作隔水围堰。从坡脚的外侧用推土机填筑土体围堰（顶部宽度控制在3～5m以内），并将围堰顶作为施工便道，以实现施工材料的有效运输。围堰施工结束后，应按规定要求进行隔水检验，排出围堰内的水，清理干净杂物，确保淤泥达到液化状态。

3.4 抛石顺序

抛石阶段需要从路堤中部向两侧进行，将淤泥挤出。在片石露出水面后，选择小粒径石块进行填塞垫平，利用重型机械设备密实碾压，按要求铺设反滤层，实施上部填石。鱼塘底部淤泥横坡的坡率为1∶10，应从高侧向底侧抛石，在底侧合理高度范围内提升抛石数量，使底侧边形成宽度为2m的平台顶面，以强化其稳定性。对于厚度大于5m的鱼塘底部淤泥，应采取“爆破或强夯”等处理措施，以确保填筑体下沉到持力层。在施工阶段，若测量发现鱼塘底部淤泥厚度大于5m，应及时与设计单位沟通，结合实际情况，对处理措施进行有效调整。

3.5 铺设土工格栅

缓冲层施工阶段应严格按设计分层由下向上顺序施工。该项目中级配碎石层厚度控制在30cm，保证铺设一次完成。碎石层级配应提前通过试验确定最优配比，若条件允许，则应选取试验路段准确判断级配效果。从两侧位置铺设土工格栅，中间用中粗砂分隔。每一次土工格栅铺设施工都要保证路基两端反包符合规范的基本要求。另外，砂垫层厚度为50cm，主要与土工格栅配合施工。

4 施工监测

填石路基施工结束后，需在路基中央和两端位置合理布设沉降观测板和位移边桩，主要监测路基中央实际沉降量和路基边位移量。同时，监测阶段需辅以堆载预压，使预压时间控制在12个月。经分析研究监测结果可知，在该项目中，路基填筑施工完成且预压12个月，计算出的月平均沉降量为4.6mm，与土路基段的沉降速度基本一致，交界段位置没有出现不均匀沉降现象。而卸载预压荷载后，采用钻孔取样、土工试验等方法对路基进行测试，得出路基的平均固结度＞77%。经监测分析研究，该山区公路工程填石路基沉降与稳定性均符合规范要求，确保了公路行车安全。

5 结语

综上所述，文章围绕山区公路工程项目实际情况，重点对填石路基施工技术进行了研究。要根据项目现场地质条件及要求设计施工技术方案；在具体应用阶段要严格按照技术流程进行，采取一系列措施，严格控制施工质量，使公路工程达到设计规定要求，确保山区公路通车的安全。