公路路基施工技术及路基压实施工研究

欧 强

（贵州路桥集团有限公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

路基建设是公路工程建设的一个重要环节，对公路的强度和稳定性起到至关重要的作用。管理者和技术人员在施工中，要综合考量各项指标和各个环节可能出现的问题，并提出解决方案，按标准流程和科学的管理措施进行施工[1]。开工前，相关人员要全面熟悉施工方案；开工后，要严把质量关，不断优化施工技术和强调施工质量的重要性。此外，还要认真践行规范化施工，促使整个公路工程建设工作得以良性循环。

1 公路道路路基施工技术与类型

路基土方工程的施工主要包括开挖、运输、摊铺、压实和修复。有时为了提高挖掘效率，需要松土。路基施工的基本方法可分为以下几种：

1.1 手工和简单的机械化施工

手工和简单的机械化施工劳动强度大，而且主要依靠人的力量用手工工具和简易机械设备来工作，工作效率低，进度缓慢，工程质量难以保证。

1.2 液压机械化施工

采用水泵、水枪等液压机械，喷射强水分散土壤，将其泵送到指定地点进行沉积。水力机械化施工适用于有足够的电力和水供应的工程，可用于挖软土层和填筑路堤，或进行软土地基加固钻孔等，但高等级公路不适合使用。

1.3 爆破施工

这是挖掘岩石切割的基本方法，也可以用来放松冻土(硬土壤)、清除淤泥、提取石头。定向爆破可直接移动路基开挖进行填方，挤压膨胀爆破可用于软土地基处理。

1.4 综合机械化施工

综合机械化施工是指使用推土机、铲运机、平地机、挖掘机、压路机和松土机等机械，在主机械与辅机械的相互配合下，完成主工序的综合机械化作业[2]。综合机械化施工可以大大降低劳动强度，提高劳动生产率和工程质量，降低工程造价，保证施工安全，是加快高速公路建设的重要手段及实现公路建设现代化的根本途径。

由于填挖、地形、运输距离等要求的不同，各种工序所采用的施工方法和施工组织也完全不同。可分为以下几种基本类型：

（1）挖上半截土填下半路堤（半填半挖路基）。

（2）挖出的泥土运输到倾倒点，或从平台挖出的泥土倾倒到挖出的底部。

（3）从坑中挖出的土运至填方填筑路堤。

（4）挖掘侧沟和侧坑（单侧或双侧）填筑路堤。

在施工过程中，根据自身特点，可以沿路基的宽度、高度（或深度）按照填方、开挖的顺序施工，可以采用不同的施工方案，尽可能满足以下要求：

（1）有足够的工作面，以方便布置施工所需的所有人力和机械。

（2）创造良好的施工条件，使手工和生产机具的生产效率得到充分的提升。

（3）每个施工阶段都有排水口，有利于提高施工质量，保证施工安全。

2 路基施工难点

在公路工程建设项目中，路基建设综合性较强，流程繁杂，对施工人员和技术人员的综合能力有很高的要求。总体来说，其施工的重点难点包括以下诸方面：

（1）出现地基表面下沉现象。在实际施工中，由于基岩起伏、局部土质不均等，会导致路基部分置于坚硬的基岩上，另一部分在硬土层上。如果地下部分有暗沟、洞穴或土壤含水量过大，受压后都会致使地基出现下沉现象，导致路面两端竖向位移，直至纵向裂开[3]。一方面破坏平整度，另一方面使道路的安全和质量产生重大隐患，也给养护工作带来了困难。

（2）道路沙化。在风沙较大的荒漠和戈壁地区，公路常被砂石掩埋，这与人为因素息息相关。因为施工人员的环保意识不强，就地取材，造成当地地表层被破坏，使有机质土大量流失，导致公路沙化严重。

（3）错台或开裂现象。由于清表或清淤不彻底、压实不均等，都会导致路基纵向开裂或错台现象，这说明施工质量标准太低，一些数据的测量不准确。此外，路基下沉也是造成开裂的原因之一。

（4）公路边坡坍塌和路基滑动。假如相关施工材料有显著改变，就会使路基下沉不均，甚至会出现开裂现象。

3 对施工质量的监控手段

3.1 表层施工工艺

表层施工技术在路基施工工程中占主导地位，包括垫层、排水等方法。通过所开挖沟槽或盲沟及透水性好的砂砾等材料排除地表水的方法就是“排水法”。开挖的沟槽宽度是50 cm上下，深度在大于50 cm，小于100 cm的范围内。用砂砾回填，可有效地降低地下水位，消除降水对路基的危害。将基础底面下一定范围内的软土层挖去，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并夯实至要求的密实度，这种方法就是“垫层法”。在施工中，所铺垫的砂垫层为50～100 cm的厚度，并应采用高级配材料。要严格筛选砂石，控制砂石颗粒度。遇到粉质土的路基时，要注意选择压实工艺，否则影响排水效果。

3.2 保护路基的措施

公路工程的基础部分少不了路基施工，而其原理就是打破原始地层的生态平衡，经过开挖或填筑而形成一个土工构筑物。裸露在外的路基被长年累月的侵蚀，必须对其加强保护。首先，要做好路基坡面加固。为防止路基坡面剥落、溜塌、滑坡，就要采取相应的措施。常用方法有种草、铺草皮、种植灌木等。其次，要尽可能减少路基被冲刷的次数，延长其使用年限。为防止构造物受水流冲刷，人们通常会采取抛石护岸的施工方案，也用过铅丝笼这种生态型产品。但这些传统方法效果并不明显，随着各项技术的不断发展和日渐成熟，出现了一批更先进的防护材料。如：土工合成材料工格栅、双层聚合化纤合成材料护坡模袋、护面板等防护设备，使水体冲刷、路基沉降这些问题得以解决。

3.3 软基处理法

由于路基施工项目遍布各地，施工中常会碰到不同种类的地质情况。有些地区的地下水位高，路基长期处于潮湿状态，土的稳定性较差，从而导致路基软化，就会形成软土路基。针对这样的问题，通常可以采取三种方法进行处理：其一，利用锤击将钢管打入土中，使其侧向挤密成孔，再将管子拔出，对桩孔回填夯实。这种方法就是利用“灰土挤密桩”来完成的。根据土层自身含水率的大小，可以选择不同的材料进行填充压实，效果显著。其二，为减轻路堤自重，减少沉降及增大安全系数，可采用轻质材料如粉煤灰等修筑路堤，此种路堤就叫做“轻质路堤”，可以减小地基的压缩变形量，改善地基条件。其三，利用土工合成材料如土工布等先行铺设，将不同的土质结构分开，之后再回填夯实。良好的隔离、防护、防渗效果是土工布的最大特点，可以加固地基，为后续置换材料进行填筑起到了重要作用[4]。

4 对于压实的质控

4.1 压实方法

在现场施工中，根据碾压范围的大小，要采取不同的碾压方式。若在较大半径值或直线距离的路段，要按先边缘再中间的碾压顺序；若在较小半径值的路段，就要按照先内后外的顺序进行。压路机相邻两次压实，后轮应重叠1/3轮宽，如果是三轮压路机，后轮则应重叠1/2轮宽[5]。来回碾压多遍后，便可改换震动型压路机作业，提高压实度。其碾压时的振动频率要保持一致，也要控制好行进速度，过快会影响压实最终效果，过慢亦不可取。不同类型的压路机也有不同的速度要求，光轮型一般控制在2.5 km/h范围，而震动型则需控制在3～6 km/h之间。

通常，影响压实最终效果的因素包括土质、含水率以及压实功能等方面。施工时，要提前测试土层含水率。如果含水率能控制在标准值的±5%左右，将是最适合碾压的湿度。测试后如果土层的含水率很高，就很难达到碾压的标准，这时候要进行土层的翻晒，等其达到含水率的最佳值时再施工。红外法、烤炉法以及酒精燃烧法都是监测土壤含水率的方法，应用很广。若没有翻晒的条件，也可用石灰除湿法。同时，施工方在碾压施工时也要提高效率，尽可能地避免路基被高温暴晒或雨水浇淋，时刻防范土层的含水率忽高忽低，影响施工作业。

4.2 正确选用压实设备

现场施工时，回填土的厚度不可大于30 cm，在铺垫时要分层。根据相关数据显示，轻型的压实机作业后测出的含水率比重型机作业后测出的数值大，而前者在同类土质上施工后测出的干密度又比后者测出的数值小，所以作业时一般选择重型机。经过实践，重型机对压实度的提高有显著作用，而且它对单位面积土体所施加的力较大，降低了土质的含水率，提高了土层密度。现场作业时，可选用羊角碾进行碾压夯实。羊角碾碾压黏性土不仅可以增加其密度，而且对不易破碎的土块也有压碎压实的效果。但对于非黏性土料，其过大的正压力和侧压力反而会使土料松动，难以压实。导致后续回填时有虚层产生，不利于工作人员进行压实度的测量。这时，要配合使用另一种设备，即光轮压路机进行碾压，它良好的稳定性解决了上述问题。在现场施工过程中，可以交替使用这两种设备，以达到最佳碾压效果。

4.3 路面平整度的质量控制

路面平整度质量会影响压实效果。在凹凸坑洼的路面，压路机较大的冲击力会对路面路基产生副作用，导致各个部位的压实功能分配不均；而在平整度较高的路面上，设备运行流畅，土层受力点均匀，压实度得到了大幅度提高[6]。所以，前期的施工工艺、摊铺环节等必须严格把控。

4.4 软土地基表层施工技术措施

4.4.1 地基的表层排水

软土地基的缺点是含有的水分大，导致土质疏松、塑造能力不强、抗压能力差。在进行路桥工程建设时可以根据软土地基这个特点进行改进。采取科学的手段对软土层的表面以及内部进行排水，使软土地基的水分被大量排出，变得干燥、坚硬。比如，合理挖掘沟槽，在对地基建设的周边水分含量分布进行考察分析后，确定沟槽长度和深度。经过研究发现，软土地基的含水量与沟槽深度成正比例关系。也就是说一个地区如果土壤过软，可以多设沟槽，加大沟槽深度，同时使用透水性优良的材料，从而提高排水效果。这样，可以使土壤的硬度变大，适于建造路基，保证路基质量以及后续工程的进行。

4.4.2 地基土质成分的替换

软土地基进行排水后可以使土壤变得干燥、少水，如果在进行这一步骤后还是不能达到路基的建设要求，可以用一些吸水性较差，硬度较大的材料替换软土层中的吸水性能好的黏土等，提高路基的稳定性。例如添加适量的韧性材料如砂砾石等，砂砾石不易吸水，而且坚硬，可以有效地提高土壤的固结性。除此之外，还可以利用其他符合地基标准的区域土壤与软土区域进行替换，从而改良地基的土质。进行这一步的操作后，软土地基的组成成分发生了改变，吸水性变差，稳定性提高。

4.4.3 增加地基高度

（1）降低地下水位法。一些地区地下水资源充足，并且上部分存在着砂砾石构成的一层硬质砂层，可以通过抽取地下水的方法来降低地下水的水位。这种方法不仅可以促进沉降，同时还能保持土壤的黏性。但是如果抽取不当，可能会对这片区域以及周围水位造成影响。所以，如果大量抽取地下水以降低地下水位必须对地下水进行控制。

（2）填土加载法。在地基打好后，由于重力因素，路面肯定会出现下沉的现象，这种非人为因素是不可能消除的，但是应把下沉量控制在一定的范围内，可以通过在地基的基础上继续填埋适量的土来解决。采用这种方法必须对该地土壤的沉降系数进行测量，结合工期并定期监测沉降的范围，合理计算，以达到预期目的。

5 总结

综上所述，公路路基建设是公路建设工作中的重中之重，也是保证公路通行后使用安全性的关键。在路基压实作业中，质控环节决定了最终的施工效果和质量。所以，科学、规范地进行施工作业，掌握扎实的施工技术，把控好每一个环节，尤其是压实的质量控制，才是公路建设中应该始终遵循的原则。