公路工程中高填方路基施工技术及应用研究

张国磊

（北京市政路桥股份有限公司，北京 100071）

0 引言

高填方路基施工技术是公路施工中的关键技术之一。为确保高填方路基工程的高质、高效开展，施工单位不仅要强化质量管理，更要细致地进行施工交底，以保证公路工程的质量和使用安全性，确保路基能够有效承受道路上的动力冲击，且能有效应对不断变化的外部因素。基于此，文章主要对公路工程中高填方路基施工技术及应用进行研究。

1 公路工程高填方路基施工技术的重要性

路基作为公路工程的基础，其施工质量对整体工程质量有重要影响。路基不仅需要承受来自路面的各类负荷，还需保持路面的平整度，以确保公路运行的稳定性与安全性。因此，必须高度重视对路基施工质量的控制，全面分析可能影响路基施工质量的因素，并采取有效的控制措施，以确保路基施工质量达到最佳状态。

在公路工程中，多种因素的共同作用可能导致高填方基床质量劣化，进而引发公路各种病害问题，从而影响公路工程效益[1]。因此，为达到高填方路基施工质量标准，应不断优化施工技术，完善施工设计方案，合理组织填筑与压实等工作，以保证公路工程施工质量。

2 公路工程高填方路基施工技术要点

2.1 填料选择

2.1.1 含水量

选择高填方路基填料时要对填料的含水量进行合理控制，如果水分含量超过合理限度，可采用通风法降低水分含量，如果水分含量过低，则应该通过洒水的方法来提升。

此外，应该全面评估施工区域的水文地质情况，如果地质条件较差，应选用抗压能力较强的材料，必要情况下可增加砂土或碎石，以提高道路的整体稳定性。

2.1.2 填料组成

选择填料时，应避免使用含有大量杂质、有害物质及易溶盐的土壤，如果不得不采用此类材料，应对其进行适当的处理，确保材料质量符合相关规范。

2.1.3 填料粒径

填料的最大粒径必须保持在规定范围内，如果超出了该界限，需要进行粉碎处理。此外，由于高填方路基对压实质量的要求较高，故不宜采用粉质土作为路基填料。

2.2 施工准备

进行填筑施工前，应做好以下施工准备工作：

第一，清理表层。原路基表层可能存在一些有机物质，如草皮、树木和农作物的根系等，必须将之清理干净[2]。

第二，基层开挖。清除工作结束后，要开挖路基地表，必要情况下要在其上铺设一层土工格栅，这对提升路基承载力有重要作用。开挖台阶的宽度一般为2m，高度为0.3m，纵向和横向的连接长度为2～4m。

第三，对原地面进行治理，对边桩进行修复，并根据沿桩身画出的线段进行现场平整和压实。

2.3 高填方路基排水、填筑与压实

2.3.1 路基排水

由于公路施工时间较长，其间可能遇到降雨天气，而雨水对高填方路基结构的整体性有较大影响，为保证路基稳定性，避免工程经济损失，应及早做好路基排水施工，常用的排水设备有边沟、截水堰、排水沟等。在高填方路基排水施工中，一般需要在两侧设置排水沟，并根据施工要求合理优化排水系统，确保其不受外界因素影响。

（1）边沟

合理设计边沟，可将道路上的雨水及时排出，减少地面积水对道路的影响。边沟通常设置在路堑两侧2m 左右，具体尺寸取决于当地的降雨量和地层的含水量，目前常见的边沟截面有梯形和矩形两种。在施工过程中，边沟是直接暴露在自然环境中的，很容易受到外部环境的冲击，造成边沟内淤积，使其排水作用大打折扣。当外界的降水量超过了边沟的容量时，雨水会溢出，导致道路表面积水。另外，在天然水流的冲刷下，边坡建材会产生开裂，造成淤堵。为此，在公路运营期内，必须对其进行周期性检查，并及时清理淤泥。

（2）截水井

路面上的雨水会对道路的稳定性造成很大的影响，而修建截水井既能有效减轻边坡冲刷，又能对坡脚处的排水系统起到良好的保护作用。截水井通常设置在远离斜坡的平台或坡顶适当的位置，以便于将地面上的水引到排水沟中，有效减轻边沟的负荷。同时，需要在截水井底部设置不低于2%的土坡，以保证暴雨天气下截水井的安全性（见图1）。

一方面，进行截水井设计时，要充分考虑到工程实践中的实际情况，并结合工程经验及地质情况，对截水井断面的大小及位置进行精确控制。在暴雨天气下，截水井断面太小，不仅会引起排水溢流，还会对地基产生严重的影响，严重时还会造成截水井结构的损坏。如果截水井过大，将会严重影响它的效率，从而导致工程总体成本大幅提升。

另一方面，由于山地地形的复杂性，对截水井的选址提出了更高的要求，如果选址不合理，会导致截水井淤塞和基础不稳定。因此，在设计中应综合考虑山区道路所在地区的雨水条件，确定其断面尺寸，并根据周边地形条件，合理选取截水井的设置点[3]。

（3）排水沟

排水沟是公路工程高填方路基施工中经常采用的工程结构，用于将水引向河道或集水井中。在排水沟施工中，根据当地的地理环境，灵活选择排水沟位置，一般设置在路堤坡脚范围外。鉴于排水沟中的水流量较大且流速较快，建议在纵向上适当调整坡度，但坡度不能太大也不能太小，太小可能会造成淤堵，过大则容易冲坏排水沟，因此需要控制在一定的范围内。

同时，在排水沟出口处与设备连接点易产生沟裂、泥砂淤积和沟岸坍塌等病害。这是因为排水沟中的水流量很大，如果截面尺寸太小或者消能措施不足，可能造成排水沟损毁，将严重影响排水沟进出口和整体结构的完整性。

2.3.2 路基填筑与压实

第一，在路基填料填筑过程中，砂砾垫层不仅可以有效阻止地基变形，还能提升地表强度，从而有效提升工程的稳定性。因此，必须对砂砾垫层进行合理的设计，以确保路基的安全性和可靠性。进行砂砾垫层施工时，应该根据场地的平坦程度选择最佳的填充方式，以确保填充物的厚度符合要求，以增强地基的承载力，改善地面的透气性。为降低工程风险，一般采用适宜的填筑工艺。

第二，进行路基填筑时，要选用优质设备，通常采用履带式推土机，可以有效提升施工质量。在施工过程中，应严格按照相关规定控制填料填筑厚度，否则可能影响最终的压实度。

第三，填料填筑完成后，必须对路基进行压实处理，从而有效提升路基的强度和稳定性。为确保压实质量，必须采用重型压路机反复碾压。在公路线形为直线的情况下，应从中部向两侧进行压实；在公路线形为曲线的情况下，应首先进行内侧压实；横压时，根据路基宽度决定填筑作业方法；在纵向压实过程中，重叠度应达到45cm，以确保压实质量。由于压实效果不仅取决于碾压次数和振动功率，还取决于路基填料的性质，如砂石材料的凝聚性较低，碾压次数太多会发生液化等问题。因此，压实处理前需要进行一系列试验，合理确定碾压参数。

3 公路工程中高填方路基施工存在的问题

3.1 设计缺陷

设计不当会导致高填方路基下沉，其中包括断面尺寸设计不合理、边坡值选取不准确等问题[4]。因此，为了确保高填方路基的稳定性，应该根据实际情况和收集的施工数据，制订科学、合理的施工方案，并且要充分考虑施工环境、施工步骤及各工序之间的相互影响。

此外，若仅参考普通路基设计方案，且未充分考虑施工技术、填料等因素，可能导致公路工程项目在施工过程中或完工后出现严重的沉降，严重影响公路工程的安全性。

3.2 地基处理不科学

由于地质条件复杂、地理环境恶劣，以及地基条件的多样性和复杂性，使得高填方路基施工过程中存在诸多不确定性，这些不确定性可能引发突发事件。因此，在路基处理过程中，施工人员要注意施工操作的规范性与科学性，以提高公路基础的承载力，降低对生态环境的损害。而当前在高填方路基施工中存在地基处理方法不当、施工操作不规范等问题，会造成土体剪切破坏，固结沉降等问题。

3.3 填筑质量控制不合理

在公路建设项目中，高填方路基施工包含一系列关键技术与步骤，其中的重要环节之一是填筑施工。此环节必须严格执行作业标准，并通过合理的评估方式确定路基分层填筑的厚度，有效控制填筑质量。

然而，在实际施工中，部分施工人员未能合理控制铺筑厚度，会影响后续压实效果，难以达到规定作业标准。这种情况下，路基可能出现严重的沉降和变形。此外，在高填方路基施工中必须严格控制填土质量，如果在施工过程中使用了低品质的腐殖土、泥土等材料，可能会导致路基变形，甚至可能出现严重的沉降。

4 公路工程中高填方路基施工质量控制措施

4.1 加强路基承载力检测

由于公路高填方路基土体结构存在差异，会影响路基的稳定性。因此，在开始路基填筑之前，必须强化路基的承载能力，根据实际情况采取更换土体、分层回填等方式。

换填施工结束后，为保证路基的承载力达到规定标准，必须采取有效的检测方法对路基的承载力进行全面的检测，提高检测精确度。

4.2 优化填方路基施工

在进行路堤填筑时，应按分层进行压实，并进行路基施工设计。要依据系统研究方法，最大限度地发挥大型机器的生产效果。并运用监测手段，根据路基填筑材料的密实度和地基基础的不同，实施综合施工控制，达到地基密实度与设计参数一致的要求。

在进行基层处理时，应将砂性土压实，压实度在85%以上。如施工线路穿过稻田或池塘，要提前把水排干，同时清除腐殖土和淤泥，才能进行基础压实。如果土壤潮湿、软土层分布较多、地下水水位过高，导致路基压实状况难以达到要求，则应与监理单位协商解决。

4.3 完善安全保障体系

为确保公路高填方路基施工顺利完成，不仅要加强施工技术管理，还要建立完善的安全保障体系。

第一，建立专门的安全管理机构，并制订严格的安全管理标准，确保全体人员均能全面履行自身岗位责任。

第二，结合具体情况拟定一套完备的安全监控计划，确定各方面的责任，做好综合技术指导，同时指派专人对施工场地的各种安全设施进行全面的检查与管理，防范一切可能的风险。

第三，工程监理应承担起监督、引导的职能，强化项目管理人员规范意识，确保其能够严格遵循项目规程，提高相关管理的实际效益。

5 结语

总之，随着我国公路的快速发展，高填方路基的施工质量备受关注。为此，施工单位应严格规范填料选择、路基排水、铺筑与压实等施工流程，并加强对路基承载力的检测、优化施工设计、完善安全保障体系等，施工人员则必须掌握相应的施工技术要点，以最大限度地保证公路高填方路基施工质量。