浅谈山区高速公路路基填筑质量控制

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浅谈山区高速公路路基填筑质量控制

张英光、李志忠

山东省路桥集团有限公司 250021

摘 要 山区高速公路地形多变化，填筑质量控制有一定的难度，往往成为高速公路质量管理的重点，本文就乐宜高速公路李场至宗场路段这一丘陵、河谷段的路基填筑质量控制阐述了有关做法。

关键词 山区 高速公路 路基填筑 质量控制

1 路基填筑工程概况

乐宜高速公路李场至宗场段地处四川盆地西南边缘，属丘陵、河谷区，地形切割较为强烈，沟谷多呈V字形，地形陡峭，植被茂密，地质构造相对稳定，地势低凹地带常有局部的淤泥质土，厚度均较小。整体式路基宽24.5m，计算行车速度为80km/h，路基总长15km，共363处填方段落，填方总数量148万m3，其中填方高度大于20m的有34处，最高填方路中心高度59m；三背回填321处。

2 路基填筑施工质量控制要点

2.1 边界处理

对填方体而言，边界处理分为填前地基处理、填方过程中的周边处理和填前排水处理。填前地基处理首先是清除地表植被、树根、垃圾和不良土质，对超过常规清表厚度的软弱区（如淤泥等），则须进行换填处理。地面横坡或沿路线纵向坡度陡于1：5时，不仅要将软土全部挖除，还要按规范形成台阶后再进行填筑；当地面横坡陡于1：2.5时，还须由设计单位对路堤作整体性滑动的稳定性验算，换填后上面再铺设土工格栅。

填方体周围边界处理对山区高速公路遇到沟谷类地形时特别重要，主要是在坡地上严格按照规范开挖土质台阶，使填方体和周边地形紧密衔接，避免新老土体接合后出现薄弱滑动面。土质台阶宽度要求不小于1m，并向内倾斜2％的坡度。并在半填半挖路段和高填方路段铺设土工格栅。

填前排水处理也可视为边界处理的一项重要内容。由于填方区多位于地势低凹处，水系发育且水量富集，如不采取措施或未彻底根治，地基长期浸水将导致承载力降低从而引起路基沉降，在坡地填筑更严重的还将造成填方体滑移，成为今后路基安全的一大隐患。对地表水采取截的办法，沿路线纵向在填筑区外开沟截水，将地表水引入附近涵洞或其他临时横向排水通道；对地下水采取纵向渗沟、横向盲沟或铺垫反滤层（片石、碎石、砂等）排水等措施，关键是要保证这些排水隐蔽工程的施工质量，确保其在道路使用年限内起到排水通道的作用，因此对此类项目要格外重视。

2.2 填筑体的填筑质量

2.2.1 选择合适填料，制定相应的控制标准

填料性质是影响压实作业的内在因素，填筑施工应首选利于压实的良好填料，但是受现场实际条件的限制，如挖方材料、经济运距、借方条件等等，不可能都使用理想的填筑材料，施工时根据实际情况，量材作业，区别对待，采取合适的控制手段达到压实目的。严格进行填料试验检测，在施工前取得有关数据，使用符合规范要求的填料；做好填方试验段，掌握填料在现有设备和施工条件下的压实规律。本路段主要填料为坡残积碎石土、长石石英砂岩，部分地段形成了土石混填路堤，个别地段为填石路堤。针对几种典型的填料制定了不同的控制标准。 填土、土石混填和填石的区分十分重要，因为涉及到控制标准的问题。一般地，含石量小于30%～40％可视为填土，经过土工及力学试验符合规范要求的各类型土可作为路基填料，并采用最佳含水量和压实度（重型击实试验）控制。对于土石混合料或含石土，当石方含量大于30%～40％时视为土石混填，以最佳干密度或沉降差控制。但对于软质石料或强风化石料（强度小于15Mpa）应注意，由于在碾压过程中易于粉碎，压实后实际的石方含量远小于压实前的比例，因此仍须按照土质路堤的技术要求施工。

填石路基的填料控制：一是强度，强度达不到要求（饱水极限抗压强度20Mpa）的石料不得使用，若CBR值符合要求可以考虑按土石混填对待；二是粒径，严格控制最大粒径不超过层厚的1/3，路床顶面以下50cm以内最大粒径不得超过10cm，超过的要解小，确保压实成效。石料解小作业必须在场外完成，否则不得进入填筑现场。

2.2.2 填方机具

推土机和平地机是填方作业必不可少的设备，特别是平地机，在控制填层厚度和形成平整度方面效果显著。压实机具对压实效果的影响十分重要。一般地说，不同的填料和场地要选择不同的压实机具，振动压路机兼有滚压和振压的双重功效，特别是用于沙砾土、砾石土、巨粒土、土石混填、填石等，其压实效果远远优于其他压实机具，所以在本路段的填方区基本上配备的都是振动压路机，较为普遍的是YZ18型。压实操作必需遵循"先轻后重，先慢后快，先边后中，相邻两次的轮道重合轮宽的1/3"的原则，先用低频，后用高频，因低频碾压时振幅大，有利于深层密实，高频碾压时振幅小，有利于浅层密实。

2.2.3 分层压实，控制层厚，冲碾补充

本路段严格要求在路基全宽范围内分层平铺填筑，不仅有利于填平和压实，也可以保证性质差异的土按规定层次填筑。不同性质土按水平分层分别填筑，以保证该层强度均匀，特别是透水的与不透水的土，不得非成层地混杂使用，以免在填方内形成水囊。为保证在各种压实功能机具条件下达到有效压实深度，严格控制土方分层松铺厚度不超过30cm，石方及土石混填分层松铺厚度不超过50cm。

为提高路基压实度，减少工后沉降和路基填挖交界处的不均匀沉降，本路段还采取了补充冲击碾压的措施，具体作法是：当填方地段满足长度大于80m且填筑标高在通道、涵洞顶面2m条件时，填方高度大于10m的在93区每6m冲碾一次，93区顶面和94区顶面各一次，96区顶面倒数第二层一次，每次冲碾遍数为20遍。填土路基冲碾后的压实度预期指标应达到：93区的压实度指标应达到94％或沉降量应平均达到3～5cm以上。对冲碾设备的要求：冲击式压路机最大瞬间冲击功不小于20kj，轮重为16t，行走速度不小于12km/h。从冲碾后的实际检测结果看，对压实层冲碾20遍后，其顶面稳定，土层紧密，沉降平均值在2.5～3.5之间，压实度增加2.5%～3.2％，基本上达到了预期的效果。

2.2.4 施工期间排水

南方山区即使不是在雨季，也常见间断性阵雨，填方施工如不做好临时排水工作，不仅影响填筑质量，也耽误雨后恢复施工，影响工程进度。在施工过程中控制好平整度防止积水并且设置4%的横坡，可以有效而快速地排除雨水。为防止雨水沿边坡漫流毁坏路基，在填方表面边沿做矮土埂拦水，土埂高约20～30cm，沿路线约每50m设一道泻水槽，槽底应铺隔水布或抹砂浆隔水。阵雨来临前应将正在施工的填层突击摊铺碾压，可减少该填层含水量，便于雨后翻晒处理。

2.3 沉降观测

由于填方区地形陡峭及普遍存在的浅层软基处理，安排对中心填高大于10m且进行过换填的地段每处进行1～2个断面的沉降观测。沉降观测点根据实际情况布置在换填较深、路基有可能出现滑动的断面上，横向布置在路中心、两侧路肩处，观测项目包括沉降和位移，每填层观测一次，如果两次填筑间隔时间较长，每3d至少观测一次。沉降观测采用S1及S3型水准仪，以二级中等精度要求的几何水准测量高程，观测精度不小于1mm，水平位移观测采用视准线法，观测精度要求：测距仪误差±5mm，方向观测水平角误差为±2.5°。

2.4三背回填

结构物和路基交界处由于是刚性构造和柔性填土衔接，二者强度、稳定性方面差异较大，加之填土压实不够，易产生不均匀沉降，造成今后路面起伏、开裂和桥头跳车。挡墙背、涵墙背、桥台背的回填被统称为三背回填，虽然规范明确提出了选用透水性材料、分层填筑、分层夯实的要求，但在实际施工中该部位仍是薄弱环节。管理过程中要抓几个重点，一是抓填料控制，严格选用内摩擦角较大的透水性材料，我们选用了级配较好的砂砾；二是抓小型压实机具到位，一般使用小型压路机或强夯机；三是抓规范化施工，填筑前应形成土拱，并在土拱上设置泄水管和盲沟，分层填筑要求事先在墙、台背上用红漆标识，每层厚度不得超过15cm；四是明确并提高控制指标，压实度指标为98％，比规范规定提高2个百分点，最大限度地减少工后路基的压缩沉降。

3 结语

（1）南方山区高速公路填方工程由于其受地形、地质和气候影响，多出现高填方、陡坡路堤、半挖半填、填挖交界、浅层软弱富水地基处理等状况，如果处理不好，留下质量隐患，将影响行车舒适及安全，并给运营以后的管养带来很大的困难，因此要格外重视。

（2）填方工程质量控制没有应用什么尖端技术，其成败的关键在于管理，应该制定行之有效的管理措施，确保规范和设计的要求不折不扣地付诸实施。

（3）试验、检测、观测是必要的，以数据说话，及时发现问题，及时总结经验，质量管理水平和档次才能不断提高。