王 崇

（安徽省公路工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230051）

公路項(xiàng)目的建設(shè)與開發(fā)與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、群眾生活具有較為直接的聯(lián)系，填土路基施工是公路工程項(xiàng)目中一個(gè)較為基礎(chǔ)的施工環(huán)節(jié)，路基的施工質(zhì)量不僅會(huì)影響到公路的使用年限，還會(huì)在一定程度上影響公路的后續(xù)投入使用的運(yùn)營(yíng)效果[1]。因此，針對(duì)公路的施工要滿足技術(shù)先進(jìn)化、施工行為標(biāo)準(zhǔn)化需求，只有落實(shí)此項(xiàng)工作，才能確保所建設(shè)的項(xiàng)目可以達(dá)到預(yù)期效果與質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

1 公路施工概況

所選的公路工程項(xiàng)目為國(guó)道219公路項(xiàng)目，此線路整體呈現(xiàn)由南向北的走向，起點(diǎn)樁號(hào)為K276+062，公路全長(zhǎng)約為84km，可按照二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)施工。

在施工中通過現(xiàn)場(chǎng)勘查可以得知，此公路穿過山區(qū)路段與丘陵路段，其中約40km的長(zhǎng)度路況較為復(fù)雜。因此，在施工中選用填石路基進(jìn)行山區(qū)段的設(shè)計(jì)施工。根據(jù)施工要求，設(shè)計(jì)施工中爆破作業(yè)的利用土方量約為330萬m3。

根據(jù)地質(zhì)調(diào)查報(bào)告，在公路項(xiàng)目穿越的山區(qū)路段，巖石巖性以花崗巖、石英砂巖為主[2]。為了確保填石路基作業(yè)面的平整度與壓實(shí)度，在路基頂部30cm位置，使用自然沙礫進(jìn)行工程段的填充。同時(shí)，通過工程段巖層產(chǎn)狀及節(jié)理裂縫狀況的綜合分析，確定了在強(qiáng)風(fēng)化條件下不穩(wěn)定地段，采取C30片石混凝土護(hù)面墻進(jìn)行防護(hù)。對(duì)于硬質(zhì)巖路塹邊坡的施工，考慮到其風(fēng)化程度較輕，但也有可能發(fā)生崩塌，因此采取斜坡懸掛SNS主動(dòng)網(wǎng)的方式進(jìn)行保護(hù)[3]。對(duì)于具有良好整體的開挖斷面，在開挖過程中，應(yīng)盡可能地保持斜坡的平坦和巖體的連續(xù)性，不需要采取任何保護(hù)措施。

在設(shè)計(jì)時(shí)，采用C30片石混凝土作為高填石段的重力式路堤或路肩施工材料。在填筑施工中，在路床的上部縱向鋪兩層、三向土工格柵，并采用錨固鋼筋對(duì)其進(jìn)行加固。此外，注意按地勢(shì)設(shè)置截、排水溝。設(shè)計(jì)方案如圖1。

圖1 公路填土路基施工設(shè)計(jì)方案

2 公路施工中填石路基施工技術(shù)

2.1 填石路堤路基橫面設(shè)計(jì)

在對(duì)公路施工項(xiàng)目中填石路基的橫面設(shè)計(jì)時(shí)，采用與一般路堤相同的斷面式結(jié)構(gòu)，將路堤的邊坡比例設(shè)置為1:1.5。若路堤的高度超過7m，則在7m位置上變坡，上半部分采用1:1.5邊坡比例，下半部分采用1:1.75的邊坡比例。針對(duì)路堤兩側(cè)，可采用片石進(jìn)行堆砌，堆砌厚度應(yīng)當(dāng)控制在1.5～2.0m以內(nèi)，堆砌片石的最小規(guī)格不得小于250mm。為了確保填石路堤坡腳與擋土墻之間具有充足的安全距離，防止受到?jīng)_擊和碾壓的威脅，需要將二者之間的距離設(shè)置在超過4.0m的范圍內(nèi)[4]。臺(tái)階部分同樣采用堆砌方式，在階梯上每隔兩個(gè)樓層鋪設(shè)3.0 m的鋼塑網(wǎng)。

2.2 填石方式選擇

填石路底所用的碎石填筑材料，通常是在山區(qū)公路路基開挖過程中，由爆破后的廢棄石塊，經(jīng)機(jī)械或手工二次拆解、摻加而成。在爆破過程中，技術(shù)的控制不僅關(guān)系到后續(xù)的鏟裝、運(yùn)輸工作的效率，還關(guān)系到碎石填料的粒徑、顆粒成分，進(jìn)而影響到碎石的密實(shí)性。深孔爆破規(guī)律表明，當(dāng)巖石的物理機(jī)械性能和節(jié)理裂縫發(fā)展程度固定時(shí)，巖石的塊度主要受孔網(wǎng)參數(shù)的限制，而炸藥的消耗則會(huì)影響到特定的塊度（即顆粒的組成），增加相應(yīng)的炸藥單位會(huì)增加產(chǎn)量[5]。單一提高炸藥單耗，對(duì)破巖效果不佳，而且不經(jīng)濟(jì)。實(shí)踐證明，在爆炸后，在炸藥附近的巖石中，巖石的粒徑要比遠(yuǎn)離炸藥的巖石小。對(duì)于未發(fā)育的新鮮裂隙，為了達(dá)到理想的破碎程度，必須采用更為合理的參數(shù)。

在公路建設(shè)中，路基的開挖和填筑是必要的。在工程施工中，必須根據(jù)地基的性質(zhì)，合理地選擇合適的填筑方式。目前，我國(guó)高速公路路基的填筑方式主要有分層填筑和交替填筑兩種。在施工、施工中，應(yīng)根據(jù)工程的地理、水文地質(zhì)情況，選用合適的填筑方式。在填筑地基時(shí)，不能先填土，然后再用石料。不合理的施工次序不但會(huì)影響到路基的排水效果，而且會(huì)引起地基的沉陷。為提高填石的強(qiáng)度，采用線性和非線性兩種公式，確定填石的具體強(qiáng)度：

上述計(jì)算公式中：τ代表填石強(qiáng)度；c代表要合理產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)力；σ代表圍壓；φ代表亞合理產(chǎn)生的摩阻角。根據(jù)上述公式，確定填石強(qiáng)度，以此可實(shí)現(xiàn)對(duì)填石路基施工質(zhì)量的初步驗(yàn)證。

2.3 公路填石路基基底處理

在進(jìn)行路基填筑工程前，必須對(duì)地基進(jìn)行地基基礎(chǔ)的處理，以保證地基的強(qiáng)度均勻，達(dá)到施工建設(shè)的要求。一般情況下，可采用將砂石與細(xì)砂土進(jìn)行混合的方式作為基底處理的材料。通過二者混合能夠保證不同土層之間的承載力達(dá)到平衡狀態(tài)，從而避免由于土壤本身性質(zhì)不同的差異，而導(dǎo)致承載力差異增加，從而初步實(shí)現(xiàn)對(duì)填石路基沉降的防治[6]。在路堤上還需要設(shè)置一層過濾膜，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)粒土地基的隔離。在施工條件復(fù)雜的情況下，可采用土工材料進(jìn)行處理。在實(shí)際施工時(shí)，無論采用哪種方式進(jìn)行基底處理，都需要確保路基基底強(qiáng)度的均勻性。

2.4 填石路基攤鋪與壓實(shí)

針對(duì)攤鋪方案的選擇，可根據(jù)實(shí)際情況采取漸進(jìn)式或后退式兩種，其中前者是利用汽車在松鋪的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷卸料，隨后完成攤鋪和整平處理；后者是在壓實(shí)路基的基礎(chǔ)上，進(jìn)行后退卸料，以此產(chǎn)生多個(gè)填料堆，隨后再進(jìn)行攤鋪和整平處理[7]。根據(jù)本文上述給空曠，采用第二種攤鋪方式，在實(shí)際應(yīng)用中更容易控制攤鋪的具體厚度，并能夠起到減少工序時(shí)間的目的。對(duì)于攤鋪中推土機(jī)功率的設(shè)置應(yīng)當(dāng)不小于75kW。在填筑完成后，填筑層的平整程度直接影響到后期的壓實(shí)效果。因此，在攤鋪后，必須在路基的一些塌陷區(qū)域內(nèi)填入細(xì)沙和碎石。建議采用人工方法，使整個(gè)道路更加平滑。在平整路基的時(shí)候，主要是將大石頭放在較低的地方，將小的石頭放在外面，并將其填滿，以達(dá)到最好的嵌固力，從而保證壓路機(jī)通過時(shí)不會(huì)有太大的壓實(shí)面[8]。在攤鋪后，對(duì)有明顯裂縫和凹坑的地方，要用細(xì)粉等材料填塞，讓石屑填滿大顆粒的石塊之間的空隙。為了保證路基的穩(wěn)定，在石料之間的空隙中不得填入細(xì)粒土。對(duì)填土表面有明顯超過最大標(biāo)準(zhǔn)限值的巖石，或有明顯的崩塌，應(yīng)采用人工方法進(jìn)行破碎清理。在路肩的邊沿，由于大塊的碎石堆積，很難平整，因此要特別注意。平整后，路面要平整，沒有明顯的凹坑和凹坑，然后再進(jìn)行下一步的碾壓。

在對(duì)填石路基進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，需要明確松鋪厚度與沉降率之間的關(guān)系，如圖2所示。

圖2 填石路基松鋪厚度與沉降率關(guān)系圖

在明確上述關(guān)系后，對(duì)壓實(shí)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行選型和組合。針對(duì)上述工程項(xiàng)目?jī)?yōu)先考慮拖式振動(dòng)設(shè)備實(shí)施對(duì)填石路基的碾壓。優(yōu)先選用噸位以及激振力更強(qiáng)的設(shè)備，在組合壓實(shí)過程中，應(yīng)當(dāng)將機(jī)械設(shè)備的數(shù)量控制到最少。基于上述考慮，采用18t規(guī)格拖式凸輪壓實(shí)設(shè)備與18t規(guī)格拖式光輪設(shè)備、18t規(guī)模自行式設(shè)備組合的方式進(jìn)行對(duì)填石路基的壓實(shí)處理。

3 實(shí)證分析

在正式施工前，施工單位應(yīng)根據(jù)此工程的施工設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和周邊施工環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察，并檢查圖紙數(shù)量、施工內(nèi)容以及現(xiàn)場(chǎng)施工設(shè)備調(diào)試是否符合要求。

安排施工中的測(cè)繪人員與測(cè)控技術(shù)人員，對(duì)工程作業(yè)面與施工區(qū)域內(nèi)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，對(duì)于通過復(fù)測(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行加固處理，對(duì)于未通過復(fù)測(cè)的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校正。

對(duì)混凝土與填石路床上部自然砂進(jìn)行篩分試驗(yàn)，以此設(shè)計(jì)最優(yōu)配合比，將設(shè)計(jì)結(jié)果交由監(jiān)理單位進(jìn)行簽字確認(rèn)、批準(zhǔn)。

考慮到施工段為全寬填方路基，路基的承載力與強(qiáng)度較高。因此，需要采用爆破的方式輔助施工。為了降低爆破對(duì)路塹邊坡的擾動(dòng)，施工方可聘請(qǐng)市場(chǎng)內(nèi)專門負(fù)責(zé)民爆的公司，制定小規(guī)模的松散爆破方案。在爆破過程中，按照預(yù)先計(jì)算好的碎石間距，進(jìn)行安全撤離。炮孔分層布置見圖3。

圖3 炮孔分層布置圖

粉體顆粒尺寸及成分的控制是物料制備中的一個(gè)重要步驟，工地監(jiān)理要求施工單位將不符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械碎石分開堆放，對(duì)其進(jìn)行二次人工粉碎，并與細(xì)料混合，以確保最終的路基填筑符合有關(guān)規(guī)范。路基填料規(guī)范見表1。

表1 路基填料規(guī)范

除上述內(nèi)容還應(yīng)設(shè)計(jì)作業(yè)面施工機(jī)具，見表2。

表2 作業(yè)面施工機(jī)具

對(duì)施工后作業(yè)面的孔隙率進(jìn)行量測(cè)，將其作為施工驗(yàn)收結(jié)果與壓實(shí)度檢驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表：

表3 孔隙率量測(cè)結(jié)果

4 結(jié)語

根據(jù)上述研究，得到以下幾個(gè)方面的結(jié)論：

（1）根據(jù)表2孔隙率量測(cè)結(jié)果可知，上路堤路面底面、下路堤路面底面，在完成施工后其孔隙率均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即施工作業(yè)面的壓實(shí)效果良好，可以達(dá)到工程項(xiàng)目質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

（2）由于此次研究條件、環(huán)境、時(shí)間等因素的限制，在許多方面還不夠深入。針對(duì)填石路基施工方法的后續(xù)研究，提出了如下建議：設(shè)計(jì)更多實(shí)驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行此方法的實(shí)驗(yàn)、聘請(qǐng)專家對(duì)此次設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行評(píng)估，以掌握現(xiàn)有施工方案的不足，為后續(xù)優(yōu)化給予技術(shù)指導(dǎo)。