公路路基土石方施工技术及压实度质量控制探讨

摘要：土方路基是公路设计中最为普遍的一种形式，其工程质量直接影响到路面工程质量及公路的使用寿命，路基施工的质量是整个公路质量的前提和基础，而路基质量控制的根本措施在于对路基施工过程中某些关键部位或工序的处理。

关键词：路基；土石方；施工技术；质量控制

Abstract: Earth embankment is one of the most common forms of highway design, the engineering quality directly affects the quality and service life of highway engineering, subgrade construction quality is the precondition and foundation of the quality of highway, and the basic measure of quality control of subgrade is the treatment of some key part or process during the process of Subgrade construction.

Key words: subgrade; earthwork; construction technology; quality control

中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、路基土石方施工技术

（一）路基挖方施工

1.施工工艺流程

公路路基的挖方一般按照以下工序进行，清表排水设施修建机械开挖运土石方边坡或基底检平填前碾压排水及防护设施。

2.土方开挖

开挖前先做好路堑顶的截水沟。土方采用挖掘机开挖，配合自卸车运输，并用推土机辅助施工。具体施工要求如下：

（1）土方开挖按图纸要求自上而下的进行，不得乱挖或超挖。无论工程量多大，土层多深，均严禁用爆破法施工或掏洞取土。

（2）开挖过程中如发现土层性质有变化时，修改施工方案及挖方边坡，并及时报监理工程师批准。

（3）如果在指定的弃土场不能满足弃方要求时，尽早重新选择弃土场位置并修改施工方案报监理工程师批准。

（4）在开挖过程中须注意对图纸中未示出的地下管道、缆线、文物古迹和其他结构物的保护。开挖中一旦发现上述结构物立即报告监理工程师，且停止作业并保护现场听候处理。

（5）路床整平压实后，如达不到设计规定的CBR值，则根据土质试验结果分别采用水泥或石灰进行改善，以达到设计要求。填方高度大于10米需重型击实碾压后再填筑碾压土方地段的路床顶面标高，考虑因压实而产生的下沉量，其值由试验确定。路床顶面以下800mm的压实度，或路床顶面以下换土超过800mm时，其压实度均不得小于96%。按《公路土工试验规程》（JTJ051-93）重型击实法进行检验，如不符合要求，须进一步压实或采取其他措施进行处理，使之达到规定的压实度。

3.石方开挖

（1）根据地形、地质、开挖断面及施工机械配备等情况，采用能保证边坡稳定的方法施工。

（2）石方爆破作业以小型爆破为主，严禁过量爆破，并在事前14天制定出计划和措施报监理工程师批准。

（3）就爆破器材的存放地点、数量、警卫、收发、安全措施及必要的工艺图纸编制报告，并在爆破器材进入工地前28天报监理工程师审批，同时将运入路线和时间报有关管理部门批准，严格按有关规定储存和使用。

（4）确定爆破的危险区，并采取有效措施防止人、畜、建筑物和其它公共设施受到危害和损坏。在危险区的边界设置明显的标志，建立警戒线和显示爆破时间的警戒信号，在危险区的人口或附近道路设置标志，并派专人看守，严禁人员在爆破时进入危险区。?

（二）路基填方施工

1.施工准备

(1)原地面处理：本路段除正常的原地面挖砍树根处理外，需作填前挖松夯实，首先开挖翻松整平，再用压路机压实，压实段需符合设计和规范规定；坡度大于1:1.5时需挖台阶，台阶宽度2m，台阶底设置2％～4%向内倾斜的坡度；砂类土上不挖台阶，将原地面以下200～300mm的表土翻松。标准不符合设计和规范要求地段，需作特殊软基处理地段按设计和监理工程师要求处理完善。

(2)施工放样：填方工程施工前，根据清理场地后的现场实测横断面，按路基设计横断面放出坡脚桩，同时报送监理工程师批准。施工放样采用全站仪，用已经放好的中桩和标高点为基准，按直线段每20米测设一个断面，曲线段每10米测设一个断面，断面标高和地形变化较大处，适当加测断面，每个断面根据原地面的标高和放坡要求，放出坡脚桩和台阶开挖线。

2.填筑材料

凡具有规定强度且能被压实到规定密实度和能形成稳定填方的石质材料均为适用填料。对于生活垃圾、建筑材料不能用作填筑的材料。填石的最大粒径不得大于50cm×2/3，路槽底部以下150cm范围内不得用粒径大于10cm的材料填筑。

3.路基填筑施工方法

（1）路基填筑施工顺序：施工准备 测量放样 基底处理 调运填料 摊铺平整 碾压夯实 检测签认 路槽整形 边坡平整。

（2）施工中的注意事项：①填方路堤施工前，按招标文件技术规范有关规定对原地面进行清理及压实。所有填方作业均严格按照图纸或工程师的要求施工。②路堤基底在填筑前进行压实，我部将压后新测绘的填方工程断面图提交工程师核准。否则不得填筑。③填方作业不得对邻近的结构物和其它设施产生损坏及干扰。 ④整个施工期间，保证排水畅通。

（3）填石路堤施工方法：①修筑填石路堤，将石块逐层水平填筑，分层厚度不宜大于500mm。石料尽可能选用次坚石，石块最大粒径不得超过压实厚度的2/3。大面向下摆放平稳，紧密靠拢，所有缝隙填以小石块或石屑。②填石路堤使用重型振动压路机分层压实。压实时继续用小石块或石屑填缝，直到压实层顶面稳定不再下沉（无轮迹）、石块紧密、表面平整为止。③施工中压实度由压实遍数控制。压实遍数由现场试验确定，并报经监理工程师检验批准。④根据相关文件要求，在振动碾压一定高度后，再采用冲击碾压，以保证施工质量。

（4）路基排水：①在地表过分潮湿或水田地段，在路堤两侧护坡道外开挖纵向排水沟，在路基范围内开挖纵横向排水沟，排除积水，切断或降低地下水，并按排水设计或监理工程师的指示进行施工。②在护坡道的外侧设置排水沟，防止水的流入。③在路基范围内开挖的横向排水沟，当为切断或降低地下水位作用时，回填渗水性良好的砂砾料。④在路基范围内有大片低洼积水地段时，要先将水排出，将低洼地的淤泥、杂草进行清除，并且将此地面进行翻松（若地面密实度能达到强度的要求可不防松），经处理后再进行压实，直到路基的平整。

二、路基压实度质量控制

（一）路基填料控制

1.路基填料选择

采用能被压实到规定密实度能形成稳定的填方路基的材料，不准使用沼泽土、淤泥、冻土、有机土及泥炭，及液限>50和塑性指数大于26的土。同时土中不应含有草皮、树根等易腐朽物质，受条件限制采用黄土、膨胀土作填料时，必须经过处理满足规范要求时方可使用。

2.填土材料的填前试验

用于填筑的路基土施工前一定要完成下列试验：

（1）液限、塑限、塑性指数、天然稠度和液性指数；

（2）颗粒大小分析试验：

（3）含水量试验；

（4）密度试验：

（5）相对密度试验；

（6）土的击实试验；

（7）土的强度试验（CBR值），根据这些数据从理论上能够判定出土的种类，剔出不合格的土质。通过土的重型击实试验，绘出填方用土的干密度与含水量关系曲线。以便确定各类型土的最大密度和达到最大干密度的最佳含水量。

（二）试验段控制

试验的目的是确定正确的压实方法，确保土方工程达到规定的密度。内容有：压实设备选择、压实工序、压实遍数、压路机的行走速度，以及确定填料的有效厚度。在施工现场选择不低于200m的路线做为试验段。压实试验中，应详细记录各种已定的填筑材料的压实工序、压实设备类型，各种填筑材料的含水量界线、松方厚度和压实遍数、测量高程变化等参数，压实试验必须按规定达到密实度的要求为止。

（三）含水量的控制

施工中首先做好路基排水工程以及施工场地的临时排水设施，路堑施工土方含水量控制重点是人工降低地下水位，可开挖纵、横向渗水沟。含水区路堑碾压不宜使用振动压路机振压，建议采用D75链轨与3Y15/18间隔稳压；必要时采用无机结合料稳定以防止地下水位上升；土场内外挖纵、横渗水沟或采用无砂管降水，使土方含水量降低。按粘土∶砂土=1∶3～1∶1∶5d的比例掺拌填筑路堤，可提高混合土方的最佳含水量。在路基上用铧犁及旋耕犁拌和晾晒土方，在短期内可显著降低土方含水量。压实与填筑分段分层循环进行，穿插组合，可保证有足够的时间调整土方含水量并可尽快提供道路基层作业段。测定土方水分散失系数，可指导洒水、确定碾压作业段长度，减少二次洒水所造成的损失。

（四）土质的控制

在最佳含水量下压实可以花费最少的压实功，得到最好的压实效果。但不同的土质会出现不同的效果，可以归类到粉质低液限砂士，最佳含水量12 ％～16％。细砂、粉质低液限砂土、粉质中液限粘土，高液限粘土、最佳含水量9％～l2% 。对于一般路基，通常采用压路机进行碾压即可达到预期效果。但对于纯砂或几乎无粘性的砂性土来说，由于砂是一种散状材料，通常由固态（砂）、气态（空气）、液态（水）三相组成，其突出特点是凝聚性极差，过分碾压容易产生砂土液化，影响碾压效果。在实际施工中，我们采用了下列方法和措施：首先用水冲密实法，使砂基本处于饱水状态，然后在其附近开挖试坑，坑内可放有过滤性作用的网状过滤层（如箩筐等），再用小型抽水机将其中多余水往上抽，直至水抽不上为止。过一、二天稳定后，为达到更理想效果，亦可采用轻型振动式压路机进行碾压，碾压含水量可控制在10%左右，压实遍数视具体情况而定。采用此种方法，对于纯砂或粘聚性差的砂性土路基是非常适用的。

（五）路基碾压

其方法是：第一遍用震动压路机静压进行稳压，然后再震动压实，具体要求是：

1.直线段和大半径曲线段，应先压边缘，后压中间；小半径曲线段因有较大的超高，碾压顺序应先低（内侧）后高（外侧）。

2.压路机碾压轮重叠轮宽的1/3～1/2。

3.碾压遍数，震动压路机震约6～8遍，一般就可以达到密实度要求。

4.压路机的行驶速度过慢影响生产率，过快则对土的接触时间过短，压实效果差。一般光轮静压压路机的最佳速度为2～5公里/小时，震动压路机为3～6公里/小时。所以各种压路机械的最大速度不应超过4公里/小时。

5.影响压实效果的主要因素一般来说是含水量，土类，以及压实功能。根据现场施工经验，在压实前最好实测一下路基土的实际含水量，经验证明土壤的实际含水量在最佳含水量的正负2％～5％进行碾压效果最好。如果路基土含水量过大，碾压遍数再多也达不到标准。因此在实测含水量的基础上，如果含水量过大，应考虑将土摊开晾晒待接近最佳含水量时再进行碾压，否则将出现因含水量过大碾压达不到标准或出现软弹现象。现场实测含水量的简单办法是用酒精燃烧法简单易做很适合施工现场操作。如果因工期关系没有时间晾晒，可以考虑掺拌石灰的方法减少土的含水量。不过这种方法要增加成本，应该取得监理工程师的同意以求获得适当的补偿。

（六）压实工具及压实层厚度控制

不同的压实工具，其压力传播的有效深度也不同。夯击式机具传播最深，振动式次之，碾压式最浅。一种机具的作用深度，在压实过程中不是固定不变的，土体松软压力传播较深，随着碾压遍数增加，上部土层逐渐密实，土的强度相应提高，其作用深度也就逐渐减小。当压实机具的重量不大时，荷载作用时间越长，土的压实度越高，则密实度的增长速度随时间而减小；当压实机具很重时，土的密实度随施荷时间增加而迅速增加，超过某一限度后，土的变形急剧增加，甚至达到破坏；当压实机具过重，以至超过土的强度极限时，会立即引起土体结构破坏。

压实过程中，压路机速度的快慢对压实效果也有影响，当对压实度要求较高，以及铺土层较厚时，行驶速度要慢一些。碾压开始宜用慢速，随着土层的逐渐密实，速度逐步提高。开始时土体较松，强度低，适宜先轻压，随着土体密度的增加，再逐步提高碾压强度。当推运摊铺土料时候，应力求机械车辆均匀分布行驶在整个路堤宽度内，以便填土得到均匀预压。正式碾压时，若为振动压路机，第一遍应静压，然后振动碾压，且由弱振至强振。这样的话，既能使整个填十层达到良好、均匀的压实效果，还保证了路基的平整度。

土压实层的密度随深度递减，表面5cm的密度最高。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关，应通过试验来确定。一般认为，对于细粒土，用12～25t光轮压路机时压实厚度不超过20cm，用22～25t振动压路机时（包括激振力），压实厚度不超过50cm。

（七）平整度控制

规范中路基土分层填筑时未对平整度作规定，长期的施工经验告诉我们，压路机在平整的路面上行驶时，对每一处的压实功能都是相等的，碾压完成后各点的压实度比较均匀，统计曲线离散程度小。平整度差的路基在碾压时，压路机对路基土产生向下的冲击力，由于力的分布不匀，碾压完毕后各点得到的压实功各不相同，压实度也不均匀，可能出现某一段落、某一区域的压实度达不到要求，还必须增加检测频率，划分出不合格区域，重新碾压。

三、结束语

路基是公路的重要组成部分，土石方施工是路基工程中很重要的工序，只有根据现场实际情况，确定合理的施工工艺和施工方法，才能确保整个工程的质量。

参考文献：

[1]杨永青. 浅析路基工程土石方开挖[J]. 山西建筑, 2007.

[2]朱鸽娜,付春霞. 浅谈高速公路路基土石方工程施工[J]. 科技致富向导, 2012.