高填方路基填筑施工质量的控制方法

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摘要：路基是道路工程的基础，对道路工程的安全稳定起着决定性作用，路基的施工质量是整体道路工程质量控制的重点，特别是高填方路基施工质量的控制，更是对路基工程的施工方法及施工技术提出了严格的要求。

关键词：路基施工；高填方路基；特点；技术；质量控制

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：

我国社会经济以及交通运输业的快速发展，对我国的路桥施工行业提出了更高的施工要求以及质量要求。尤其是高填方路基填筑，其施工质量的好坏对我国道路运输的通畅性与安全性造成直接影响。目前我国的山区地区的很多路桥建设多采用的是高填方路基。由于受到车辆荷载、路基自重等的影响，容易引起路基沉陷，对交通安全造成直接影响。由于对这种显现的病害控制具有一定的难度，再加上施工难度程度较大，需要工作人员采取先进的施工工艺以及施工质量控制措施，确保路基质量安全。

一、高填方路基填筑的施工特点

1、高填方路基一般作业面较大，需要填筑的土方量较多，对施工人员的技术要求较高，施工设备繁多，因此高填方的路基施工对机械化程度的要求较高，施工管理比较复杂。

2、路基普遍存在稳定性和沉降问题，尤其是高填方路基的施工要在各种地质、地形条件下进行，条件复杂多变，容易造成道路沉降、裂缝和塌陷等病害的发生。因此，高填路基无论是对填料的选择，路基排水，基底的处理，填料的压实等方面的控制一般都比较高。

3、为尽量降低路基沉降，增强路基稳定性，必须不断采用新的施工机械、新的检测手段以及新型材料，如采用大型冲击式压路机进行碾压，采用较大尺寸石料（0.5m～1m左右）来填筑路基等。

4、在道路工程施工中必须做好道路周边的绿化和环境保护工作，这一点对于路基工程的施工尤其重要，在施工场地周围的植被、水土地貌都应尽量避免因施工遭到破坏，所用填料必须经过检测方能进场，防止其中的有害物质污染环境。

5、高填路基施工变数大，在施工过程中的设计变更比较多，尤其是对于高速公路上的高填路基，由于高速公路多采用封闭形式，其上的桥涵和孔道比较多，这些结构物的增多势必会导致位于结构物两端的路基填筑和压实起来比较困难，因此必须在施工中采用各种技术措施来确保位于结构物两端路基的填筑和压实质量。

二、高填方路基施工工艺及控制要点

在公路工程中的高填方路基施工，主要是采用施工机械的组合，具体的施工机械有：挖掘机、自卸汽车、推土机、装载机、平地机和压路机等。通过这些机械的有效组合，分层填筑、分层压实来进行高填方路基的施工，并且在施工过程中要严把检测关。

1、施工方法

（1）在高填方路基正式施工前，应选出至少200米的填方段落进行试验段施工，通过试验段施工获得以下资料和数据：1）路基的预沉量值，2）压实机具的合理选择，3）按照设计图纸及相关规范规定的压实度，确定的压实遍数，4）确定路基宽度内每层的松铺厚度，5）根据土的类型、湿度、设备及场地条件，选择的压实方式。通过试验段得到的参数指导后续施工。

（2）在高填方路基施工前，要对需要填方的地段进行仔细的现场勘察，根据勘查情况掌握现场的地质和水文情况，如果遇到特殊土地基，应该根据设计图纸和路基施工规范的要求，进行地基处理。对于一般的原地面，应该将原地面的树根、杂草淤泥等进行清除，并对坟坑、井穴进行妥善处理，将原地面积水疏干，填方段内事先找平，当地面坡度陡于1︰5时，需进行挖台阶处理，台阶的宽度及高度要符合路基相关施工技术规范的要求。当遇到软弱地基施工时，除对软基进行必要的处理外，还要保证在原地面以上1~2m高度范围内不得填筑细粒土，应填筑硬质石料，并用小碎石、石屑等材料嵌缝、整平、压实。当地下水位较高时，高填方路段积水与地下水位持平，很难将积水排除干净，应采取抛石挤淤等特别处理措施。

（3）填方区材料的要求，填料应该符合设计要求和有关规范的规定。填料的强度值应该符合设计要求。填土不得使用生活垃圾土、腐殖土、沼泽土、淤泥、冻土或盐渍土。填土应该分层填筑，下层填筑合格后，才能进行上层填筑。对于含水量过大的土，应该进行翻松、晾晒，或者对于含水量过低的土均匀加水，使土的含水量接近最佳含水量范围之内。

（4）高填方路基施工时，汽车卸料要有专人指挥，根据试验段确定的虚铺厚度相隔一定距离进行卸料，一层卸料完成后即停止卸料，用推土机或装载机进行平整，当平整符合要求后，按照试验段确定的压路机吨位及碾压方式等进行碾压，碾压至表面无明显轮迹。

（5）压实度和弯沉检测

现在道路施工中，土方路基压实度的检测方法依然是以灌砂法为主，在填筑前，就要对准备作为填料的土样进行取样，在试验室做击实试验，确定土样的最大干密度和最佳含水量，为压实度检测提供依据。压实度检测合格进行下层填筑，若压实度检测不合格，对可能引起压实度不合格的原因进行分析，采取相应的措施。填料含水量不符合要求，采取措施进行调整，比如翻松、晾晒等。分析若是由于其他原因引起压实度不足，则针对具体因素采取应对措施。

如果回填深度达3m以上，除了进行压实度的检测外，需要在每次回填厚度达1.5m左右时进行弯沉检测，并分析弯沉数据的变化情况，从而判定回填质量，确定回填方案可行性。

2、质量控制措施

（1）填筑厚度及宽度

严格控制每层的填筑厚度及填筑宽度，按照一般施工经验，每层的松铺厚度不大于300mm，或者根据试验段确定的虚铺厚度进行施工。如果用冲击式压路机碾压配合填筑，每层回填厚度可增加至1m，在距路基顶1.5m时再采取每层的松铺厚度不大于300mm的标准填筑。

（2）基底处理

为了有效控制施工质量，首先要做好基地处理工作。将路基表面的杂草、积水、淤泥、腐殖土等及时清理干净。一般情况下，要清除至少15厘米的技术，并将地基平整、压实。如果遇到沼泽、暗沟等地质条件较差的地区，首先应将路基表面的淤泥、杂草等清理出来，然后采取加筋、抛石、土石混合填筑等方法，保持地基受力均匀。对于承载力较低的区域，可采用喷浆、粉喷桩等方式。

（3）填料选取

影响路基稳定的重要因素在于路基填料的选取。合适的路基材料，不仅能有效避免路基沉降情况的发生，还能增强路基的稳定性以及使用寿命。因此，在进行路基填料的选择时，必须先将填料通过实验，检查其是否符合相关的规范要求，如果不符合规范，应严格淘汰更换其他产品。在选择新的路基填料时，应先做好测试试验，根据铺筑的厚度、最佳水含量、碾压遍数以及压路机吨位等参数，确定方案是否合理，同时也为施工提供了重要的数据证明。在填筑路基时，为了保证万无一失，辅助填料也要通过检测部门检测合格之后方可使用。为了增强地基的横向稳定性，一般在每隔5米填筑高度就需铺筑一层土工格栅。

（4）路基填料的摊铺及整平

待第一层填料卸料完成后，可采用自重超过30t的大型履带式推土机对填料进行摊铺，并要反复碾压摊平的填料，完成填料的初步压实，方便随后的平地机对路基的整平工作。待初步整平完成后，再使用平地机对路基进行精平，并在精平时形成路拱以便路面排水。

（5）含水量的控制

含水量的高低直接影响压实效果。在路基填筑过程中，为了保持含水量处于最佳位置，要定期或不定期的进行含水量检测。由于现在的路基填土多数都是通过取土坑中获取的，其含水量较高，需要采取翻晒等措施降低含水量。

（6）压实度的控制

碾压时采用大吨位的振动式压路机碾压，先沿着修整过的路肩往返碾压两遍，再由路面边缘向中心碾压，碾压时碾速不宜过快，每分钟走行20~30m即可。待第一遍碾压完成后，可使用小线绳及路拱桥板进行路拱和平整度的检验。初压主要采用静压，待初压结束后进行振动压实，压实次数应严格按照试验测定的结果进行。在路基填筑过程中，每完成一层填筑，项目部要安排试验人员按照规范规定的频率进行压实度检测，试验人员自检合格后，报监理工程师进行转序检测，监理工程检测合格并同意进行下层填筑，施工单位方能进行下层路基填筑。

（7）在进行路基填筑时，现场应有专人对填筑过程进行全程监控，保证填筑宽度、厚度、压实度等指标符合设计要求。使整个填筑过程处于受控状态。保证填筑过程符合规范要求。填筑时，要将强度较小、透水性较差的材料填筑在下层，强度较大或者透水性较好的材料填筑在上层，严禁强度小、透水性差的材料覆盖强度高、透水性好的材料。

（8）沉降稳定性观测

沉降稳定性观测点应设在路基沉降区范围外，一般设于距离路基两旁的路堤坡脚超过3m的地方，每隔200m设立观测点，并用全站仪以及水准仪确定基点标高和基线方位，观测点采用钢筋混凝土桩制成，一般规格为15×15×150cm。观测点的位置由基点标高以及基线方位确定，并应做好详细记录。在路基的填筑过程中，每天对基点进行观测，并做好数据记录。若地基的沉降不稳定，基点的水平或竖向位移将超出限值，这时应立即停止填筑，并采取相关措施进行处理，待路基沉新稳定后方可继续填筑。

3、安全控制措施

（1）所有作业人员均要持证上岗，其中包括项目经理、测量员、安全员和特种机械操作工和特殊工种等，杜绝违章指挥、违章作业。

（2）现场机械作业时，要有专人进行指挥，尤其在机械交叉作业时，极易发生安全事故。

（3）在施工现场的危险部位，要设立警示标志或者标牌，如需要进行夜间施工时，要有足够的照明设施，并应该有红色警示灯。

（4）做好三级安全教育和宣传工作，使作业人员的安全意识得以提高。

（5）成立由项目经理牵头的安全领导小组，发现安全隐患及时进行处理，把安全隐患及时清除，避免发生安全事故。

三、高填方路基填筑施工主要的施工方法

1、强夯施工法

（1）强夯原理。强夯法主要是针对特殊地基采取的方法措施，改善土质、土性结构、减少渗水性以及压缩性，具有简单、高效、经济的特点。其具体过程是将起重机的夯锤提升到设定的高度位置，让其自由落下，对地基产生巨大的冲技能，增强地基强度，降低土的压缩性，黄土、粘土等特殊性地基的湿陷性减少和消除，提高地基的稳固性。通过重锤的冲击，导致土颗粒破碎，破坏微结构，迅速排出孔隙中存放的气体，减小孔隙体积，压缩孔隙密度，从而形成十分密实稳固的土体结构。

（2）施工方法。根据施工对象的不同，可将强夯施工分为重夯施工以及原地面强夯处理。在重夯施工过程中，每填筑玩3米高路基以后，应用重锤进行满面夯实一次。其中重锤施工的单点夯击能为每米600kN，最后夯击沉量应控制在2cm以内。对于原地面地基处理过程中，如果是二级自重湿陷性黄土段以及填方高于8m的地段应采取强夯的方式进行处理应根据夯击遍数以及次数的不同选择不同的夯击力度。

2、土工织物在高填方路基中的应用

土工织物由于具有较强的抗拉力学特性，稳定的质量和施工方便等特点，近几年来已经被广泛的应用在公路工程建设领域。在路基填筑施工中，采用土工合成材料加筋，主要是提高路堤的稳定性。当加筋路堤的原地基的承载力不足时，应该先进行技术处理，以确保路堤的整体稳定。加筋路堤填方的压实度必须达到现行路基设计规范规定的压实度标准。土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料均可用于路堤加筋，其中用作路堤单纯加筋目的时，最好选择强度高、变形小、糙度大的土工格栅。土工合成材料应该具有足够的抗拉强度、并且具有较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。

3、压浆技术在高填方路基中的应用

随着高填方路基沉降问题的日益显现，压浆技术在高填方路基中也得以广泛应用，目前应用较多的有粉喷桩法、固化剂法和灌浆法等。在，压浆过程中，最重要的一个环节就是压浆材料的选择，一般选用较多的是水泥浆液加添加剂。随着科技的发展，又研究出了高水速凝新型材料。这种材料的压浆效果较水泥浆液更优。

4、冲击压实技术在高填方路基中的应用

（1）工程概况

枣庄市分别在2007年修建的解放北路、2008年修建人民西路、2009年修建新城太行山中路和2012年修建榴园大道等道路工程。

解放北路从1K+507～3K+0.33设计路床在原东砂河河道边，路床地势低洼，淤泥较厚，地下水位较高，此段路床必须进行换填基础，回填厚度最深处达5m。

人民西路路基经过大型采石坑300m 上，深达11m，且水位较高，水深5m。

新城太行山中路和榴园大道都是修建在丘陵山区，地势起伏较大，榴园大道路基回填最深处有12m 、长270m。

（2）施工方案确定

因填方厚度大、影响深度深，传统的压实方法必须对原地表进行处理后再对填料分层碾压，每层填料厚度为0.3～0.5m，施工周期长，成本高。而冲击压实技术可在原地面（旧公路）直接碾压后进行填料碾压，对于枣庄市石灰岩丘陵地质情况来看，回填深度在3m以上时，可在底层用直径在1m内的石料进行摆平再用用小碎石、石屑等材料嵌缝、整平、压实，碾压时可用冲击式压路机配合进行碾压每层填料厚度达0.6～1m,取代了开挖换上和分薄层碾压的方法，直至达到距路基顶1.5m时采取每层的松铺厚度不大于300毫米进行回填,实现了高效率施工。

冲击式压路机压实力是同吨位静碾的10倍、压实效率是同吨位振动压的3～4倍。压实是靠冲击力、振动力和静重压力三者的共同作用，冲击力可达2500KN。

冲击压路机的行驶速度是12～15km/h,碾压遍数10～40遍不等。振动压路机的速度是3～4km/h，碾压遍数6～12遍不等。按速度计算，冲击压路机每小时可压2400m2，如果压20遍，则每台班可完成2万m2。实际施工时受各种条件影响，振动压路机每台班可完成2000m2，冲击压路机每台班可完成1万m2，其效率是振动压路机的5倍。

（3）效果分析

以上几个工程都有高填方回填路段，均采用了冲击压实技术，并取得了良好效果，没有出现如沉降、裂缝和塌陷等病害。

三、结语

近年来，随着我国国民经济和城市化建设的日益发展，城市道路的建设也日益加快，常见病害是在较短的时间内出现路段的不均匀沉降，在高填方路段尤其突出。因此，为减少高填方路基的不均匀沉降，做到高填方路基的坚实耐用，就必须正确掌握高填方路基的施工技术，同时做好施工质量的控制，满足道路设计与使用的要求。高填方路堤的施工质量，直接关系到交通运输安全畅通，所以一定要对高填方路基的施工引起足够的重视。

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