公路工程中堆积体路基修筑技术探析

摘 要：以某公路工程实例为依托，对该公路中堆积体路基修筑技术展开分析。主要对堆积体的特性、路基修筑技术、质量检测这三个方面进行深入研究。重点介绍了填石路基施工中的摊铺、整平及碾压等关键工序施工质量控制要点。研究结果表明，修筑堆积体路基前，要明确堆积体的性质，为后续施工提供指导。修筑过程中，要做好相应的准备工作，根据堆积体的实际情况，选择适宜的处治方法进行处理。最后，应做好质量检测工作，为堆积体路基修筑质量提供保障。

关键词：堆积体;路基修筑;覆盖层;

作者简介：曲忠军（1979—），男，高级工程师，从事公路施工工作。;

在地震灾害的作用下，山体会出现崩塌，由此产生的土石会滚落至坡脚，从而形成较为松散的堆积体。部分公路修建时，需要从堆积体上通过，由于堆积体较为特殊，给路基修筑增添一定的难度，为确保路基的整体质量，应了解并掌握相关的施工技术，借此就公路工程中堆积体路基修筑技术展开探析。

某公路工程中的一个路段，处于高山峡谷地段内，当地曾发生过一次地震灾害，受地震影响，使得公路沿线斜坡出现大量崩塌落石、滑坡及泥石流灾害。在地震中形成的堆积体具有如下特征：松散、粒径大、覆盖层厚等。过于松散的地基，容易引起公路不均匀沉降，灾后新建的路面将会随之破坏。基于此，依托现场试验，提出堆积体路基修筑技术，以此来确保路基施工质量。

堆积体是地震灾害中崩塌的岩土体沿着山坡滚落至稳定的山脚，而形成的松散堆积体，其体积相对较大，且具有较厚的覆盖层，空隙率高。由于堆积体中的石料粒径大、强度高，可将这些石料作为填料，用于路基填筑施工。

(1）堆积体的形成过程较特殊，因此石料以大粒径居多，还有少部分超大粒径的石料。现场勘查结果显示，堆积体上的石料最大粒径超过1.0m，其中1#堆积体的石料最大粒径约为10m,2#堆积体的石料最大粒径接近1#堆积体。堆积体所处的位置决定了其粒径的组成情况，处于堆积体顶部的石料粒径偏小，处于堆积体底部的石料粒径普遍偏大。为进一步明确堆积体的组成，采用现场筛分试验的方法，筛孔的孔径为60mm，由于堆积体大部分石料的粒径都超过60mm，所以无法直接开展筛分试验[1]。为解决这一问题，先将粒径超过60mm的石料剔除，当确定粒径组成后，以相似级配法确定堆积体的粒径组成情况。

(2）现行的《公路土工试验规程》（JTG-E40—2007）给出土体分类的方法，其中巨粒组包括漂石和卵石，粗粒组包括角砾和砂，细粒组包括粉粒和黏粒。因堆积体中的石料粒径普遍超大，故此采用推算的方法对土体进行分类。按照石料的原级配，经过推算，得出堆积体的巨粒组质量占比超过75%，所以将堆积体归为漂石。

土体在施工之后会出现工后沉降现象，这是不可避免的。因此，在研究堆积体路基变形特性的过程中，可以通过沉降观测的方法了解堆积体处理后所达到的稳定状态。

(1）堆积体路基沉降观测采用磁环沉降仪，土体在出现沉降现象后，磁环会随之下降，由于埋设在土体中的沉降管位置不变，其与磁环会产生沉降差。每间隔一段时间，对沉降管与磁环的距离进行测定，便可获得土体的沉降情况。将位于沉降管口的盖子打开，并开启磁环沉降仪的电源开关，为确保观测结果的准确性，操作时应避免土体进入沉降管内。随后轻轻转动摇把，使测头在沉降管内下放，达到管底后便可停止，如实记录钢尺上的尺寸。上拉钢尺绕在绕线车上，直至管顶。

(2）每间隔一段时间对土体的沉降情况监测一次。采集堆积体路基施工后30d内的沉降差，由监测所得的数据可知，大部分沉降均在3.0mm以内，只有少部分的沉降偏大，经过分析后发现，导致沉降偏大的原因是磁环在土体中固定得不牢固，在回填砂的压力作用下，使磁环产生一定的位移，使得沉降结果偏大[2]。将与实际情况相偏离的数据全部去除，得到的结果为堆积体内部几乎无沉降，由此表明，经过30d后，堆积体内的沉降得到有效控制。

(1）本工程中，公路沿线上的地质灾害种类较多，给路基修筑埋下安全隐患。岩土体的节理裂隙较为发育，受到外力的影响，容易引起崩塌事故。不仅如此，堆积体尚未完全稳定，在雨水冲刷及开挖的作用下，土体可能会沿着软弱面滑动，为此，在正式开始施工前，要做好安全防护工作。结合现场实际情况，决定采用主动防护网与被动防护网相结合的方法。前者不但能够使表层危岩的稳定性得到进一步提升，而且还能阻止小尺寸的岩块塌落。后者在施工时，要选择适宜的位置布设基础，如果是在裸露的基岩上布设基础，可直接钻设锚杆孔，随后用细石混凝土将基础顶面抹平。

(2）堆积体的空隙率较大时，水会通过空隙渗入到堆积体内部，由此会对堆积体中含有的细料造成淘蚀。当大量的细料被水带走之后，堆积体内部便会形成空洞，导致局部承载力下降，不均匀沉降问题随之产生。由气象资料可知，工程所在地的雨水相对较多，为避免上述问题的发生，施工前要做好临时排水设施。根据堆积体的工程特性，选择边沟和排水沟，修筑边沟时，应使沟底纵坡与路线纵坡相一致，而排水沟的沟底纵坡应达到0.3%以上。

(3）本工程中有两处堆积体，分别用1#和2#表示，其中1#堆积体采用冲击碾压工艺处理，由于冲击碾压的作用深度仅能达到3.0m左右，而这个深度并未达到堆积体的厚度，所以施工前需要适当翻挖，将堆积体上覆盖的松散土体去除，提高冲击碾压效果，降低工后沉降[3];2#堆积体采用强夯工艺处理，施工前，要先超挖至路基设计顶面以下0.8m左右，由此能够在强夯后，于作业面上铺筑路基，并以此作为路床，使路基承载力分布得更加均匀。

(1) 1#堆积体采用冲击碾压工艺处治，冲击式压路机是公路工程施工中较为常用的机械设备之一，特别是在高填方路基中的应用最为广泛。冲击式压路机的能量大于普通的振动压路机，按照堆积体的工程特性，选择冲击式压路机处理1#堆积体。通过现场试验，获得相应的参数，包括工作速率、碾压方式、遍数以及沉降差等。

(2) 2#堆积体采用强夯工艺处治，单点试验的方法确定夯点中心距和夯击遍数，运用区域试验的方法确定最后两遍的沉降差，以此作为施工质量的控制标准，当最后两击的沉降差超过标准值时，要及时补夯。

(1）摊铺。在填石路基施工中，常用的摊铺方式有以下几种：渐进式、后退式、混合式。每种摊铺方式都有自己的特点和适用范围，施工中应结合实际合理选择。当碎石的粒径较大时，如果采用后退式的方法摊铺，会增大填料表面整平的难度，且摊铺层的厚度也不宜控制。而采用渐进式摊铺粒径较大的碎石，能够确保表面平整，不会出现突出的石块，填料的分布更加均匀，摊铺层的厚度易于控制，填料嵌挤得更为紧密，有助于提高路基的压实效果。所以，本工程选用渐进式填铺填石路基。具体要点如下：摊铺时，卸料与摊铺同步，现场安排专人负责指挥自卸式汽车卸料，按照水平分层、先高后低的原则，使填料卸在一个摊铺作业面内，卸料的厚度应小于摊铺层厚度20cm，随后用推土机将填料初步整平，后续运来的石料则可直接卸在初平后的摊铺层上，利用推土机向前逐步摊铺，使粒径较大的碎石在摊铺阶段找到适宜的位置[4]。

(2）整平。当碎石全部摊铺完毕后，此时的摊铺层表面因碎石粒径大小不等，会出现不平整的情况，如不经处理直接碾压，则会使路基出现强度不均匀的现象。所以要在碎石摊铺后及时整平，使待碾压的摊铺层表面达到初步平整的效果。在整平的过程中，要使粒径较大的碎石尽可能位于底部，粒径小的碎石处于摊铺层的顶部，并将大粒径碎石之间的空隙填满，使碎石达到最佳的压力传递效果。当碎石摊铺完毕后，要对缺少细料的部位及时补充，可在其上撒布石屑。摊铺碎石时，会有少部分的粒径超过最大粒径，对此，应安排专人负责对超粒径的碎石进行破碎处理和整平。针对超大粒径的碎石，可以就地挖坑，使碎石的大面朝下摆放，对于无法摆放的碎石可作破碎处理，质地坚硬不易破碎的石料应及时从场地内清除，以免影响摊铺、整平及后续的碾压效果。当粒径较大的碎石集中于路基边缘时，会给整平增加一定的难度，使得路肩成为整平的薄弱部位，在施工时要加以注意。整平后的碎石，表面应达到平顺的效果，无明显的突出石块。

(3）碾压。填石路基施工中，碾压效果与路基质量及平整度密切相关。为达到预期中的压实效果，并使填石路基的平整度满足规范要求，要合理选择碾压参数。本工程中，采用的是振动压路机，碾压速度以3.0～6.0km/h为宜，碾压开始时，应慢速碾压5遍[5]。碾压施工严格按照相关规程操作，确保质量达标。

本工程中，边坡防护采用浆砌片石骨架 绿化植物的形式，具体的施工要点如下：

(1）将边坡坡面上的碎石、浮土以及杂物等清理干净，以路肩边坡线为依据，测放出坡脚线，据此确定出开挖线。按照从上向下的顺序刷坡，整修坡面，使其平顺。

(2）采用跳槽的方式，在边坡上开挖片石骨架基槽，挖好的基槽应在夯实后开展浆砌片石施工。

(3）采用一次性砌筑的方法，按照从下向上的顺序施工勒柱、拱圈以及护肩。为使路基保持稳定，要做到边挖边砌，即挖好一段、砌筑一段。在对勒柱砌筑前，应双面挂线，并对石块的表面进行修整，使其与坡面相垂直，这样能够避免因受力不均而产生变形的情况。拱圈的根部与勒柱之间采用插接的方法相连接，以免出现与拱轴相平行的通缝。

(4）当片石骨架砌筑完毕后，可向其内填充经过改良处理的客土，并通过振动板将客土振实，接近表面的部位可以选用潮湿的黏土回填。随后在表土上撒播草籽，也可直接移植成品草皮，若使用草皮，则应确保与坡面紧密贴合，避免水体沿着裂隙渗入[6]。

本次堆积体路基修筑施工中，将沉降差作为堆积体施工的控制标准。碾压密实阶段，随着压实遍数的增加，堆积体的沉降差会随之减小，并在达到一定遍数后沉降差趋于稳定状态，此时的路基获得充分的压实，整体承载力得到大幅度提升。

(1）堆积体强夯处理中，按照夯点布设测点。由于夯锤在夯击施工时会发生旋转或是平移的现象，而受到夯坑的限制，夯锤的平移幅度非常有限。夯锤旋转时，会对测点的沉降差产生影响，所以单个测点无法准确测定出对应夯点的沉降差，需要通过求取各个测点沉降差平均值的方法确定最终的沉降差[7]。当夯击到最后两遍前，先对夯锤上各个测点的高程加以测定，并在最后两遍完成后，再次测定各个测点的高程。

(2）施工过程中，若是最后两遍夯击的沉降差未能达到规范要求，则需要补夯。本次施工中，最后两遍夯击的沉降差为0.075m，符合规范要求。

(1）沉降率测点在纵向上，按照每隔10m布设一横断面，每个横断面在路基的中线及两边4.0m的位置处分别设置测点。

(2）路基填料松铺前，在作业面上布设测点，由于摊铺后要使布设的测点重现，因此，可借助全站仪对测点准确定位；摊铺完毕后，用全站仪对测点重现，在测点处打入钢钉，绑扎红布标示，再以水准仪测量各测点碾压施工前的高程；达到预先确定好的碾压遍数后，再次侧定碾压后各个测点的高程，按照相关规范中给出的公式计算出沉降量及沉降率。

(3）在试验段上，按照30cm和40cm的摊铺厚度开展试验，确定出质量控制标准，即松铺厚度40cm，碾压遍数5遍，路基沉降率标准值为12.5%。以沉降率作为标准检测填石路基的压实质量，最小检测点的数量为每2 000m2路段内20个测点，每一段检测路段的长度不超过100m[8]。

堆积体路基修筑是一项较为复杂的工作，因堆积体本身的性质较为特殊，所以在修筑路基的过程中，要采取相应的措施对堆积体进行处理，为路基施工创造有利条件。同时要有效控制填石路基的施工过程，确保施工质量达标。

[1] 华文俊，肖源杰，王萌，等.级配与颗粒形状对复杂堆积体路基填料剪切性能影响的离散元模拟研究[J].中南大学学报（自然科学版），2021(7):2332-2348.

[2] 何健.基于渣土堆积体高速公路边坡安全评价及其防控技术研究[D].北京：北方工业大学，2020.

[3] 韩碧进.普通国省干线公路堆积体路基边坡病害非开挖处治技术研究[J].交通世界，2019(15):8-9.

[4] 黄蛟，黄吉国.柔性钢花管注浆结构加固松散堆积体路基的机理与设计方法研究[J].科技创新与应用，2019(5):94-96.

[5] 毛雪松，肖亚军，王铁权，等.坡体外形对松散堆积体路基上边坡稳定性影响分析[J].公路，2017(11):36-41.

[6] 李敬德.复杂条件下湿陷性黄土路基不均匀沉降控制技术研究[D].石家庄：石家庄铁道大学，2020.

[7] 刘恋，尹云汉.刍议东北多年冻土地区高速公路路基修筑技术与对策[J].四川水泥，2020(1):118-119.

[8] 邰博文.多年冻土区高速公路特殊路基结构变形机理及服役性能研究[D].北京：北京交通大学，2018.

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