针对高速公路土方填筑控制质量的问题探讨

针对高速公路土方填筑控制质量的问题探讨

史志峰

中国水利水电第五工程局有限公司四川成都610066

摘要：高速公路能够有效地加强相邻城市的沟通，是我国交通系统之中的重要组成部分，因此随着道路施工技术的提升，高速公路覆盖的施工范围也逐渐被扩大，不仅在城市与城市之间展开工程建设，还在一些环境较为复杂的地区也展开了道路施工工程，虽然能够将地区之间进行紧密联系，但在实际施工中，施工人员在各个环节的施工操作必须随着施工环境的改变而进行改变，尤其是在进行填筑土这项工作时，本文对能够保证填筑土方工作质量的策略进行研究。

关键词：高速公路；土方填筑；施工质量；质量控制；研究

引言：

近年来，在针对我国部分地区公路病害的调查中发现，有许多公路病害的发生是由于路基强度不足引起的，路基强度是道路的根本，只有按照一定的施工工艺精心施工，并采取合理的检测控制手段，才能保证施工的质量，只有把路基的施工质量控制好，才能给结构层、面层奠定良好的基础。所以，在高速公路工程的施工过程中，要确保路基施工在技术操作、施工管理等方面的质量控制，这是关系到整个高速公路工程质量的关键。

1、精选料场

因为土方填筑所用的材料数量较大，所以想要保证整体所用材料的质量还需要建筑施工单位从材料的源头料场方面进行把关。我国的土石原料种类较多，并且每个地区因为地理环境、气候特征的不同所产出的土石原料质地也有所不同，由于高速公路长期受到高速行驶的车辆碾压，所以建筑单位在考察料场时，最好选择易压实并且渗水性能较好的砂性土石。在土石混合料方面，因为其是由土石颗粒、水分、气体三部分组成的，所以对其进行选择时，可以从材料经过碾压后形成的结构方面进行考虑：

1.1密实悬浮结构

密实悬浮结构的主要特征是材料中所包含的石料数量较少，不能形成完整的骨架，但其中的土料含量较多，对于碎石附近的空隙有很好的填充作用，在压实后可以保证整体结构更加坚实，并可以有效减少内角摩擦，提高整体填筑的黏聚性。

1.2骨架密实结构

骨架密实结构是当前使用结果最为理想的结构，其与密实悬浮结构最大的不同是，其石料含量较多，可以形成骨架。相同之处是都含有丰富的土料，对碎石之间的填充效果很好，可以在很大程度上增加结构的密实度。此外，骨架密实结构不仅可以减少内角摩擦、增加填筑的黏聚性，还具有良好的稳定性以及极高的强度，对整体土方填筑施工的质量都有促进作用。

1.3骨架空隙结构

骨架空隙结构内所含的石料相对较多，可以形成骨架，但其中所包含的土料数量较少，对碎石之间产生的空隙无法完全填充，所以会导致密实度不够，对加强整体土方填筑质量效果不大。在精选料场之后要对土石材料进行选择，按照以上三种类型对其进行试验，检测其压实度，同时记录编号和试验结果。

2、设备的选用

路基土方填筑工程所需主要施工机械有推土机、挖掘机、翻斗车、装载机、平地机和压路机。一般来说，设备的功率越大，工效越高，要根据工程的作业要求（工程量大小、工期要求等），选择不同的机械设备，进行合理配置。值得注意的是，在黄土高原地区，以柴油机为动力的施工机械，柴油机应配备增压装置，且应选择转矩适应系数（转矩储备系数）大的柴油机。

3、确定施工方案

3.1一般路基填筑

3.1.1路基填筑试验阶段

根据施工路段填料的不同材质，选择不少于200m的路基填筑试验路段进行现场试验，主要目的是为了确定压实设备的类型、最佳组合方式、碾压遍数、碾压速度、工序、每层材料的摊铺厚度及土质填料的最佳含水量等施工参数，作为下一步路基填筑施工时的依据。

3.1.2施工方案及流程

根据施工路段的实际情况，采用性能相匹配的挖装机、自卸车、推土机、装载机、平地机、振动压路机及核子密度仪、荷载板等机械和仪器设备，组成挖、装、运、卸（弃）、铺、平、压、检的“三阶段、四区段、八流程”一条龙机械化施工，辅助人工随层收坡。三阶段：准备阶段—施工阶段—整修阶段；四区段：填土区段—平整区段—碾压区段—检测区段；八流程：施工准备—地基处理—分层填土—摊铺整平—洒水晾晒—碾压密实—每层检测—路基整修。

（1）施工准备

施工准备工作完成的标志是：测量工作及填料试验已完成；试验路段各种参数已获取；配套设备已到位；便道已用沙砾硬化。

（2）地基处理

高原地区地表多为草皮，清除深度应达到设计要求，平整后按规定压实；当路堤基底横坡陡于1∶5时，基底坡面应挖成台阶，台阶宽度不小于1m，并予以夯实。

（3）分层填土

基底经监理工程师检查合格后，即进行填筑。路基填筑时，按路面平行线分层摊铺、分层控制填土标高。自卸汽车运到工作面的填料，按试验段确定的卸土距离，把填料卸成鱼鳞状。

（4）摊铺整平

先用推土机或装载机摊铺，再用平地机刮平，使其达到试验路段确定的厚度，确保路基压实度。填土表面平整，路拱合适，排水良好。为保证路基边坡修整后路堤边缘有足够的压实度，每侧填料铺设宽度应超出路堤设计宽度50cm。不同土质的填料分层填筑，尽量减少层数，每种填料层数总厚不小于50cm，路堤填筑至路床顶面最后一层的压实层厚度不小于10cm。

（5）洒水或晾晒

对含水量低于最佳含水量的路基填料，采用洒水车洒水；对含水量高于最佳含水量的路基填料，要进行晾晒，以免出现翻浆。

（6）碾压密实

路堤压实采用重型振动压路机沿路线纵向进行。压实顺序按先两侧后中间、先慢后快、先静压后振动、由弱振到强振、最后再静压一遍的操作程序进行。碾压前向压路机操作人员进行技术交底，内容包括碾压范围、压实遍数、压路机行驶速度等。

（7）每层检测

每层填土压实后，及时进行中线标高、宽度、平整度、压实度、横坡的检测；压实度检测采用灌砂法或经过标定试验的核子密度仪检测。

（8）整修与路基

弯沉检测路堤填筑完成后，严格按照设计尺寸、标高、宽度、平整度要求，对路基表面、边坡进行整修，确保路基结构尺寸、中线、标高、表面平整度、边坡坡率符合设计和规范要求，并对路基的弯沉进行检测。

3.2分层填筑

土石方填筑的施工流程包括分层填筑以及分层压实。而因为高速公路的施工范围较大，所以一般在填筑过程中会使用大型车辆沿着施工路线对材料进行倾泻，为了保证分层填筑的质量，需要专业技术人员始终保持现场指导，根据不同的路基水平对填筑进行分层，然后以较低处为出发点向较低处进行从中间到两侧的材料倾泻，同时在之后的大型推土机推平过程中，也需要使用专门人员，紧跟推土机后侧对推土机压实后但仍存有空隙的部分，人工使用石屑或者碎石块进行找平，如果在找平过程中出现较大空缺或者石块颗粒较大问题，可以选择在对空缺部分灌水然后使用细沙填充，反复此过程保证空隙处平整，之后再进行重复压实。

3.3控制压实厚度

在分层填筑时要严格把握好松铺厚度和压实厚度。土石方填筑的路体受到的载荷应力会随着土层加深而减少，所以路基上部的压实度要求比较严格。而分层填筑的压实厚度和压实的推土机类型，填土种类和压实力度都有关系。土石填筑压实机械的吨位要求比较大，若是过小，就不能达到预期要求的压实厚度。这样松铺路段的厚度一般控制在不大于40cm的范围中，这一环节是监理人员重要的控制部位。

3.4控制含水量

填筑施工时，要测定取土场含水量、压实前含水量、压实中含水量和压实后含水量，用以控制施工程序。在击实试验中得到的与最大干密度相对的最佳水含量W值，是能够达到碾实目的的最佳含水值。所以，将所测得的含水量与最佳W值比较，再根据实际现场情况进行晾晒、洒水等程序使施工土石层含水量处于最佳W值左右。在一般情况下，要施工路段的含水量控制在最佳W值的2%以内进行碾压，而且要做好封层工作。

3.5处理交界处

在填挖交界处，要有足够宽的搭接台阶，台阶要至少2.0m宽，禁止在路基范围内用临时填方做施工路基。对填挖交界处的处理是，进行逐一登记，分别进行检查填方、挖方的石土质量和压实度。

3.6多年冻土地区的施工

施工前对冻土的分布、类型、冻土的上下限等不良地质情况作详细的调查，根据土基冻融状态的设计要求选定施工方法。在路基土石方施工过程中，使路基保持冻结状态，在气温较低的情况下完成大量的土方工程。路基填方按设计要求采用合格的路基填料。如在融期施工，保护公路用地范围内的青苔植被不被破坏，其目的是隔热、保护冻土和减弱地表水的下渗。

3.7雨季（含雪天）施工

修筑便道时，必须对便道进行沙砾硬化处理，否则，将影响施工的正常进行。例如：在一次省道的施工中，有一施工队未对便道进行硬化处理，下雨及雨后便道未干期间，该施工队一直处于停工状态，导致一套设备窝工；相反，另一施工队对便道进行了沙砾硬化处理，下大雨时被迫停工，雨停后，可立即投入施工。在雨季施工要根据天气情况分成小段进行施工，减少循环时间，选用透水性好的碎（卵）石土、沙砾和沙类土作为填料；路堤分层填筑，每层的表面做成2%～4%的排水横坡；当天填筑的土当天压实，保证施工一段完工一段。

3.8后勤及医疗措施

如在高海拔的黄土高原地区施工时，进场前对工人应进行体检和高原卫生知识培训，进入工地后，对工人应进行高原适应性锻炼并发放防寒服及劳动保护用品。进入施工区后，开始时应从事轻度劳动，继续采取适应措施，提高体能耐力，尽快适应高原生活和工作环境。项目部应设医疗室，医疗室备足预防性药物、氧气等，对进入高原地区的人员在医务人员的指导下进行药物预防，对出现高原反应及身体不适人员及时救治；如病人出现较严重情况，安排专门车辆送往省城救治。要根据高原寒冷气候的实际，采用分班作业，每班工作时间不应超过规定要求，合理安排作息时间，以保证充沛的体力；要科学组织施工，严禁出现窝工现象和拼体力苦干两种倾向。

3.9环境保护措施

黄土高原地区生态脆弱，在施工过程中要严格遵守生态环境保护规定，不得随意破坏植被和天然地表。在路基填筑施工过程中，对植被的保护是施工中的环保重点，黄土高原地区主要植被为草皮，尤其是高速公路施工，环保尤为重要。在施工过程中，应对取土坑的草皮在取土前进行采集，分块堆放，待取土完毕后，将取土坑整理成生态坡面，重新铺筑原草皮，以达到保护生态环境的目的。工程完工后，对临时设施占用的场地，按设计要求采取铺草皮或种草等措施。

3.10施工安全措施

安全管理是施工管理的重要环节，现场技术人员在开工前必须对作业人员进行安全交底。开挖或取土过程中应注意高压线路及光缆。机械车辆在危险地段作业时，必须设置明显的安全警告标志，并设专人指挥；运输土方车辆在会车时，轻车应让重车；运土车上方严禁乘人；机械填筑高路堤时，为保证机械运行安全，场地必须及时平整，并在填土边缘设置安全标杆，设专人指挥机械协调作业；机具、材料等须堆放在安全地点。

3.11其他环节

虚铺路段的厚度对应相应的压路机重量，而且分层碾压的遍数和压路机类型、土的种类及压实厚度都有密切的联系。在现场视察时，路面上若是有明显的轮印就是重压，需要改变压路机的吨位。

4、施工质量控制

目前，山区高速公路土石方填筑的施工质量控制方法有以下三种：（1）基于密度的常规检测方法。（2）基于抗力的检测方法。（3）试验工程法。常规检测方法如灌砂法，是通过现场检测的干密度与试验数据进行比对来确认压实度，控制压实度来确保压实质量。这种方法在检测填土路基的压实度中应用较多，但是在土石混合料填筑的路基上还存在局限性。因而，需要探求新型实用的压实度检测方法，同时运用上述检测方法，用以加强土石方填筑的质量控制。

5、结语

本文对几个能够对填筑土方工作的最终质量产生影响环节进行了分析，由于填筑材料的选择是保证施工质量的关键点，因此首先要将料场进行精心选择，保证填料来源的合理性，在对填筑土方的施工方案进行确定的时候，需要根据填筑土方的具体环境来确定，同时保持路基完整的基础性能，根据施工情况来对填筑方式进行确定，借助分层填筑的方式，将每一层的土方都进行压实，确保土方含水量以及厚实度符合相关的要求，在特殊的施工位置也要保持高度精准填筑施工，通过控制土方填筑来使高速公路的建设质量有所保证，建设出更加让驾驶员满意的高速公路。

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