高速公路路基工程中的土方填筑與壓實施工技術

中交二公局第三工程有限公司，陜西 西安 710000

1 工程概況

靈河高速公路（原神段）為雙向四車道建設標準，設計速度為80km/h，路基寬度為24.5m。沿線施工中，路基的挖填方施工工作量較大，涉及的挖方為20.11×104m2、填方為2.02×104m2，此部分施工以K19+570～K19+844段為主，為重點控制對象。

2 路基填筑土方施工技術

分層平鋪和豎向填筑均是較為典型的路基土方填筑方法。這兩類方法均需要采取機械化作業的方式，同時施工單位需要在施工前根據設計要求組織測量放樣工作，并經修整后填筑并壓實。根據靈河高速公路（原神段）路基工程的施工特點，該項目以挖掘機為主要設備來完成取土作業，并在裝載后由自卸車及時運至施工現場，攤鋪機按分層的方式將填料依次攤鋪到位，由平地機精平后再利用振動機碾壓。主要流程為測量放樣→現場處理（雜物清理、平整等）→填筑→壓實→取樣分析→刷邊坡→開挖邊溝并根據需求砌護坡。

2.1 填料的質量控制

路基施工具有較明顯的擾動性影響，可以使天然土體處于相對松散的狀態。路基施工填料可以使用碎石類土、砂土等材料。但是，如果選擇黏土材料，則必須加強對含水量的控制，以免因含水量偏高而影響路基填筑質量。根據土方調料的用量需求，制訂如下調配方案：（1）起點填方路基的開挖段施工遵循的是就近調運的原則，設置棄土場用于堆放多余的土方，該棄土場建設位置位于K19+700左側。（2）隧道出口填方材料源于隧道口挖方段，將該處開挖所得的土料及時轉至現場，挖方段多余的土方統一堆放至K22+400左側棄土場。（3）土方填筑過程中應嚴格控制各層的厚度和平整度，經過振動碾壓后提高其密實度。

2.2 測量放線

（1）以設計圖紙為依據，利用全站儀檢測后確定導線點，同時測放控制樁、百米樁。（2）通過經緯儀和鋼尺等工具聯合檢測的方式，做好路基中線及坡腳的放樣工作，同時可以打木樁和灑石灰，以達到有效標識的效果。（3）利用水準儀復測，根據實際情況增設水準點，以所掌握的信息為依據，繪制路基橫斷面圖，以明確工程量，從而生成完整的資料并報送監理工程師。

2.3 填筑前的準備工作

當路堤填方施工期間遇積水段時，需要提前修筑排水溝，將積水清理干凈，最大限度地減少積水對施工的干擾。對此，施工單位通過推土機推擠的方式，可以有效清理施工場地內的淤泥，完成該工序后選擇質量達標的填料，將其用于回填作業。其中，需注意的是當原地面為斜坡時，應在坡面設2m的臺階，向內坡度為2%～4%。加強對原地面坡度的檢查，對于橫坡陡于1∶2.5的情況，則必須在路床施工區域內鋪土工格柵；注重對縱向挖填交接區域的處理，待縱向臺階開挖至路床標高后，需要將路床超挖3～6m，并在此基礎上鋪設土工格柵，經上述流程后方可正式填筑。

2.4 路基填筑

做好技術交底，向監理工程師提交開工報告，經過批準后即可正式進入路基填筑施工環節。由于路基填筑施工具有系統性，因此施工單位應協調好施工方法、機械設備、材料等要素的關系，以保證各部分的施工質量。

在路基填筑施工前，施工單位需組織工藝性試驗，以便根據試驗段的施工情況分析施工工藝的可行性，若不滿足要求則適當調整，直至各方面均達標為止。此外，工藝性試驗是路基正式填筑前必須落實到位的工作，要在現場取長為200m的代表性路段，經試驗后分析施工質量，最終確定合適的路堤填筑施工參數，如填筑厚度、最佳含水量等，并作為正式填筑施工的依據。在該項目中，路基填筑主要考慮以下兩種方法。

（1）推土機布土填筑。按自上而下的順序有序完成各層的填筑作業，攤鋪期間推土機需要來回行駛，通過此方式使填料具有初步的密實度；碾壓時，應保證履帶重疊一半，并遵循縱向全幅斷面延伸鋪筑的基本原則。

（2）自卸汽車運土填筑。選定合適的填料后，通過自卸車運抵施工現場，將其卸載至提前設置好的方格網內；使用推土機攤平，再進一步利用平地機精平，以提高填筑施工質量。

3 路基壓實施工技術

3.1 路基壓實的具體方法

經驗表明，路基在經過壓實處理后，包含塑性變形、滲透系數的多項性能指標均會改變，最終路基的整體質量有大幅度的提升。目前，較為典型的壓實方法有以下三種。

（1）碾壓法。通過機械設備的滾輪碾壓土壤，以達到提高路基整體密實度的效果。碾壓機械主要可分為兩種形式：平碾和羊足碾。相比之下，羊足碾在黏性土的碾壓作業中更具有可行性，但在砂性土中不適用，其原因是羊足碾容易給土顆粒施加較大的壓力，使其發生向周邊移動的變化趨勢，反而會對結構的完整性造成不利影響。在實際碾壓過程中，應遵循勻速、慢速的基本原則，通常以2km/h的速度較為合適。

（2）夯實法。以夯錘為主要裝置，將其提升至特定高度后下落，通過裝置的自重形成沖擊力，在與填土接觸后，土的空隙將受到大幅度的壓縮，消除間隙后的土顆粒能夠緊密結合，提高密實度。夯實作業的可選裝置豐富，如風動夯、蛙式夯等。從適用性的角度來看，夯實法適用于黏性土、碎石類填土的碾壓處理。

（3）振動壓實法。以振動壓實機為主要施工裝置，在產生壓實振動作業后，使填筑的土顆粒發生相對位移，從而調整土顆粒的分布狀態，提高其緊密性。通常，在砂性土中宜優先選擇振動壓實法，其創造的壓實效果較為良好。

3.2 路基壓實施工

在高速公路路基壓實施工中，應根據填挖深度、交通荷載及填料特點等因素確定壓實度（見表1）。

表1 路基壓實度技術要求

（1）碾壓。利用重型振動壓路機靜壓，期間需要注重對填料含水量的檢測與控制，實測值偏高則晾曬，偏低則灑水補充。碾壓速度穩定在2～3km/h，經過碾壓處理后不可產生明顯的痕跡。采取多臺壓路機聯合作業的方式，前后間距應≥5m，左右間距應≥1.5m，遇坡道施工時不可采取縱隊行駛的方式，否則易發生安全事故。

（2）壓實度試驗。完成碾壓處理后，取樣并分析碾壓施工質量，可采用灌砂法，得到較為準確的密實度和含水量參數。

（3）刷邊坡。經質量檢驗后，如果各項指標均滿足要求，即可組織刷邊坡作業?？紤]到路基邊坡的壓實度要求，在前期填筑時便需要在路肩外側超填30cm，以便給壓路機的碾壓創設良好的條件。路基成型后，需要利用反鏟挖掘機收坡，期間由施工人員根據實際情況合理找平，提高路基的平整度。

3.3 填土壓實效果的主要影響因素

（1）壓實功。壓實功集多方面于一體，包含壓實裝置的自重、碾壓次數等，各自均會對最終的壓實效果帶來不同程度的影響。如果壓實過程中土的干密度大幅度提高，當該值趨近于土的最大干密度時，盡管持續增加壓實功，但實際取得的干密度并未表現出顯著的增加趨勢。由此表明，碾壓期間應視實際情況合理調整壓實功，不可貿然增加碾壓遍數，否則將導致工期延長，而此時路基的施工質量依然未得到顯著改善。

（2）含水量。如果填土的含水量偏低，土顆粒間將產生較大的摩阻力，不利于壓實作業的順利開展。當土含水量維持在相對合理的區間時，水發揮出潤滑的作用，可快速完成壓實作業。加強對含水量的控制對提高壓實施工效果具有顯著的意義，具體應根據實際情況合理調整方法。如果填土含水量不足，可適當灑水，對于不具備灑水條件的施工場景，可增加壓實功；如果填土含水量偏高，將容易出現“彈簧現象”，依然會影響壓實效果，因此不宜隨即組織壓實作業，需要根據實際情況合理調整填土的含水量。

（3）鋪土厚度。隨著壓實深度的增加，壓應力呈逐步減小的變化趨勢。以壓實機械的作用深度為參照基準，如果鋪土厚度小于該值，將取得較好的壓實效果；如果鋪土厚度大于該值，則需要提高壓實遍數。簡言之，應采取動態化調整的方式，在壓實厚度和壓實機械作用深度之間尋找均衡點。

4 結束語

綜上所述，高速公路路基施工全過程中，土方填筑和壓實為重點內容，做好該方面的工作對于提高路基施工質量而言具有重要意義。在工程實踐中，需要結合實際情況，采取合適的土方填筑與壓實施工技術，加強對各項指標的控制，將各項工作有序落實到位，全面保證路基的施工質量，給后續結構層的施工奠定良好的基礎。