高速公路路基工程中的土方填筑与压实施工技术

中交二公局第三工程有限公司，陕西 西安 710000

1 工程概况

灵河高速公路（原神段）为双向四车道建设标准，设计速度为80km/h，路基宽度为24.5m。沿线施工中，路基的挖填方施工工作量较大，涉及的挖方为20.11×104m2、填方为2.02×104m2，此部分施工以K19+570～K19+844段为主，为重点控制对象。

2 路基填筑土方施工技术

分层平铺和竖向填筑均是较为典型的路基土方填筑方法。这两类方法均需要采取机械化作业的方式，同时施工单位需要在施工前根据设计要求组织测量放样工作，并经修整后填筑并压实。根据灵河高速公路（原神段）路基工程的施工特点，该项目以挖掘机为主要设备来完成取土作业，并在装载后由自卸车及时运至施工现场，摊铺机按分层的方式将填料依次摊铺到位，由平地机精平后再利用振动机碾压。主要流程为测量放样→现场处理（杂物清理、平整等）→填筑→压实→取样分析→刷边坡→开挖边沟并根据需求砌护坡。

2.1 填料的质量控制

路基施工具有较明显的扰动性影响，可以使天然土体处于相对松散的状态。路基施工填料可以使用碎石类土、砂土等材料。但是，如果选择黏土材料，则必须加强对含水量的控制，以免因含水量偏高而影响路基填筑质量。根据土方调料的用量需求，制订如下调配方案：（1）起点填方路基的开挖段施工遵循的是就近调运的原则，设置弃土场用于堆放多余的土方，该弃土场建设位置位于K19+700左侧。（2）隧道出口填方材料源于隧道口挖方段，将该处开挖所得的土料及时转至现场，挖方段多余的土方统一堆放至K22+400左侧弃土场。（3）土方填筑过程中应严格控制各层的厚度和平整度，经过振动碾压后提高其密实度。

2.2 测量放线

（1）以设计图纸为依据，利用全站仪检测后确定导线点，同时测放控制桩、百米桩。（2）通过经纬仪和钢尺等工具联合检测的方式，做好路基中线及坡脚的放样工作，同时可以打木桩和洒石灰，以达到有效标识的效果。（3）利用水准仪复测，根据实际情况增设水准点，以所掌握的信息为依据，绘制路基横断面图，以明确工程量，从而生成完整的资料并报送监理工程师。

2.3 填筑前的准备工作

当路堤填方施工期间遇积水段时，需要提前修筑排水沟，将积水清理干净，最大限度地减少积水对施工的干扰。对此，施工单位通过推土机推挤的方式，可以有效清理施工场地内的淤泥，完成该工序后选择质量达标的填料，将其用于回填作业。其中，需注意的是当原地面为斜坡时，应在坡面设2m的台阶，向内坡度为2%～4%。加强对原地面坡度的检查，对于横坡陡于1∶2.5的情况，则必须在路床施工区域内铺土工格栅；注重对纵向挖填交接区域的处理，待纵向台阶开挖至路床标高后，需要将路床超挖3～6m，并在此基础上铺设土工格栅，经上述流程后方可正式填筑。

2.4 路基填筑

做好技术交底，向监理工程师提交开工报告，经过批准后即可正式进入路基填筑施工环节。由于路基填筑施工具有系统性，因此施工单位应协调好施工方法、机械设备、材料等要素的关系，以保证各部分的施工质量。

在路基填筑施工前，施工单位需组织工艺性试验，以便根据试验段的施工情况分析施工工艺的可行性，若不满足要求则适当调整，直至各方面均达标为止。此外，工艺性试验是路基正式填筑前必须落实到位的工作，要在现场取长为200m的代表性路段，经试验后分析施工质量，最终确定合适的路堤填筑施工参数，如填筑厚度、最佳含水量等，并作为正式填筑施工的依据。在该项目中，路基填筑主要考虑以下两种方法。

（1）推土机布土填筑。按自上而下的顺序有序完成各层的填筑作业，摊铺期间推土机需要来回行驶，通过此方式使填料具有初步的密实度；碾压时，应保证履带重叠一半，并遵循纵向全幅断面延伸铺筑的基本原则。

（2）自卸汽车运土填筑。选定合适的填料后，通过自卸车运抵施工现场，将其卸载至提前设置好的方格网内；使用推土机摊平，再进一步利用平地机精平，以提高填筑施工质量。

3 路基压实施工技术

3.1 路基压实的具体方法

经验表明，路基在经过压实处理后，包含塑性变形、渗透系数的多项性能指标均会改变，最终路基的整体质量有大幅度的提升。目前，较为典型的压实方法有以下三种。

（1）碾压法。通过机械设备的滚轮碾压土壤，以达到提高路基整体密实度的效果。碾压机械主要可分为两种形式：平碾和羊足碾。相比之下，羊足碾在黏性土的碾压作业中更具有可行性，但在砂性土中不适用，其原因是羊足碾容易给土颗粒施加较大的压力，使其发生向周边移动的变化趋势，反而会对结构的完整性造成不利影响。在实际碾压过程中，应遵循匀速、慢速的基本原则，通常以2km/h的速度较为合适。

（2）夯实法。以夯锤为主要装置，将其提升至特定高度后下落，通过装置的自重形成冲击力，在与填土接触后，土的空隙将受到大幅度的压缩，消除间隙后的土颗粒能够紧密结合，提高密实度。夯实作业的可选装置丰富，如风动夯、蛙式夯等。从适用性的角度来看，夯实法适用于黏性土、碎石类填土的碾压处理。

（3）振动压实法。以振动压实机为主要施工装置，在产生压实振动作业后，使填筑的土颗粒发生相对位移，从而调整土颗粒的分布状态，提高其紧密性。通常，在砂性土中宜优先选择振动压实法，其创造的压实效果较为良好。

3.2 路基压实施工

在高速公路路基压实施工中，应根据填挖深度、交通荷载及填料特点等因素确定压实度（见表1）。

表1 路基压实度技术要求

（1）碾压。利用重型振动压路机静压，期间需要注重对填料含水量的检测与控制，实测值偏高则晾晒，偏低则洒水补充。碾压速度稳定在2～3km/h，经过碾压处理后不可产生明显的痕迹。采取多台压路机联合作业的方式，前后间距应≥5m，左右间距应≥1.5m，遇坡道施工时不可采取纵队行驶的方式，否则易发生安全事故。

（2）压实度试验。完成碾压处理后，取样并分析碾压施工质量，可采用灌砂法，得到较为准确的密实度和含水量参数。

（3）刷边坡。经质量检验后，如果各项指标均满足要求，即可组织刷边坡作业。考虑到路基边坡的压实度要求，在前期填筑时便需要在路肩外侧超填30cm，以便给压路机的碾压创设良好的条件。路基成型后，需要利用反铲挖掘机收坡，期间由施工人员根据实际情况合理找平，提高路基的平整度。

3.3 填土压实效果的主要影响因素

（1）压实功。压实功集多方面于一体，包含压实装置的自重、碾压次数等，各自均会对最终的压实效果带来不同程度的影响。如果压实过程中土的干密度大幅度提高，当该值趋近于土的最大干密度时，尽管持续增加压实功，但实际取得的干密度并未表现出显著的增加趋势。由此表明，碾压期间应视实际情况合理调整压实功，不可贸然增加碾压遍数，否则将导致工期延长，而此时路基的施工质量依然未得到显著改善。

（2）含水量。如果填土的含水量偏低，土颗粒间将产生较大的摩阻力，不利于压实作业的顺利开展。当土含水量维持在相对合理的区间时，水发挥出润滑的作用，可快速完成压实作业。加强对含水量的控制对提高压实施工效果具有显著的意义，具体应根据实际情况合理调整方法。如果填土含水量不足，可适当洒水，对于不具备洒水条件的施工场景，可增加压实功；如果填土含水量偏高，将容易出现“弹簧现象”，依然会影响压实效果，因此不宜随即组织压实作业，需要根据实际情况合理调整填土的含水量。

（3）铺土厚度。随着压实深度的增加，压应力呈逐步减小的变化趋势。以压实机械的作用深度为参照基准，如果铺土厚度小于该值，将取得较好的压实效果；如果铺土厚度大于该值，则需要提高压实遍数。简言之，应采取动态化调整的方式，在压实厚度和压实机械作用深度之间寻找均衡点。

4 结束语

综上所述，高速公路路基施工全过程中，土方填筑和压实为重点内容，做好该方面的工作对于提高路基施工质量而言具有重要意义。在工程实践中，需要结合实际情况，采取合适的土方填筑与压实施工技术，加强对各项指标的控制，将各项工作有序落实到位，全面保证路基的施工质量，给后续结构层的施工奠定良好的基础。