1概况
1.1研究背景
山区高速公路地形复杂，高填深挖路段较常见，尤其是依山傍水路段，路基高度往往较大。高填路基填土及基底沉降固结时间较长，沉降固结不均匀性易造成路堤的不均匀沉降及路面的开裂，影响行车的舒适性及安全性；山区路段，弃方中常常含有大量石方，若能充分利用好山区废弃石方填筑路基，控制好填石路基基底处理和填石路堤本身致密性，一方面能减少弃方，减少对环境的破坏，另一方面也能降低路堤的不均匀沉降，提高行车的舒适性和安全性。因此，填石路堤的研究显得格外重要，对公路建设有较大的经济和安全意义。
1.2 工程概况
某高速TJ合同段主要沿江布线，沿江侧山高陡峭且林密，为低山丘陵地貌。此路段共挖土石2603522.8 m3，挖石方占67%，填土石1742011.8 m3，共弃土石831454.2m3。此路段共12处填方高边坡，最大填方高边坡填方高度为40.9m，如何合理利用弃方，是该标段重点思考的问题。
2填石路基关键设计点
2.1工程地质条件
2.1.1地形地貌
路堤区属低山丘陵沟谷地貌，地势两边高中间低，斜坡自然坡度为16°。
2.1.2地层岩性
根据野外地质调绘及钻探资料成果，该高填路堤主要由人工杂填土、第四系冲洪积碎石土和泥盆系老虎坳组强、中风化粉砂岩组成。各岩土层分述如下：①碎石土：褐黄色，稍湿，稍密，粒径3-8cm，碎石含量55%，充填物以粉质黏土为主。γ=19.0kN/m3，c=0kPa,ψ=35.0-38.0°，fa0=400kPa。②强风化粉砂岩：浅紫红色，细粒结构，层状构造，矿物成分以石英为主，节理裂隙发育，岩芯多呈碎块状，偶见短柱状。γ=19.8kN/m3，c=20.0-28.0kPa,ψ=240-26.0º，fa0=300kPa。③中风化粉砂岩：浅紫红色，中粗粒结构，层状构造，矿物成分以石英为主，节理裂隙发育，岩芯大多呈柱状，局部夹有碎块状，锤击易碎。fa0=700kPa。
2.1.3地质构造
该项目区位于华南加里东褶皱系粤西隆起带内，大地构造位置上处于四会-吴川断褶带中西段。在漫长的地质时期经历了多次和多种性质的地壳运动，区内地质构造多呈北东或近北东走向。
2.2填石路基对石料的要求
1.填石路堤必须采用不宜风化的中硬、硬质石料填筑，路堤填料粒径不大于500mm，并不超过层厚的2/3，不均匀系数15～20.路床底面以下400mm范围内，填料粒径不大于150mm，且小于5mm的细料含量不大于30%。路床范围填料粒径应不大于100mm。
2填石路堤路床部分材料选择及压实标准可参照低填浅挖处理中路床换填石渣的标准执行，但路床施工前同样需先填筑试验路段，通过试验路段确定满足最大压实干密度的松铺厚度、压实机械型号及组合压实速度及压实遍数、沉降差等参数。
3填石路基应充分考虑本项目的土石开挖情况、土石类型、岩性等，并确定其适用性，以孔隙率与压实沉降差进行联合控制，严格区分填筑区域所用的粒径大小，路堤填料粒径不大于500mm，路床范围填料粒径应不大于100mm，同样应注意路基路面的排水设施，确保排水通畅。
2.3填石路基压实控制要求
1.填石路堤压实质量标准用孔隙率作为控制指标，施工质量可采用孔隙率与压实沉降差联合控制，填石路堤压实质量控制标准见表3-8。
2.压实沉降差法采用18t以上压路机碾压，其稳定标准为：要求相邻碾压两遍后各测点的高程差平均值不大于5mm，且标准差不大于3mm。
3.填石路堤施工前应先填筑试验路段，通过试验路段确定满足填石路堤压实质量控制标准中孔隙率要求的松铺厚度、压实机械型号及组合、压实速度及压实遍数等参数。
4.路堤填筑过程中需按高填路基要求采用30KJ冲击碾或32t高性能压路机进行补压。同时本标段填石路堤边坡部采用2m厚码砌，码砌最小石块尺寸不小于300mm，填石路堤边坡不进行防护。
表3-8 填石路堤压实质量控制标准
2.4填石路基对地基承载力的要求
填石路基对地基的沉降要求较为严格，在填石路基填筑前应对地基的承载力进行测试（具体测试方法可参照桥梁基础的规定进行），地基的承载力应满足路基不同填筑高度的要求：
1.当填石路基填筑高度小于l0m时，地基承载力不宜低于150KPa；
2.路基填筑高度为10－20m时，地基承载力不宜低于200KPa；
3.路基填筑高度大于20m时，路基应宜填筑在岩石基底上。
2.5填石路基填筑前的清理要求
在填石路基填筑前，首先应该对原地面进行表面清理，清除树木等杂物。一般耕植土地段原地面应清除表土15cm深，同时用满足规范要求的土料回填原地面的坑、洞等低凹处，并按规定进行压实。当基底为松散土，且含水量较高时，压实前应先进行翻晒，使其重型压实度度不小于90%，当路堤基底原状土的强度不符合要求时，应进行换填，其换填深度不小于30cm．若遇到不良地基（膨胀土、盐渍土、黄土等）时，应视具体工程条件采取清淤、排水固结、抛石、换填或复合地基等技术措施进行加固处理。此外，在土质地基上填筑填石路基时，为提高地基的强度与均匀性，应设置过渡层。
2.6填石路基对地基的排水要求
由于填石路基的孔隙较大，水较易从边坡或路面等部位进入路基中，而且由于路基填筑体的渗透性好，水很容易浸湿地基，同时若地基范围内存在地下水，这都会影响填石路基的整体稳定。因此，当路堤基底范围内由于地面水或地下水影响路基稳定时，填石路基应采取必要的引排、拦截等措施，或在路堤底部填筑不易风化的片石、砂砾石或块石等透水性材料来设置透水层，其厚度应不小于30cm，以防止水对地基的不良影响。
3 填石路基施工注意事项
施工现场中由于石料爆破后的粒径较大，变化差异复杂，且细粒土的含量较少，从而导致填料的粒径组成不佳，大块石之间点面接触容易松动，不易嵌锁紧密，再加上填石路基所在的地形一般都较为复杂，斜坡沟谷纵横。如果施工管理上再存在一定的疏漏，将使填石路基不易压实达到稳定的状态，给竣工后公路的正常使用留下较大的隐患。正由于填石路基具有以上所述的压实特性，所以路基在压实过程中应着重注意以下几点：
1.应针对不同工程性质的填料具体对待，在施工中加强工艺控制，避免盲目施工。
2.在压实过程中，石料有可能不断被压碎，改变原有的粒径组成，从而对路基密度、强度和稳定性都会产生重要影响。
3.由于填料的透水性良好，填石路基宜产生孔隙，在一定条件下（如雨水冲刷或浸水路堤）会导致路基填筑体中的细粒料流失，从而发生较大的沉降，所以应采取必要的措施加以防范。
4 监控观测
1.填石高填路堤施工应注意观测路基填筑过程中或以后的地基变形动态，以保证路堤整体稳定性，必须进行全过程水平位移观测和竖向位移观测。
2.观测频率应与沉降、稳定的变形速率相适应，每填筑一层应观测一次；如果两次填筑间隔时间较长，每3天至少观测一次。路堤填筑完成后，半月或每月仍应观测一次，直至竣工运营后1~2年。
图3-22 填石路堤成型后效果
5 总结与提高
当孔隙率较低和压实沉降差较小时，填石路基能较好控制不均匀沉降，且沉降固结时间较短，有利于填方高边坡的稳定及减小填方高边坡的沉降变形。本文针对高填方填石路基提出相应处理措施及监控观测注意事项，为山区高速公路高填方填石路基的总体设计提供参考和借鉴。
1.某高速TJ2合同段挖石方占67%，为填石路堤的实施提供了充足的原材料条件。因此，充分利用此部分石料，既能提升路基整体填筑质量，减少路基下沉，也能减少石料弃方占地，提高路基建设经济效益，是绿色公路中就地取材原则的充分体现。
2.填石路基需重点关注地基承载力要求。填石路基对地基的不均匀沉降较为敏感，石料之间的嵌挤作用一旦被破坏，就难以象填土路基那样慢慢得以恢复。因此，对于填石路基而言，尤其是高填方路堤，地基承载力是保证路基压实质量和正常使用性能的前提条件，在做好地基处理，确保地基承载力满足条件的情况下，相较与普通填土路基，填石路基刚性大，自稳性强的优点将得到充分发挥，进而减少路面病害的产生。
论文作者:仝瑞金,喻国辉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
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