CN112900176B - 一种高填方的土石路堤的填筑方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高填方的土石路堤的填筑方法，从基底向上进行分层填筑，每层为一个填筑单元层；每个填筑单元层的厚度为4m～4.5m，每个填筑单元层包括第一填筑区、第二填筑区和第三填筑区；每个填筑单元层的填筑过程中，第三填筑区采用土石填料一次松铺后夯实的方法进行填筑，第一填筑区和第二填筑区采用分层填筑、逐层碾压的方法进行填筑。首先从基底至路堤顶面进行第一次分层填筑，然后三个填筑区不同的填筑方法相互配合，使得对于高填方的土石路堤的填筑不仅能保证路堤的压实质量和稳定性，而且还能大幅度提高填筑施工的效率，缩减施工周期，经济效益好，实用性强。

Description

一种高填方的土石路堤的填筑方法

技术领域

本发明涉及筑路施工技术领域，具体涉及了一种高填方的土石路堤的填筑方法。

背景技术

《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610-2019)指出土石路堤“应分层填筑压实，不得倾填”的施工方法。在山谷相间、地形连绵起伏、地势起伏较大的山区，公路路基填筑一般就近将路堑开挖土石料堆填碾压利用，对于填方量较大的路段，按照现有技术常用的分层填筑分层压实的方法进行大面积填筑施工，会出现施工进度缓慢，人工、设备等应用造成施工费用高的问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术高填方土石路堤的填筑方法存在的施工速度慢、经济效益差的问题，提供一种高填方的土石路堤的填筑方法。本发明提供的土石路堤的填筑方法对于高填方情况填筑不仅能保证路堤的压实质量和稳定性，而且还能大幅度提高填筑施工的效率，缩减施工周期，经济效益好，实用性强。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高填方的土石路堤的填筑方法，从基底向上进行分层填筑，每层为一个填筑单元层；

每个填筑单元层的厚度为4m～4.5m，每个填筑单元层包括第一填筑区、第二填筑区和第三填筑区；所述一填筑区和所述第二填筑区分别紧邻设置于所述第三填筑区的两侧；

所述第一填筑区包括填筑单元层的第一侧边坡坡顶向内2m～3m宽区域及第一侧边坡坡面区域；

所述第二填筑区包括填筑单元层的第二侧边坡坡顶向内2m～3m宽区域及第二侧边坡坡面区域；

每个填筑单元层采用土石填料进行填筑，第三填筑区采用一次松铺后夯实的方法进行填筑，第一填筑区和第二填筑区采用分层填筑、逐层碾压的方法进行填筑。

本发明提供的高填方的土石路堤的填筑方法，首先从基底至路堤顶面进行第一次分层填筑，而每一个填筑单元层又分成了三个填筑区，第三填筑区采用一次性松铺后强夯的填筑法，第一填筑区和第二填筑区采用的是分层填筑及逐层碾压的填筑法，三个填筑区不同的填筑方法相互配合，使得对于高填方的土石路堤的填筑不仅能保证路堤的压实质量和稳定性，而且还能大幅度提高填筑施工的效率，缩减施工周期，经济效益好，实用性强。其中，对于每个填筑单元层的厚度发明人进行了大量的实验研究发现，当厚度过大时，第三填筑区压实度达不到标准要求，厚度过小，施工效率不能明显提高，实用性不好。

进一步的，高填方的土石路堤是指土石路堤边坡的高度≥30m的路堤。

进一步的，土石路堤是指采用土石填料作为填料填筑的路堤。进一步的，所述土石填料为硬质、中硬与软质岩石的混合物。其中，硬质、中硬及软质岩石的判断标准如《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610-2019)中所规定。进一步的，所述土石填料的粒径≤60cm。选择合适的土石填料粒径可以有效的保证路堤的填筑质量。优选地，所述硬质、中硬填料的粒径为30cm～40cm。进一步的，土石填料的含水量控制在最佳含水率的±2％内。

进一步的，从基底至路堤顶面进行分层填筑，每层为一个填筑单元层，在每个填筑单元层填筑完成后再进行下一个填筑单元层的填筑。

进一步的，高填方的土石路堤填筑前，对基底进行处理，主要包括以下步骤：清除地表植被及浅层覆盖土，对基底范围内的坑、洞、穴等进行填平及压实处理。

进一步的，每个填筑单元层的填筑方法主要包括以下步骤：

步骤1、在第三填筑区松铺4m～4.5m高的土石填料；对第一填筑区和第二填筑区进行分层填筑、逐层碾压施工；其中，第一填筑区和第二填筑区的分层填筑中，每层松铺土石填料的厚度≤1m；

步骤2、当第一填筑区和第二填筑区的填筑高度达到第三填筑区中松铺的土石填料的高度后，对所述步骤1中第三填筑区松铺的土石填料进行夯实。

进一步的，每个填筑单元层的填筑方法主要包括以下步骤：

步骤1、在第三填筑区松铺4m～4.5m高的土石填料；同时，分别在第三填筑区的两侧同时进行第一填筑区和第二填筑区的分层填筑、逐层碾压的施工，其中，第一填筑区和第二填筑区的分层填筑中，每层松铺土石填料的厚度≤1m；

步骤2、当第一填筑区和第二填筑区的填筑高度达到第三填筑区中松铺的土石填料的高度后，对所述步骤1中第三填筑区松铺的土石填料进行夯实。

每个填筑单元层的填筑过程中，采用上述步骤顺序可以保证整个填筑过程的高效进行，保证每个填筑单元层的压实质量和结构的稳定性。

进一步的，所述步骤1中，第一填筑区和第二填筑区的分层填筑中，每层碾压后的厚度为65cm～70cm。

进一步的，所述步骤1中，逐层碾压施工过程中，沿路基纵向进行碾压，碾压过程中先两边后中央平行碾压，前后两次轮迹重叠三分之一以上。进一步的，所述步骤1中，逐层碾压施工过程中，先静压一遍，碾压速度控制在1.5～1.7km/h；之后振压4～6遍，碾压速度控制在2.0～2.5km/h；最后再静压一遍，碾压速度控制在1.5～1.7km/h。进一步的，碾压过程中，严禁在已完成或正在碾压的路段上进行调头和急刹。

进一步的，所述步骤2中，对第三填筑区填铺的土石填料采用两遍点夯的方法进行夯实，夯点间隔分布于第三填筑区的顶部，相邻两个夯点之间的间距为3m～4m，单击夯击能为3500～4000kN·m。两遍点夯的方法进行夯实可以高效的保证第三填筑区压实度达到设计要求，且施工进度加快，大大缩减施工周期。

进一步的，所述步骤2中，两遍点夯过程中，第二遍点夯的夯点位于第一遍点夯的相邻两个夯点之间。

进一步的，每遍点夯过程中，每个夯点进行点夯的次数≥8次，最后两次点夯的平均夯沉量不大于5cm。

进一步的，所述步骤2中，完成第一遍全部夯点点夯后，及时将夯坑周围填料推至夯坑内，使夯坑内的填料与周围填料相平，然后，间隔至少12h之后，进行第二遍夯点施工。

进一步的，所述步骤2中，对第三填筑区填铺的土石填料进行夯实后，采用灌砂法对压实度进行检测，采用重型动力触探对承载力进行检测。本发明提供的填筑方法使用的检测方法降低了检测的繁琐性，更便于进行质量检测，有效保证了施工进度。

进一步的，相邻两个填筑单元层中，第三填筑区中的夯点为错开设置，上层的夯点与下层的夯棱进行重叠设置。上下两层夯点错开位置，使上层夯点与下层夯棱重合，上层强夯施工对夯棱位置可起到补充压实作用。

进一步的，所述高填方的土石路堤的填筑过程中，当施工至路堤顶部向下6m～8m深度范围内采用分层填筑、逐层碾压的施工方法，其中，且每层填铺土石填料的厚度≤1m。此时，在高填方的土石路堤的整个填筑过程中，先从基底向上进行较大厚度的分层填筑，每一个较大厚度的分层为一个填筑单元层，下面一层较大厚度的填筑单元层完成后，再向上依次进行下一层的填筑单元层的填筑，直至路堤顶面向下6m～8m的深度范围内进行较小层的分层填筑，并每小层填筑后进行碾压填筑。下部较大的分层填筑，最上层较小的分层填筑相配合，可以保证整个路堤的稳定性和均匀性，从而有效的保证了路堤的质量稳定。进一步的，分层填筑中，每层碾压后的厚度为65cm～70cm。

进一步的，逐层碾压施工过程中，沿路基纵向进行碾压，碾压过程中先两边后中央平行碾压，前后两次轮迹重叠三分之一以上。进一步的，逐层碾压施工过程中，先静压一遍，碾压速度控制在1.5～1.7km/h；之后振压4～6遍，碾压速度控制在2.0～2.5km/h；最后再静压一遍，碾压速度控制在1.5～1.7km/h。进一步的，碾压过程中，严禁在已完成或正在碾压的路段上进行调头和急刹。

进一步的，所述土石路堤的压实度≥93％，承载力≥220kPa。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的高填方的土石路堤的填筑方法，首先从基底至路堤顶面进行第一次分层填筑，而每一个填筑单元层又分成了三个填筑区，第三填筑区采用一次性松铺后强夯的填筑法，第一填筑区和第二填筑区采用的是分层填筑及逐层碾压的填筑法，三个填筑区不同的填筑方法相互配合，使得对于高填方的土石路堤的填筑不仅能保证路堤的压实质量和稳定性，而且还可以提高施工速度至常规填筑方法的施工速度的4倍，大大缩减施工周期，经济效益好，实用性强。

附图说明

图1是路堤剖视结构示意图。

图2是一个填筑单元层的剖视结构示意图。

图3是一个填筑单元层顶部俯视结构示意图。

图4是第三填筑区顶部夯点点位分布示意图。

图标：1-填筑单元层；2-第一填筑区；3-第二填筑区；4-第三填筑区。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

湖北十堰市某公路工程，位于山谷相间、地形连绵起伏、地势起伏较大的山区，主线采用设计速度80km/h、一般路基宽度55m。该项目高填方路堤共9处，最大填筑高度达80m，填方主要利用路基挖方中的白云岩、片岩等及其风化物作为路堤填料，路堤压实度要求不低于93％，工期紧。现场取样以土石混合料作为填料，简称土石填料。土石填料中，硬质、中硬填料的粒径为30cm～40cm。土石填料的含水量控制在最佳含水率的±2％内，当土石填料含水率超出+2％的范围，将填料用推土机摊开，晾晒；当低出-2％的范围，将填料摊铺后，用洒水车洒水调湿。

《公路路基施工技术规范》(JTG/T 3610-2019)指出土石路堤“应分层填筑压实，不得倾填”，对于常见的土石路堤的填筑方法往往采用分层填筑、逐层碾压的方法，每层松铺的厚度不超过1m，但是对于这种高填方的路堤来讲，采用常规的方法施工进度太慢，施工周期过长，费时费力，经济效益差，实用性差，于是该公路工程采用以下填筑方法，该填筑方法可将施工速度提高4倍。

一种高填方的土石路堤的填筑方法，首先，对基底进行常规处理，包括清除地表植被及浅层覆盖土，对基底范围内的坑、洞、穴等进行填平及压实处理。

然后，由图1所示，从基底至路堤顶面方向进行分层填筑，每层为一个填筑单元层1，在每个填筑单元层1填筑完成后再进行下一个填筑填筑单元层1的填筑；每个填筑单元层1的厚度为4.5m，每个填筑单元层1包括第一填筑区2、第二填筑区3和第三填筑区4；所述一填筑区2和所述第二填筑区3分别紧邻设置于所述第三填筑区4的两侧；

由图2和图3所示，所述第一填筑区2包括填筑单元层1的第一侧边坡坡顶向内2m～3m宽区域及第一侧边坡坡面区域；所述第二填筑区3包括填筑单元层1的另一侧边坡坡顶向内2m～3m宽区域及另一侧边坡坡面区域；第一侧边坡和第二侧边坡为如图3所示，沿A方向的路堤的左右两侧。

每个填筑单元层1的填筑方法主要包括以下步骤：

步骤1、在第三填筑区4松铺4.5m高的土石填料；同时，分别在第三填筑区4的两侧同时进行第一填筑区2和第二填筑区3的分层填筑、逐层碾压的施工，其中，第一填筑区2和第二填筑区3的分层填筑中，每层松铺土石填料的厚度0.8m，每层碾压后的厚度为65cm～70cm。逐层碾压施工过程中，沿路基纵向进行碾压，路基纵向为图3中箭头A所指的方向。碾压过程中先两边后中央平行碾压，前后两次轮迹重叠三分之一以上。逐层碾压施工过程中，先静压一遍，碾压速度控制在1.7km/h；之后弱振一遍，强振5遍，碾压速度控制在2.0km/h；最后再静压一遍，碾压速度控制在1.7km/h。碾压过程中，严禁在已完成或正在碾压的路段上进行调头和急刹。

步骤2、当第一填筑区2和第二填筑区3的填筑高度达到4.5m后，对所述步骤1中第三填筑区4松铺的土石填料进行夯实，具体的夯实方法是对第三填筑区4填铺的土石填料采用两遍点夯的方法进行夯实，夯点间隔分布于第三填筑区4的顶部，相邻两个夯点之间的间距为4m，单击夯击能为4000kN·m。每遍点夯过程中，每个夯点进行点夯的次数10次，最后两次点夯的平均夯沉量4～5cm。完成第一遍全部夯点点夯后，及时将夯坑周围填料推至夯坑内，使夯坑内的填料与周围填料相平，然后，间隔12h之后，进行第二遍夯点施工。其中，相邻两个填筑单元层1中，第三填筑区4中的夯点为错开设置，如图4所示，图4中I标记的虚线夯点的位置为下层填筑单元层1中第三填筑区4中的夯点位置，虚线夯点分为A和B，A为第一遍点夯施工的夯点位置，B为第二遍点夯施工的夯点位置，第二遍点夯夯点位置位于第一遍点夯相邻夯点之间。图4中II实线夯点的位置为上层填筑单元层1中第三填筑区4中的夯点位置，实线夯点分为A和B，A为第一遍点夯施工的夯点位置，B为第二遍点夯施工的夯点位置，第二遍点夯夯点位置位于第一遍点夯相邻夯点之间。如图4所示，上下两层填筑单元层1中，夯点错开位置，使上层夯点与下层夯棱重合，上层强夯施工对夯棱位置可起到补充压实作用。

步骤3、路堤顶部向下8m范围内采用分层填筑、逐层碾压的施工方法，其中，每层填铺土石填料的厚度0.8m，完成整个路堤的填筑。

本发明提供的高填方的土石路堤的填筑方法，首先从基底至路堤顶面进行第一次分层填筑，而每一个填筑单元层1又分成了三个填筑区，第三填筑区4采用一次性松铺后强夯的填筑法，第一填筑区2和第二填筑区3采用的是分层填筑及逐层碾压的填筑法，三个填筑区不同的填筑方法相互配合，使得对于高填方的土石路堤的填筑不仅能保证路堤的压实质量和稳定性，而且可以提高施工速度至常规填筑方法的施工速度的4倍，大大缩减施工周期，经济效益好，实用性强。

其中，所述步骤2中，对第三填筑区4填铺的土石填料进行夯实后，采用灌砂法对压实度进行检测，采用重型动力触探对承载力进行检测。分别反开挖检测下挖1m、2m、3m处的承载力及压实度，每层各5个点，顺序依次是夯坑之间的棱、夯坑、夯坑之间的棱、夯坑、夯坑之间的棱，从左至右依次编号1#、2#、3#、4#、5#检测点，5个点的相对位置如图4所示。

压实度是控制及评价路基施工质量的重要指标，本项目依托工程采用一级公路标准，依照现行《公路路基设计规范》(JTG D30—2015)规定，下路堤的压实度应不小于93％。圆锥动力触探试验是岩土工程勘察中常用的一种原位测试方法，分为轻型、重型和超重型三种具体的类型；在地基勘察、地基处理质量检验、粗粒土分类等方面有广泛的应用。本项目采用重型圆锥动力触探试验(技术指标见表1)检测路基的承载力，其锤击数与承载力的对应关系见表2。表3为压实度的测试结果，表4为承载力的测试结果。

表1重型圆锥动力触探技术指标

表2锤击数与承载力对应表

击数N63.5	3	4	5	6	7	8	10
								承载力R(kPa)	140	170	200	240	280	320	400

表3压实度检测结果

表4承载力检测结果

注：表中锤击次数N_63.5与承载力的换算关系依据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)规定。

从表3中可以看出，相对较浅反开挖平面内夯坑底部测点压实度明显大于夯坑之间测点压实度，随着反开挖深度增加，各测点的压实度有所增加，至反开挖3m时各测点压实度全部合格(≥93％)。

从表4中可以看出，承载力均满足设计要求(≥220kPa)。通过对填方断面提前布置夯点，上下两层夯点错开设置，使上层夯点与下层夯棱重合，强夯施工可再次对下层夯棱位置进行压实，弥补了夯棱压实度不足，同时提高了承载力，达到高填方土石路堤填筑快速施工的目的。

对比例1

对比例采用实施例1相同的路堤填筑方法，不同之处在于，对比例1每个填筑单元层的厚度为8m，即每个填筑单元层中第三填筑区土石填料松铺的厚度为8m，对于第三填筑区松铺层夯实的方法与实施例1相同。

两遍点夯完成后进行反开挖检测承载力及压实度，松铺厚度8m试验段依次开挖2m、4m、6m。每层各检测5个点，顺序依次是夯坑之间的棱、夯坑、夯坑之间的棱、夯坑、夯坑之间的棱，从左至右依次编号1#、2#、3#、4#、5#检测点，压实度采用灌砂法检测，承载力采用重型动力触探检测，测试过程与实施例1相同。表5为压实度的测试结果，表6为承载力的测试结果。

表5压实度检测结果

表6承载力检测结果

从表5和表6的测试结果来看，对比例1中，反开挖2m时各测点的压实度均不合格，夯坑底部的压实度均大于夯坑之间点的压实度；反开挖4m时各测点所表现出来的变化规律与开挖2m时相似，但变化幅度稍小，夯坑底部测点的压实度达到了标准要求；反开挖6m时各测点压实度有所提高，变化幅度较小，合格率为60％。只有反开挖6m时各测点的承载力都满足要求，而反开挖2m、4m时均有部分测点的承载力小于220kPa，且夯坑之间测点的承载力均不合格，该试验段全部测点承载力的合格率为53％。

综合分析，对比例1中松铺厚度8m试验段的压实度和承载力达不到设计要求。由于对比文件1松铺深度较大，相同夯实方法受深度的限制，无法采用将上下两层夯点错开设置的方法改进夯实质量，无法达到合格的施工要求。实施例1中松铺厚度4.5m试验段，压实度和承载力基本可以达到设计要求，但在1～2m深度处夯坑之间的夯棱压实度稍不理想。在后续施工中，可将上下两层夯点错开设置，即下一层松铺4.5m后将本层夯坑之间区域作为夯点进行强夯，以避免夯棱压实度欠缺影响。因此，第三填筑区的松铺厚度在4m～4.5m时为优选厚度，厚度过低，没有较大的经济效益，厚度过高，虽然能提高整体的施工速度，但是路堤压实度和承载力难以合格。

优选地，对于路堤最高一级浇筑层即路面以下8m厚度范围采取分层填筑、分层碾压的施工工法，可以确保路堤填筑质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，从基底向上进行分层填筑，每层为一个填筑单元层（1）；

每个填筑单元层（1）的厚度为4m～4.5m，每个填筑单元层（1）包括第一填筑区（2）、第二填筑区（3）和第三填筑区（4）；所述第一填筑区（2）和所述第二填筑区（3）分别紧邻设置于所述第三填筑区（4）的两侧；

所述第一填筑区（2）包括填筑单元层（1）的第一侧边坡坡顶向内2m～3m宽区域及第一侧边坡坡面区域；

所述第二填筑区（3）包括填筑单元层（1）的第二侧边坡坡顶向内2m～3m宽区域及第二侧边坡坡面区域；

每个填筑单元层（1）采用土石填料进行填筑，其中，第三填筑区（4）采用一次松铺后夯实的方法进行填筑，第一填筑区（2）和第二填筑区（3）采用分层填筑、逐层碾压的方法进行填筑；其中，对第三填筑区（4）填铺的土石填料采用两遍点夯的方法进行夯实，夯点间隔分布于第三填筑区（4）的顶部，相邻两个夯点之间的间距为3m～4m，单击夯击能为3500～4000kN·m；相邻两个填筑单元层（1）中，第三填筑区（4）中的夯点为错开设置，上层的夯点与下层的夯棱重叠设置。

2.根据权利要求1所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，每个填筑单元层（1）的填筑方法主要包括以下步骤：

步骤1、在第三填筑区（4）松铺4m～4.5m高的土石填料；对第一填筑区（2）和第二填筑区（3）进行分层填筑、逐层碾压施工；其中，第一填筑区（2）和第二填筑区（3）的分层填筑中，每层松铺土石填料的厚度≤1m；

步骤2、当第一填筑区（2）和第二填筑区（3）的填筑高度达到第三填筑区（4）中松铺的土石填料的高度后，对所述步骤1中第三填筑区（4）松铺的土石填料进行夯实。

3.根据权利要求2所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，所述步骤1中，逐层碾压施工过程中，沿路基纵向进行碾压，碾压过程中先两边后中央平行碾压，前后两次轮迹重叠三分之一以上。

4.根据权利要求3所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，所述步骤1中，逐层碾压施工过程中，先静压一遍，碾压速度控制在1.5~1.7km/h；之后振压4～6遍，碾压速度控制在2.0~2.5km/h；最后再静压一遍，碾压速度控制在1.5~1.7km/h。

5.根据权利要求1所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，每遍点夯过程中，每个夯点进行点夯的次数≥8次，最后两次点夯的平均夯沉量不大于5cm。

6.根据权利要求1所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，完成第一遍全部夯点点夯后，及时将夯坑周围填料推至夯坑内，使夯坑内的填料与周围填料相平，然后，间隔至少12h之后，进行第二遍夯点施工。

7.根据权利要求1所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，所述高填方的土石路堤的填筑过程中，当施工至路堤顶部向下6m～8m深度范围内采用分层填筑、逐层碾压的施工方法，且每层填铺土石填料的厚度≤1m。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的高填方的土石路堤的填筑方法，其特征在于，所述土石路堤的压实度≥93%，承载力≥220kPa。

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