填石路基施工技术指南

百色至罗村口高速公路石方填方路基施工技术指南

1 总则

1.0.1 目的

为指导石方填方路基施工，编制切实可行的施工技术方案，保证路基强度和稳定性，提出本指南。

1.0.2适用范围

本指南适用于百色至罗村口高速公路石方填方路基的施工及质量管理，与该项目有相似情况的路段也可参照使用。

1.0.3 主要技术内容

本技术方案指南包括：石方填方路基填料的技术要求、石方填方路基的综合处治方案、石方填方路基施工工艺和石方填方路基压实质量检验方法。

1.0.4指导思想和原则

通过填料、填筑工艺、质量检验控制和采取综合技术措施，保证路基强度，减少路基变形，防止路基产生较大的沉降、差异沉降和渗透破坏。制定方案时坚持质量第一、具体问题具体分析、因地制宜、就地取材的原则。

1.0.5相关规范

本指南应与招标文件《技术规范》及设计图纸一起阅读，执行本指南，沿应符合行业有关技术标准、规范的规定。

2术语、符号

2.1术语

2.1.1岩石

是自然界各种矿物的集合体，具有一定的矿物成分和结构，物质成分间有坚固的联结。

2.1.2软岩

强度低、孔隙率大、胶结度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨

胀性矿物的松、散、软、弱岩石或岩块，在工程力作用下能产生显著塑性变形或破碎作用。该类岩石主要包括泥岩、页岩、粉砂岩、泥质矿岩等。

2.1.3压缩率

岩石填料压实后，单位松铺厚度的压缩变形百分率。是压实沉降量与松铺厚度的百分比。

2.1.4固相体积率

单位体积岩石填料中固相岩石颗粒的体积百分率。

3填料的技术要求

3.1一般规定

3.1.1岩石填料的分类

岩石填料按抗压强度划分为硬质岩和软质岩两大类，如表3.1。岩石强度采用尺寸为50×50×50mm的立方体试件饱水抗压强度试验确定。

表2.1岩石填料按强度分类

3.1.2岩石填料的适用范围

用于路基填方材料的岩石，其饱水抗压强度应不低于15MPa。当其抗压强度小于规定要求时，应进行CBR试验，CBR不低于15%。不满足要求时，应按填土的要求检验和控制。

石方路基的基底、边坡、结构物回填不应使用软和极软岩石填料，上路堤和上下路床设计采用加工碎石填筑时，应采用硬质岩石加工。

3.1.3岩石填料的级配应符合发下要求：

（1）用于路基主填区的岩石填料，其最大粒径对于硬质岩石不应大于50cm，对于较软岩石不应大于30cm，对于软岩石不应大于20cm，对于极软岩石不应大于10cm。用于路床和结构物回填的岩石填料，最大粒径不应大于8cm.。用于边坡码砌的岩石填料，最大粒径不大于80cm.。

（2）用于路基主填区岩石填料中20mm以下的细粒料的比例不低于10%，一般应为10%～40%；大于200mm的巨粒料的比例不应高于40%；0.074mm以下的颗粒比例不应大于10%。

（3）用于路床和结构物回填的岩石填料，其5mm以下的细料比例应为20%～40%，0.074mm以下的颗粒比例不应大于10%。

（3）用于边坡码砌的岩石填料，30cm以上的巨粒料比例不少于70%，填隙用的中粒料粒径应大于10cm，其比例不应超过30%。

（4）用于路基主填区的岩石填料，不均匀系数应为5～40；用于基底、路床、结构物回填和边坡时，不均匀系数宜为10～20。

（5）浸水石方填方路基可采用块石码砌或级配料填筑。采用块石码砌时，与边坡的要求相同；采用级配料填筑时，其最大粒径不宜大于20cm，小于5mm 的颗粒比例不少于30%，小于0.074mm颗粒的比例不大于10%。

（6）反滤层粒料20%通过量时的粒径为10～40mm，与被保护的填料20%通过量时的粒径的比值为2～4。

（7）在石方填方路基上填筑细粒土时，若粗粒料的R15/F85＞5，应设过渡层，过渡层应满足M15/F15＞5，M15/F85＜5。其中R为粗粒料，M为过渡层粒料，F为细粒料，加上数字表示该通过率对应的粒径。

3.1.4 岩石填料的压碎性和细化率应符合以下要求：

（1）采用粒径为10～20mm的加工碎石进行压碎值试验，其压碎值不宜大于40%。压碎值试验按基层材料的有关试验方法进行。压碎值大于40%时，应进行细化率试验。

（2）软岩类填料应进行细化率试验，采用粒径为20～40mm，用重型击实方法击实98次制作试件，施加荷重300kPa，在1050C条件下烘8h，浸水24h，进行干湿循环试验，3次循环后通过2mm的干重与原试件的干重的百分比表示细化率，不宜大于40%。

3.2填料应用

3.2.1基底处理应符合以下要求：

（1）基底的承载能力应满足不同路基高度的要求，路基高度小于10m时，基底承载力不宜低于150kPa；路基高度为10～20m时，基底承载力不宜低于

200kPa；路基高度大于20m时，宜填筑在岩石基底上。基底强度应均匀，岩石和细粒土混合基底，应加强细粒土部位，降低承载力的差异。

（2）细粒土基底上的填石路堤应设过渡层，过渡层材料应符合3.1.3(7)的要求，厚度为30～50cm。

（3）岩石和细粒土混合基底，应将岩石炸平，并在细粒土部位设过渡层。基底为石牙状时，应将石牙炸除不少于80cm，并用岩石填料置换细粒土，形成均匀、平整的岩石混合基底。

3.2.2 路基主填区可用各种符合要求的填料填筑，但不应采用细粒土和填石混杂或夹层填筑。细粒土用于填石路基的上部时，应在两层之间设过渡层，过渡层厚度为30～50cm。细粒土不宜用于填石路基的下部填筑。

3.2.3 边坡处理应符合以下要求：

（1）硬质岩填方路基的边坡应采用码砌边坡，码砌厚度为60～100cm。填方高度大于10m时，应设台阶分级，每级台阶高度为8～10m，台阶宽度为2～3m，边坡坡度自上而下依次为1:1.5；1:1.75；1:2.0；1:2.5。在边坡上进行植物绿化时，可在台阶上铺60～80cm的种植土，并应做好种植土层的保水、排水和防止水土流失的措施。

（2）软质岩填方路基边坡应采用浆砌片石护坡或客土植物绿化边坡。边坡高度不宜大于15m，边坡高度大于8m时应设台阶分级，台阶高度最大不大于8m，台阶宽度为2～3m，边坡坡度自上而下依次为1:1.5；1:2.0。浆砌片石护坡或客土植物绿化边坡应符合设计要求。

3.2.4石方填方路基的路床与路堤之间应设过渡层，过渡层粒料的级配应符合3.1.3(7)的要求，路床填料的级配应与过渡层填料相适应，最大粒径和CBR值应符合规范要求。

3.2.5浸水石方填方路基填料应符合 3.1.3(5)的要求，填筑高度应高于设计水位以上50cm。采用码砌工艺施工时，路堤边坡应采用浆砌护坡；采用填筑工艺施工时，路堤底部应码砌一层厚50cm的块石，其上设两层厚度各为30cm的反滤层后再填筑岩石填料，路堤边坡浸水部分以上50cm应设2～3层厚度不少于30cm 的反滤层。

3.2.6 反滤层的材料应符合3.1.3(6)的要求。用于填筑层的反滤层不少于两层，

各层厚度不少于30cm 。用于边坡的反滤层，应根据反滤要求设2～3层，各层厚度不少于30cm 。

4 石方填方路基的施工工艺

4.1一般规定

4.1.1 极软岩石填料可采用大型推土机开挖，其余强度的岩石填料应采用爆破开挖。应控制20cm 以上的大块率不多于40%，超尺寸粒径应在料源就地解小。

4.1.2 宜采用挖掘机装料，大型自卸汽车运输，运输硬质岩石填料的自卸汽车应配有足够的备用轮胎。

4.1.3 应采用大型推土机摊铺。最大松铺厚度不应超过表4.1的规定

表4.1 石方填方路基的最大摊铺松铺厚度 (cm)

4.1.4 应采用最大粒径为10cm 以下的石渣或碎石填隙，使级配符合要求。填隙料的比例应根据开挖出的石料级配确定。

4.2填石路基压实

4.2.1 应采用振动碾压实，振动碾为牵引式或自行式，可为平碾或凸块式振动压路机，碾轮轴重不小于100kN ，激振力不小于250kN ，振动频率为18.3～35Hz ，振幅为1.54～1.66mm 。

4.2.2 压实能量应不小于重型压实标准2.683/cm J ，按下式计算：

BLh

nN V L F W a E 1)2(2+= 式中，E — 振动碾的压实能量，3/cm J ；

a —振幅，mm ；

W — 振动轮的轴重，kN ；

F—激振力，kN；

n—振动频率，Hz；

N—振动碾压遍数；

cm/；

V—振动碾压速度，s

L—振动轮接地长度，cm；

B—压实宽度，可取D，cm；

h—压实层厚度，cm；

D—振动轮直径，cm；

4.2.3 先采用平碾静压2遍，碾压速度为4～6h

km/，然后采用振动压路机振动压实，碾压速度不大于5h

km/。应优先采用凸块式振动压路机振动压实。不同压路机的振动压实遍数如表4.5.3。每5层及路基顶面宜采用冲击式振动压路机振动压实。路床部分应采用自行平碾式振动压路机振动压实。

表4.2.3 振动碾压遍数选用

4.2.4 超尺寸石料应辅以人工解小，直到尺寸符合要求。也可采用液压式冲击锤机械解小，以提高生产效率，不能解小的石块应运出施工现场。

4.2.5 码砌石料的尺寸应符合要求，石块大面朝下，大小咬合紧密，不得有任何松动现象。不得采用层铺法及填隙铺砌工艺。

4.3 硬岩填料压实质量管理

4.3.1 在料场进行质量管理，应测定料场石料的强度、级配、视比重、吸水率，每个料场每5万立方米至少应进行一次试验，爆破方法改变时，应重新测定石料级配。

4.3.2 石料的松密度按下式计算：

s u G C )46.01(80-=ρ

式中，0ρ—石料的松密度，3/cm g ；

u C —石料的不均匀系数，一般为1～5；

s G —石料的毛体积密度，3/cm g 。

4.3.3岩石填料的最大干密度应采用规定吨位的压实设备，按表4.2.3的振动压实遍数振动压实，按下式计算： max

0max 1ερρ-=d 式中，m ax d ρ— 最大干密度，3/cm g ；

m ax ε—标准压实试验的最大压缩变形率，%。

没有压实试验数据时，也可参照下式估算填石料的最大干密度：

s u d G C )30

.01(8'

max -=ρ

式中，'u C —石料压碎后的不均匀系数。

4.3.4现场测定压实沉降变形率，压实后填料的干密度d ρ按下式计算：

ε

ρρ-=

10d 式中，ε—压实后实测的沉降率，%。 d ρ—压实后填料的干密度，3/cm g 。

4.3.5填料的压实度按下式计算：

ε

ε--=11max k 当不均匀系数较小的硬质岩石填料压缩变形率较小时，压实度计算式近似为：

max

11εε++=k 4.3.6碾压过程和完成后，应进行目视管理，检查岩石的大块数，每2000m 2检测6处，每处抽检1m 2的范围内尺寸大于20cm 的大块数不得超过10块。整个工作面内不得有超尺寸石块，否则应就地解小或挖除更换。

大块石料不得集中，压实后表面不得有宽度大于2cm 的缝隙，否则应将大块

石料分散，并填充嵌隙材料。摊铺后应用钢尺测量每层的松铺厚度，每20m 一个断面，每个断面4处，每处以3测点的厚度平均值作为测点厚度值。

应根据压实设备的轴重和激振力确定振动碾压的最少遍数，不得少于表

4.5.3的规定，不得有漏压现象。

4.3.7 每压实层应进行一次沉降测量，以评价压实情况，每20m 测一个断面，每个断面测4处。按照检测频率要求布置网格测点，以测点为中心，在正交的两轴上以25cm 的距离各选择1个辅助测点，以5个点的标高平均值作为该处的标高。以松铺标高与原标高之差为松铺厚度，以压实后标高与松铺标高之差为压实沉降量，沉降率为沉降量与松铺厚度的百分比。

4.3.8检测层的碾压沉降率应不小于8%，压实度代表值应不低于95%，极值不低于90%。

4.4软岩填料的压实质量管理

4.4.1填筑前应测定软岩填料的毛体积密度、强度、含水率等指标，确定压实标准。岩块强度小于15MPa 时，应解小过筛，进行填料的承载比试验和最大干密度试验。

4.4.2当岩块填料的强度大于15MPa 时，按硬岩的质量管理方法进行压实质量管理，否则应按软岩的压实特性进行管理。

4.4.3软岩填料的最大干密度应以固相体积率为85%时的干密度为标准，测定岩块的毛体积密度后，按下式计算：

S dm G 85.0=ρ

式中，dm ρ—最大干密度，3/cm g ；

s G —石料的毛体积密度，3/cm g 。

有条件时也可进行重型击实试验确定标准干密度，但与上式比较，取高值为压实控制标准。

4.4.4现场用灌砂法检验压实后的干密度，计算固相体积率不小于0.80。固相体积率按下式计算：

%100?=S d

S G V ρ

式中，S V —固相体积率，%。

可根据灌砂法试验结果，检验压实度大小，压实度计算公式为：

%10085.0?=S d

G k ρ

压实度应符合路堤和路床的相应压实度标准要求。现场应同时检验压实遍数、固相体积率及压实度，以最严格的为控制标准，不符合要求时应采取措施。可采取超重型振动压实、洒水补压、增加振动压路机的压实功并采用凸块式振动压路机振动压实等方法予以保证。

4.5土石混填压实质量管理

4.5.1土石混填材料主要指巨粒土与粗粒土混填、粗粒土与细粒土混填的情况，巨粒土与细粒土由于粒径相差过大，缝隙中的细粒土无法压实，不适用于混合填筑路基。

4.5.2巨粒土与粗粒土混合填筑时，可按填石路基的有关规定进行压实质量管理，当巨粒土为硬岩时，可按硬岩的压实控制方法进行压实控制，但压缩沉降变形率较大，应通过试验确定。

4.5.3粗粒土与细粒土混合填筑路基时，按《公路路基施工技术规范》的有关规定，建立含石量与最大干密度的关系曲线，现场根据含石量查曲线确定最大干密度采用值，计算压实度。

4.5.4土与石的分界线粒径采用5mm ，当5～10mm 的颗粒含量不足5%时，也可采用10mm 作为区分粒径。当含石量为0～30%时，可按下式计算最大干密度：

修正的最大干密度为：

max 525'max 11

d S w d P G P ρρρ-+=

修正的最佳含水量为：

)1(5'P W W OP OP -=

式中，'m ax d ρ—不同含石量时修正的最大干密度，3/cm g ；

m ax d ρ—5mm 以下细料的最大干密度，3/cm g ；

2S G —粗颗粒的干比重；

5P —粗颗粒的质量百分率，%；

'OP W —修正后的最佳含水量，%；

OP W —5mm 以下细料的最佳含水量，%。

当含石量为30～70%时，应通过不同含石量试验建立标准干密度与含石量

的关系曲线。当含石量超过70%时，可按照填石路基的质量管理方法进行压实质量管理，但压缩变形率应实测确定，含石为软岩时应实测固相体积率。