浅议填石路基的地基处理

唐铜标
摘要：由于填石路基的填料比较坚硬，压实密度大，且透水性好，水容易从路面、边坡等部位进入基底而造成路基整体的不均匀沉降。同时，填石路基多修筑在山区，其填筑高度较大，地基承载力不足容易导致填石路基整体工后沉降过大，或出现变形模量差异而产生非均匀沉降。因此有必要针对填石路基地基的承载力提出较高的技术要求，尽量减少地基的压缩变形，以保证填石路基的稳定性。
关键词：填石路基，地基承载力，地基处理

一、填石路基土质地基的处理方法
（一）填石路基对地基承载力的要求
填石路基多修筑在地势险峻，沟壑纵横的山岭地区。由于线形的缘故，路堤的填筑高度较高，填方量大，再加上碎石填料本身的密度较大，路堤填筑体的自重荷载很大。这就对地基的承载力提出了较高的要求。同时，填石路基填料本身的工程特性也决定了对地基的特殊要求。就普通的填土路基而言，其填料颗粒之间具有一定的粘聚力，抗剪强度较低，填筑体本身的塑性较强。当地基由于承载力不足等自身原因发生较大不均匀沉降时，路基填筑体可以在一定范围内随着地基的沉降而共同沉降。但是填石路基的填料为粒径较大的碎石，颗粒之间基本上没有粘聚力，其抗剪强度多由颗粒之间的摩擦力与嵌挤力来形成，且强度较高，故填石路基在一定程度上可以看成是半刚性体。当地基的不均匀沉降程度较小时，颗粒之间的嵌挤作用可以保证路基的整体稳定性，避免其发生较大的变形沉降，路基总体上表现出一定的刚性。然而，当地基发生较大沉降，路基填筑体内部产生的剪应力大于路基的极限抗剪强度时，路基就会发生较大的剪切变形而失去稳定。由此可见，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后，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，如若地基承载力不足，必将会导致路基的坍塌和失稳，进而使路面产生病害破坏。而现行的《公路路基施工技术规范》中并没有对路基的地基承载力作出具体的规定，只是提到:“路堤基底应在填筑前进行压实，高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度不应小于85%。”然而保证基底的压实度就能否一定保证满足要求的地基承载力，本文认为这应值得研究。
本文就填石路基的地基处理要求现状，进行了大量施工现场和相关资料的调研工作。调研结果表明，由于目前很多设计及施工单位对此问题没有认真重视，在设计及具体施工过程中未对地基加以严格的要求与控制，从而导致路基在竣工后，甚至施工阶段中就由于地基的原因而发生变形破坏的现象一直存在。据此，本文在调研基础上，初步提出填石路基的地基承载力技术要求与处理要求:
1．填石路基的地基承载力技术要求
如上所述，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10m时，地基承载力不宜低于15OKPa;
(2)路基填筑高度为10-20m时，地基承载力不宜低于2OOKPa;
(3)路基填筑高度大于20m时，路基应宜填筑在岩石基底上。
2.填石路基的地基处理要求
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%，当填石路基高度大于80cm时，基底压实不应小于95%。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。本研究建议，过渡层填料的粒径组成应符合以下要求:M15/F15>5，M15/F85<5，其中M15为过渡层填料中通过率为15%的粒径，F15为地基细料土中通过率为15%的粒径，F85为地基细料土中通过率为85%的粒径。
（二）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3Ocm，以防止水对地基的不良影响。
（三）填石路基对地基坡度的处理要求
当原地基有一定的坡度时，为保证填石路基路基的整体稳定性，应对地基进行如下处理:
(l)在地基横坡陡于1:5的地段，应将原地面挖成宽度不小于1.0m，高3Ocm的搭接台阶，同时台阶进行内倾处理，然后进行平整压实，使基底强度和密实度达到设计要
求;
(2)在地基横坡缓于1:5的地段，当清除树根草皮或腐植土后，承载力满足要求时，可直接在天然地面上填筑填石路基。

二、填石路基石质地基的处理方法
（一）填石路墓石质地基的处理方法
一般认为石质地基较为理想，其承载力较大，能为填石路基的稳定性提供较为理想的支承保证。但是应当看到，如果对石质地基的要求过低或施工时处理不当，其承载力的不均匀现象仍然会对路基产生不利的影响。因此不应对填石路基的石质地基掉以轻心，放松要求，应确保石质地基的平整性与强度的均匀性。
（二）填石路基岩石和土混合地基的处理方法
在山区填石路基的施工现场经常会遇到岩石和细粒土混合地基。这种地基的强度很不均匀，同时其表面不易整平，如不采取必要的处理措施将会对路基的稳定性有较大的影响，尤其是路基填筑高度较高时，会增加不均匀沉降，导致路基路面产生破坏。故在路基填筑前应认真对待，合理处理。
对于岩石和细粒土混合的地基，主要问题是由于强度不同，存在承载力差异，故应提高细粒土部位的强度。具体处理方法是将岩石炸平，并在细粒土部位设过渡层。当基底为石牙状时，应将石牙炸除不少于80cm，并用岩石填料置换细粒土，以形成均匀，平整的岩石混合基底。这是因为若不炸掉岩石，细粒土部分无法压实，而且即使炸平岩石，也应用石料置换部分细粒土，置换一定厚度并高出原岩石面后才可进行有效压实。

三、结论
根据填石路基填料的工程特性，即填料多为粒径较大的碎石，颗粒之间基本上没有粘聚力，其抗剪强度多由颗粒之间的摩擦力与嵌挤力来形成，且强度较高，填石路基在一定程度上可以看成是半刚性体。当地基发生较大沉降，路基填筑体内部产生的剪应力大于路基的极限抗剪强度时，路基就会发生较大变形而失去稳定。填石路基对地基的不均匀沉降较为敏感。针对不同类型的地基，本章提出了相应的技术要求和处理方法，强调土质地基的地基承载力满足与否直接影响着填石路基的整体稳定性，同时，对于混合地基类型，强调保证其强度的均匀性和平整度是地基处理时的关键问题。

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