填石

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沉降过大，或出现变形模量差异而产生非均匀沉降，因而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。

填石一、填石路基的特性

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。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。

填石二、填石路基对地基的处理要求

1．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．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。

3．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。

4．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，为保证填石路基的整体稳定性，应对地基进行如下处理：

（1）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30cm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。

5．填石路基对地基压实的要求

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。

填石三、填石路基石质地基的处理方法

1．填石路基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。

2．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。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。

填石四、填石路基施工质量检测

填石路基施工质量检测方法

填石路基质量控制，不但要严格施工工序，保证路基填料合格, 施工规范, 压实机械、压实标准符合要求, 检测手段及频率符合要求, 填石路基的整体压实度、沉降差及稳定性等。填石路基施工现场中主要采用的质量检测方法有沉降差检测方法、密度检测法、弯沉检测法、压实度法、试验路段法、弹性模量法、沉降法、面波法、附加质量法等。

(1)沉降差检测方法是指路基压实完之后，测定压实层表面的测点早用标准吨位的压路机碾压前后的高程差即沉降差，用以评价路基压实质量的方法。一定荷载作用下压实层顶面沉降量稳定或小于某一范围内即说明路基压实到了密实状态。

(2)密度检测法。现场密度试验是较为直接的检测手段，在研究过程和质量验收阶段中它可以作为一种衡量标准来评价其它检测方法的效果和准确性。

(3)弯沉检测法。路基压实的最终目的是要求路床顶面检验时的路基整体强度-回弹摸量或弯沉值达到铺筑路面的要求。鉴于路基弯沉值对于路面设计的重要性和落锤式弯沉仪测定动弯沉的方便快捷,有必要探索填石路基施工质量的弯沉检测方法。

(4)压实度检测法。沿用填土路基质量检测方法的思路， 即采用路基填料的最大干密度作为压实标准，通过现场实测的填料干密度与最大干密度的比值即压实度的大小来检测施工质量。

(5)试验路段法是指对路基的施工过程进行质量管理检测，它通过修筑试验路段来确定填筑的厚度、压实机械和碾压遍数等若干关键施工参数，然后在随后的大面积正式施工中，依据这些参数来控制施工质量，从而替代质量检测。

(6)弹性模量法以变形控制为依据，路基在压实作用下强度得以提高，当弹性模量增到某一值时，其塑性变形越来越小剩余沉降量趋于稳定，即认为路基已密实。填石路基施工中填料的变形即为重要。

(7)压实计法由加速计、数据处理装置和指示表组成，速度计装在振动碾轴上，数据处理装置和指示表装在驾驶室，由于波形畸变的程度与土体压实程度之间存在一定关系，故可由此判断压实程度。

(8)面波依法以表面波理论为依据， 根据表面传播速度与材料密度、强度以及弹性模量等力学参数的良好相关性来对被检测体进行质量检测。

(9)附加质量法依据单自由度体系的震动原理， 将填筑体等效为“质量弹簧系统”，利用“附加质量”根据不同体系的振动频率求得地基土的参振质量，又由地层纵波传播速度与参振体积的关系求得参振体积，根据测点的质量和体积便可求的测点土体的密度。

(10)相对沉降量法。其检测方法是将仪器架设在路基外, 检测前后的仪器高度不变,碾压前后各侧点的读数差即为该点的相对沉降量。

填石路基的质量检测项目

填石路基在质量检测和施工单位自检项目中, 主要有下列项目需要检测：压实层厚和最大粒径、压实遍数、压实质量检测、平整度检测、表观质量检测、平整度检测、表观质量检测。

填石五、填石路施工工艺

1.选择路基填石路段。对填料的性质的选择会由于各个路段的不同而改变。填料的主要性质分为先后分层填筑和土石方交替填筑。为了确保路基的质量，在选择使用这两种填筑手法的时候，要进行必要的科学分析，选择合理的填筑方法。举个例子来说，在公路施工过程中，填石路基技术的使用时，要避免其表面裹有土层，易导致排水不通畅的现象，导致路基沉降。

2.对填石路基基底的处理。为了有效减少岩石与细粒土之间的承载力差异问题，施工人员在采用材料时，应选用岩石及细粒土的混合基底，这样可以加强处理细粒土的水平，使路基基底强度更加均匀。处理过程中，在路堤上要设置2之3层的锅炉层，遇到有岩石的路基，要先炸平，再设置过滤层，材料厚度也应控制在30到50厘米之间，遇到特殊情况，土工材料的选择也可以加强地基基底强度的均匀性。

3.摊铺填石路基。所谓摊铺填石路基也就是渐进式摊铺法，要先进行计划，划定一定的范围，用推土机进行初平施工，向前推移填料，并在已完成的工作面上堆放材料，再用同样的方法进行向前推平，使工作面平整，需要注意的是，每次推土机向前推进的距离不要超过3米，最后是填充工作，即填补石料之间的空隙，使用的材料通常是石渣或石屑，直到完全平整，没有空隙为止。人工铺填粒径25cm以上石料时，应先铺填大块石料，大面向下，小面向上，摆平放稳，再用小石块找平，石屑塞缝，最后压实。人工铺填块经25m以下石料时，可直接分层摊铺，分层碾压。

4.对填石路基的压实。填石路基的压实度受到很多方面的因素影响，基本因素是路基碾压厚度、压路机碾压速度、遍数以及填料的含水量等。其中对压实度影响较大的因素是路基碾压厚度，假设压实条件作用相同，土层的密实度会随着深度的增加而减少，表层最高可达5厘米。压路机的速度也会产生相应的影响，如果压路机的速度较慢，单位面积内的材料被碾压的时间也就越长，材料在被碾压时得到的能量也会越多。

填石六、对填石路基施工技术的控制

1.控制地基承载力。地基承载力的测量是进行所有施工技术的前提，只有地基承载力能够满足这些施工技术的施工条件，后续工作才可以继续进行。因而我们首先要做的工作就是对路基的承载能力进行测试，而相关的控制技术主要有以下几种方式：首先对地基承载力做好测试，在日常施工工程中，要求具有较高的地基承载力，而测试条件也较多，主要的参考指标有以下几点，填石路基的填筑高度若小于10米，在这个高度下，对地基的承载力进行测量，不能小于150kpa，如果填筑高度在10米到20米之间，相应的地基承载力要高 200kpa，如果填筑高度高于20米，相应的路基要在岩石基面上，才能满足相应的高强度。

2.对地基表面杂物的处理。路基填筑的过程中，将地面清理干净也是必不可少的要求。确保地面的干净程度，便于进行填筑工作。清理的相关要求是，先将地面的杂物和植物清理干净，如果是处于耕植阶段的地面，则需要将表土清除深至150毫米，有坑洞的地面要填满压实，确保地面是干净平整的。在路基密度方面也有一定的要求，如果路基基底土层比较松散，要将地面压实，确保其密度在90%以上，填石路基的高度在800毫米以下，压实密度要在95%以上。

3.控制石质地基。对于石质路基的施工操作，首先要遵循相关的规定，规范操作，用合理的操作方法确保施工的质量。有效的控制和监督也是施工顺利进行的另一保障。在技术方面，要注重提高和对技术的支持投入，可以提高施工效率，保证填石路基施工的正常进行。对于特殊地形，在施工上会有一定的难度，进而影响到施工的质量，我们可以采用找平和夯实特殊地面，根据地面的具体实际情况，随机应变，采取适当的特殊处理方法，保证地基的稳定性。

4.控制填石路基的质量。为了确保路基的稳定性和压实度等问题，需要相关的工作人员进行一系列的工作。首先专门的技术人员要对填石路基的质量进行监控，严格遵守相关的施工规范，对于每层石料的厚度、粒径、碾压速度、遍数也要进行严格、详细的记录，在施工的整个过程都要进行把关监控。即是根据沉压值和施工工艺管理的控制。高速公路、一级公路和铺设高级路面的其他等级公路的填石路堤均应分层填筑，分层压实。二级及二级以下且铺设低级路面的公路在陡峻山坡段施工特别困难或大量爆破以挖作填时，可采用倾填方式将石料填筑于路堤下部，但倾填路堤在路床底面下不小于1.0m范围内仍应分层填筑压实。

填石五、小结

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。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。

填石属于人工填土层，通常将粒径≥100mm，含量大于50%的卵（碎石）、混凝土块、桩头等称为填石层。多用于路基的修建。

编柳填石护坡。方格中填石，方格的各边与防护堤的轴线成450角。

抛填堆石坝(bulk rockfill dam),是堆石支承体用抛填方式进行施工的堆石坝。抛填方式又可分为水下抛填与基坑内栈桥抛填两种。大型振动碾问世后，抛填式堆石坝已被碾压式堆石坝所取代。

水下抛填多用于土石围堰的施工，先抛填截流戗堤,后在上游面依次抛填过渡层、反滤层、黏性土防渗墙,或在两个堆石支承体中间的砂砾中打钢板桩或混凝土防渗墙;基坑内栈桥抛填是20世纪60 年代以前建造堆石坝的传统施工方式,石料从10m以上的栈桥上抛向坝体，利用石块撞击密实堆石体,同时用高压水枪喷射,使受冲击的堆石体密实，耗水量巨大，约为堆石体积的3 倍。坝建成后堆石体的沉降量仍超过坝高的1%,易使防渗体产生裂缝。2100433B

在黄土高原丘陵沟壑区各级沟道中兴建缓洪拦泥淤填工程，用以拦蓄径流泥沙、控制沟蚀，充分利用水沙资源，改变农业生产基本条件，改善当填生态环境，促进区域经济发展，效果十分明显，是该填区人民群众首创的一项独特的水土保持工程措施;它不同于国外的留淤坝和拦沙坝，而是一种淤填种植的坝工工程，在中国晋、陕、蒙、甘等省（区）分布最多。

黄河中游填区，有着悠久的治沟打坝历史，劳动人民在与自然灾害的斗争中，创造了拦泥淤填、抗旱、增产的淤填坝。据历史记载，最早的淤填坝是自然形成的，即所谓天然聚湫，距今已有400多年的历史。人工修筑淤填坝，始于400年前的明代万历年间山西汾西一带。到了清代，晋西和陕北填区也开始筑坝。民国时期，中国近代水利先驱李仪祉先生，将淤填坝作为治理黄河的方略设想的组成部分。新中国成立以来，淤填坝逐渐发展成为改善当填农业生产条件的一项重要措施。20世纪70年代初，水坠法筑坝的试验成功，使工效成倍提高、成本大幅度降低（提高工效3-6倍，降低成本60%以上），从而使淤填坝建设得到了迅速发展，形成了"沟沟打坝、坝坝水坠"的局面。

干、支沟建设的淤填坝工程大多为群众自发兴建，由于缺乏技术指导，加之单坝规模偏小，多为“一大件”工程，防洪标准较低。有的工程没有经过设计，而且施工质量差，工程在运行中，每遇暴雨，往往一坝溃决，导致整个沟道连锁垮坝。1977~1978年，陕北填区发生了大面积暴雨，不少淤填坝水毁严重。为了认真总结经验教训，各填对淤填坝的规划布局、工程结构、设计标准、建坝顺序等进行研究，得出了一条经验，即:在修建淤填坝的小流域坝系内，选适当位置修建控制洪水的骨干坝工程，以提高沟道坝系的防洪标准。

骨干坝是指水土流失填区在坡面治理的基础上，为加强综合治理提高流域坝系的防洪能力，减少水毁灾害，而在支毛沟中兴建的控制性缓洪拦泥淤填工程（也通常称治沟骨干工程）。其作用是：保护下游小多成群的淤填坝，减轻下游危害，缓洪拦泥淤填，稳定沟床，防治沟壑侵蚀。