李 兵

黄岛区交通运输局，山东 青岛 266400

路基是公路工程的重要组成部分之一，其投资约占公路总体费用的35%及以上。路基工程施工的工期较长，约占总工期的50%。因此，无论是从投资还是从工期考虑，路基在公路工程施工中都占据重要地位，在公路的建设和使用中起基础性作用。路基土石方工程数量的计算、调配，施工工艺的合理选定将直接决定公路施工工期和效益。

1 公路路基土石方工程数量计算

1.1 土石方数量计算

（1）图纸设计土石方数量。土石方设计数量是一个几何数量，需按挖方、填方等项目分别计算。土石方设计数量通常采用平均断面法，即根据图纸标准横断面面积及其间距计算，横断面图中高于地面线部分为填方，低于地面线部分为挖方，填方和挖方体积应分别计算。依此计算的土石方数量为几何数量，利用挖方或借方作填方时，需考虑因压实、操作损耗而增加的土石方数量。

（2）施工组织增加土石方数量。施工组织设计核算土石方工程数量时，应充分考虑原地面清表、原地面压实、原地面自然沉降、为保证压实度而加宽填筑等因素的影响。

其一，清除表土，增加土石方数量（Q1）。清除表土为在路基用地范围内（填方路段长度×用地宽度）清除表面种植土和腐殖土工程量，根据实际清表情况确定平均清表厚度h1（单位为m），h1一般在0.1～0.2m。回填至原地面标高所需的工程量可按下列公式计算：

式中：L为清表路线长，m；B为清表宽度，m。

其二，填方路段基底压实以及耕地填前碾压，回填至原标高所需土石方数量（Q2），填方数量=碾压地面的面积×沉降量，可按下列公式计算：

式中：Q2为增加的工程方量，m3；F为填前压实的天然地面面积，m2；h2为沉降量，m。

式中：h2为土基压实产生的沉降量，m；P为有效作用力，N/cm2；C为土的抗沉陷系数，N/cm3。通常取12～15t压路机的有效作用力P＝66N/cm2计算，C的取值如表1所示。

表1 土的抗沉陷系数C的取值表 单位：N/cm3

其三，为了保证路基边缘压实度，需要加宽填筑的土方量（Q3）。在施工过程中，为了使路基边缘部分达到压实度标准要求，通常将填方边坡“帮坡”加宽后压实，《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610—2019）规定：“整修用机械填筑的路堤表面时，应将两侧超填的宽度土方切除。超过宽度允许值为砂性土0.2～0.3m，黏性土0.1～0.2m。”当公路路基处于平原微丘地形时，填方路段较长，“帮坡”部分工程数量可按下列公式计算：

式中：Q3为因加宽超填增加的数量，m3；L为填方段长度，m；H为填方段平均高度（竖直方向），m；k为帮坡宽度，水平横向且为双侧宽度，m。

其四，因路堤土体和地基自然下沉（工后沉降）增加土石方数量（Q4）。路基工程完成后，由于土石方自身重力影响，路基土体及原地基压密下沉，发生工后沉降，该沉降量乘以地基面积即增加的土石方量。工后沉降主要由路基填筑材料和施工质量决定，目前世界各国关于陆地填土的压密下沉，通常通过压实密度予以保证。日本经验认为，路基土体的压实沉降约为填土高度的0.1%～0.3%（砂性土）和0.5%～2.0%（黏性土）。

其五，施工组织增加填筑土石方数量计算如下：

1.2 路基土石方体积换算

路基工程设计图纸数量表中的挖方数量和填方数量是按照几何尺寸计算的天然密实方和压实方体积，施工组织增加填筑土石方数量（Q增）是压实方。在施工组织计算土石方数量时，应按压实方与天然密实方之间的系数进行换算。路基施工规范规定，土石挖方按天然密实方体积计算，填方按压实后的体积计算，填方包括利用挖方填方和借土填方。计算土石方调运数量时，当填方（利用方、借方）采用的挖方或借方为天然密实方时，应区分土、石类别按表1所示系数进行调整，压实方体积×换算系数=天然密实方体积；汽车运输、手扶拖拉机运输、铲运机运输应按如表2所示的运输系数调整。

表2 天然密实方与压实方间体积换算系数表

（1）将挖方中的余方远运利用。利用土方体积公式如下：

式中：Vt1、Vt2、Vt3为参与填方的挖余方中松土、普通土、硬土体积（图纸设计数量，天然密实方），m3；r1、r2、r3为各类土的换算系数，根据公路等级，从表2中选用。

挖余方中土方不够时，考虑利用石方，石方体积公式如下：

式中：Vs1、Vs2、Vs3为远运利用的挖余方中软石、次坚石、坚石体积（天然密实方），m3；r4为石方的换算系数，根据公路等级，从表2中选用。

（2）计算弃方数量和借方数量：

2 公路路基土石方施工机具选择

（1）根据工程规模、工地条件选择施工机械及其组合，通常采用挖掘机、装载机+自卸汽车的形式。（2）根据运输机械的经济运距选择机械，常用运输机械经济运距如表3所示。（3）自卸汽车与装车机械需合理组合搭配，保证各种机械发挥最大的组合效率。组配方法如表4所示。

表3 常用运输机械经济运距 单位：m

表4 自卸汽车吨位与装车机械斗容量搭配表

3 公路路基土石方调配方法

根据现场施工组织和经济运距，合理调配土石方。通过科学调配，做到各路段土石方综合平衡和利用，使从路堑挖出的土石方在经济调运条件下“移挖作填”，尽量减少路外借土和弃土，从而保护耕地，减少对环境的破坏。

土石方调配原则如下：（1）减少总运量，在半填半挖断面中，首先考虑横向挖、填平衡，再做纵向调配。（2）考虑土石方运输对桥涵施工的影响，应尽量减少上坡运土，不做跨越深沟调运。（3）根据地形和施工条件选择适当运输方式，确定经济运距，分析填方是远运利用还是借方。（4）“移挖作填”需考虑经济运距，综合考虑弃方或借方占地、青苗赔偿费用等影响。从当前土地管理政策来看，“移挖作填”虽超过经济运距，但所占用土地较少，还能够保护环境。

3.1 土石方调配的经济运距

通过确定土石方调配的经济运距，确认调运利用还是借土填筑。经济运距的计算式如下：

式中：L经为经济运距，km；B为借土单价，元/m3；T为远运运费单价，元/（m3·km）；L免为免费运距，km，指特定距离内，只按土石方数量计价而不另计算运费，与施工方式有关。

4 结束语

路基设计时应充分考虑土石方填、挖平衡，在不得已情况下才考虑借方和弃方。土石方调配是一项非常重要的施工组织设计工作，涉及施工工艺和施工机械选型，需考虑的社会和工程因素众多，只有在熟练掌握施工、造价、管理等综合知识的前提下，才能准确完整地计算土石方分类工程数量，加以科学调配，进而实现经济合理的施工目标。