公路施工中“土夾石”路段路基綜合處理

袁和意

摘 要：文章針對國道某“土夾石“路段施工狀況，在路基填料的機械挖除破碎施工以及地質(zhì)條件特殊情況下，利用土石混合非均質(zhì)填料的壓實方法及保持成型措施三個方面的具體做法，對該路段進行科學化施工，文章對該路段施工技術進行總結，提出了一些改進措施和建議。

關鍵詞：土夾石；分層填筑；綜合處理

“土夾石”是指土石混雜無明顯界限，土石通過自身作用而形成穩(wěn)定的地貌土質(zhì)和含水量不同的坡層，“土夾石”也是地質(zhì)的通俗稱謂，具有無層理性、非均勻性、非連續(xù)性的特點。目前對土石混合非均質(zhì)填料的破解方式、壓實特性認識都還很不充分，在施工中稍有不慎就會致使工程留下難以處理的質(zhì)量隱患或造成巨大的經(jīng)濟損失等情況的發(fā)生。

路線途經(jīng)的濟南市南部地區(qū)地處泰沂山脈的北緣，山東境內(nèi)路段位于章丘市境內(nèi)，屬低山丘陵地段，“土夾石”挖方數(shù)量31萬立方。海拔高度一般在200-448m，地形起伏大，溝谷及沖溝發(fā)育，下切至基巖，基巖多裸露于地表，上覆第四季殘坡積層，溝谷及沖溝地勢相對較低。

1 路基施工存在的問題

“土夾石”路塹挖除方式和超粒徑石塊的破解探坑揭示，由于本段地質(zhì)屬于第四季殘坡積層，結構比較松散，土石互間無任何規(guī)律，巖石粒徑差別很大，有的粒徑超過2-3m，間有基巖，土質(zhì)為重粘土、亞粘土，間有高嶺土、粉質(zhì)土，土石比例變化大致在15%-40%之間，土體含水量在17%-25%范圍內(nèi)。由于土石混雜，成孔困難，且由于土石硬度差別巨大，土夾石中存在大量裂隙、裂縫、孔洞等，爆破只起到了對部分巖塊的松動作用，而不能形成對巖塊的有效擠壓破碎，之后的二次爆破更大大增加了施工成本。實驗證明爆破方式開挖路塹是不成功的，最后經(jīng)分析論證，選擇采用液壓破碎錘機械開挖破解方式，經(jīng)過有效的機械組合取得了比較滿意的實際應用效果。

土石混合料的壓實特性是大小顆粒在外力作用下克服顆粒間摩阻力產(chǎn)生位移的過程，即大小顆粒重新排列、相互擠壓，使孔隙體積減小，單位體積內(nèi)固體體積顆粒數(shù)量增加的過程。土石混合料的壓實不僅與顆粒的風化程度有關，而且與其含量有關。土體壓實干密度則由于細料的密實度及填充情況上升緩慢至粗料架空而下降。針對以上三種情況選擇采取三種不同的混合料組合方式及攤鋪方式，經(jīng)試驗路段確定相應的壓實遍數(shù)，并用壓沉值小于等于2mm共同作為壓實度控制的指標。

2 路基施工關鍵技術處理

2.1 提高液壓破碎錘施工效率的工作方法

利用液壓破碎錘進行大方量“土夾石”的開挖破解施工，由于機械費用投入較大，只有充分優(yōu)化機械組合，提高生產(chǎn)效率，施工過程中逐步摸索出了一些提高開挖破解效率的工作方法：碾壓破碎時時，用壓路機碾壓速度為2～4km/h，頻率30Hz左右。碾壓時由兩側開始向中間，并且每次要求錯輪1/3輪寬，并一直到壓實層頂面穩(wěn)定，無下沉，石塊緊密、表面平整無輪跡。對于有明顯空洞、孔隙的地方，要補充細料，再進行碾壓，對于碾壓后仍有松動的塊石，則用合適粒徑的小塊石嵌實，并用手錘敲緊。鋪填第一層填料并整平后，測控制點高程，從而得到松鋪厚度。用壓路機從邊到中進行碾壓，碾壓時先靜壓一遍再振動碾壓，記錄壓路機功率，碾壓速度不大于4km/h，并記錄碾壓速度，碾壓完一遍后測控制點高程，壓第二遍，直至后一層與前一層各控制點高程差平均值小于5mm、標準差小于5，則該填筑層已壓實，或用水袋法檢測。記錄總的碾壓遍數(shù)，鋪填第二層，第六層。中途停工路基表層及邊坡加以整理，保證填層表面無積水，填筑面要做成2～3%的橫坡，每層填筑經(jīng)現(xiàn)場檢測合格并簽認后，再進行下一層施工。

2.2 混填路基壓實質(zhì)量控制

由于土石混合料顆粒之間存在很不均勻的空隙，土石間的摩阻力較大，采用靜壓式壓路機效果不良，必須采用大噸位自行式振動壓路機，根據(jù)不同的材料組合情況采取不同的振幅才能有效減少顆粒間摩阻力，使粗細顆粒重新排列組合，較小顆粒在振動下產(chǎn)生位移充分填充顆粒間隙，混合體則被振動嵌擠密實。分層松鋪厚度不宜大于40cm并采用18-20T的重型振動壓路機比較合適。分層填筑：施工時，應注意路拱橫坡和超高設置準確。每層松鋪厚按40cm、50cm、60cm左右控制，選則最佳機具組合和經(jīng)濟合理。填石路堤的堆料和攤鋪同步進行，按水平分層，先低后高，先兩側后中央卸料，填石料直接堆放在攤鋪初平的表面上，由大功率推土機向前攤鋪平整，平整后用推土機來回碾壓，個別不平整的地方及石塊空間空隙以人工配合用細料充實找平。

填石料在推土機攤鋪初平后，對大粒徑塊石進行人工擺平，在擺放過程中，大塊石盡量貼近層底并大面向下，在同一位置大粒徑塊石不重疊堆放。攤鋪作業(yè)采用推土機進行粗平，平地機精平，不均勻處及坑洼處人工進行調(diào)整，做到填層面在縱向和橫向平順均勻，以保證壓路機碾壓輪表面能均勻接觸地面進行壓實。攤鋪整平過程中尤其注意防止填料離析，使每一攤鋪層填料中的粗細料攤鋪均勻、層面平整。

2.3 改進碎石化工藝技術

以上攤鋪厚度都應當控制在松鋪40cm以內(nèi)，并采用打入鋼釬標桿控制攤鋪厚度效果良好。美國的經(jīng)驗表明，采用碎石化之后，上面可以直接加鋪瀝青面層。碎石化的工藝是最徹底的解決反射裂縫的方案，在國外應用比較多。我國山東省最先引進這種設備，這幾年也有一些國產(chǎn)化的設備，所以在國內(nèi)有推廣應用的趨勢。碎石化有兩種設備，第一種稱為多錘頭破碎機。多錘頭破碎機，就是設備上有一系列重錘，在行走的過程中，被提升到一定的高度，落下來對板塊進行破碎，這種主要是重力破碎，也會產(chǎn)生一定的振動，另外耗能相對要高一些。另外一種，美國還有共振式破碎機，破碎機上有一個懸臂，懸臂上有一個破碎頭和路面進行接觸，這個設備的振動臂可以按照一定的振動和頻率進行振動，將頻率和振幅調(diào)整到共振的狀態(tài)，還能提高路面破損的效率，大大減少對路面振動的影響，這種方式破碎的效果比較好，而且耗能也比較低。目前這種設備在美國也有一些產(chǎn)品，在我們國內(nèi)應用的還比較少。

3 結束語

土夾石、泥包石類不良路基材料填筑路基的工程實踐說明：采用機械挖除破解方式時，優(yōu)化機械組合，充分發(fā)揮破碎錘的機械效率是保證經(jīng)濟效益的前提；區(qū)別不同粒徑組合范圍，采取不同的攤鋪方式是保證壓實度要求的根本。只有加強以上重點環(huán)節(jié)綜合應用才能在保證工程質(zhì)量的前提下獲得滿意的經(jīng)濟和社會效益。要運用科學的檢測手段進行工程質(zhì)量標準的驗證，必須由專業(yè)人員從事檢驗工作。尤其對路堤填筑、平整、碾壓完成后進行的密實度和地基系數(shù)的測定，應列為八流程的重要環(huán)節(jié)施行。認真做到在檢查填料中質(zhì)量、含水率、填筑厚度、填層面縱橫向平整均勻度、坡度、拱度等符合規(guī)定標準的基礎上，進行密實度和地基系數(shù)的測定。凡是沒有達到規(guī)定標準者，不予簽認。檢驗簽證程序：自檢合格后，報監(jiān)理工程師檢驗，檢驗合格，及時填寫工程檢查表和分項工程檢驗評定表，并經(jīng)質(zhì)檢工程師和監(jiān)理工程師簽證后，方可進行下道工序的施工。