填石路基施工技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用分析

盛巍巍

(江蘇蘇科建設(shè)項(xiàng)目管理有限公司)

0 引 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路網(wǎng)在山嶺重丘區(qū)的不斷延伸，由于山區(qū)各種巖性石料豐富，在公路施工的深挖以及隧道施工中會產(chǎn)生大量的碎石料，因而填石路堤施工項(xiàng)目在公路工程施工項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用不斷的普及。填石路基具有承載能力強(qiáng)、抗剪性能好、整體剛度高以及沉降變形小等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而對于提高路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及耐久性具有重要的作用。但是由于填石路基顆粒尺寸大、細(xì)集料含量少以及路基填料的粒組變異性強(qiáng)，同樣對施工作業(yè)管理也帶來了較大的困難。為了確保填石路基施工質(zhì)量，必須針對填石路基施工制定詳細(xì)的施工方案，尤其是在填石路基的壓實(shí)管理上，以確保填石路基工的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，提高公路整體建設(shè)水平。

1 填石路基施工技術(shù)準(zhǔn)備工作

(1)填石路基填料質(zhì)量控制。在填石路基的填料選擇上，嚴(yán)禁采用強(qiáng)風(fēng)化石料、崩解性巖石和鹽化巖石等石料，應(yīng)盡可能的避免使用膨脹巖石、易溶性巖石。在選用路基填料過程中，應(yīng)該對填料進(jìn)行飽水極限抗壓強(qiáng)度、壓碎值、吸水率、視比重以及飽水率等試驗(yàn)，確保填料滿足施工技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求。在路基填料的粒徑控制上，應(yīng)該確保路堤填料粒徑在500 mm 以內(nèi)，而且不超過路堤填高厚度的2/3，并控制不均勻系數(shù)在15～20 之間，對于路床范圍內(nèi)的路基填料，必須控制填料的粒徑在100 mm 以內(nèi)。此外，對于填石路基，由于在路床與路堤之間需要設(shè)置設(shè)過渡層，因此應(yīng)確保過渡層粒料的級配與路床填料的級配相適應(yīng)，最大粒徑和CBR 值滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。

(2)填石路基的基底處理。在進(jìn)行填石路基施工作業(yè)之前，首先應(yīng)該完成地表的清理，清除樹根、苗木，并回填路表的坑洞進(jìn)行碾壓處理。完成地表清理后，應(yīng)對基底承載力進(jìn)行試驗(yàn)檢測，在承載力要求的控制標(biāo)準(zhǔn)上，如果路基填高在10 m 以內(nèi)，應(yīng)控制承載力不低于150 kPa;路基填高在10～20 m，地基承載力應(yīng)控制不低于200～150 kPa;如果路基的填筑高度超過20 m，屬于高填方路基施工作業(yè)，盡量將路基填筑在巖石基底上。如果填石路基的基底承載力不滿足要求，則必須采取換填、摻灰處理或者是其他措施進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，以滿足填石路基施工作業(yè)的基本要求。

(3)排水設(shè)施的施工。由于填石路基的空隙率非常大，這就造成了填石路基具有非常好的滲透性，地表水分很容易進(jìn)入路基之中，對路基的穩(wěn)定性造成不良影響。因此在進(jìn)行填石路基的施工作業(yè)之前，應(yīng)該設(shè)置完善的排水措施，引排攔截地面水或地下水，以免水分對填石路基造成侵蝕。

2 填石路基的現(xiàn)場施工

2.1 路基石料的攤鋪施工

由于石料顆粒粒徑較大，而且具有離散性，為了確保攤鋪過程中將石料填筑成較為密實(shí)的結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場攤鋪施工中必須采取相應(yīng)的攤鋪方法?，F(xiàn)階段在填石路基施工中石料攤鋪方法主要有漸進(jìn)式攤鋪、后退式攤鋪以及混合式攤鋪等幾種施工作業(yè)方式，漸進(jìn)式攤鋪的施工作業(yè)方式為通過運(yùn)料車在松鋪的填料面上逐步向前攤鋪整平，后退式攤鋪法為先后退卸料堆料然后整平的方式，混合式的攤鋪方法為先采用后退法卸料，并形成分散料堆之后采用漸進(jìn)式攤鋪法整平施工。由于后退式攤鋪法料堆排列相對較為密集，在采用攤鋪機(jī)進(jìn)行施工時(shí)大顆粒的石料不能有效的分布到壓實(shí)底層，一些大粒徑石料的表面突兀容易造成填筑層的不平整，因此現(xiàn)階段在施工中大多采用漸進(jìn)式的攤鋪施工工藝。其具體的施工工藝流程為，首先按照既定的運(yùn)行路線，按照水平分層、由高到低、由兩側(cè)到中央的原則攤鋪施工出工作面，然后將后續(xù)填料卸載在工作面上，采用推土機(jī)逐步向前推進(jìn)施工。

2.2 填料整平施工

進(jìn)行路基整平施工的主要目的就是為了處理填石路基待壓實(shí)層中的超粒徑填料以及大粒徑孔隙沒有良好填充的問題。在填石路基攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成以后，應(yīng)該及時(shí)的撒布碎石或者石屑等碎料，對大顆粒的石料空隙進(jìn)行填充。同時(shí)對于填石路基中的一些超粒徑的填料，應(yīng)當(dāng)采取機(jī)械破碎，并將其整平或者是清除出施工作業(yè)的區(qū)域。在進(jìn)行填石路基的整平施工中，應(yīng)該注意嚴(yán)禁采用細(xì)粒土作為撒布材料，以免細(xì)粒土隨著石料之間空隙流失。要確保經(jīng)過整平施工以后，填石路基的表面沒有明顯的大石塊露出，為碾壓施工作業(yè)提供一個(gè)平整的作業(yè)面。

2.3 填石路基碾壓施工

填石路堤的壓實(shí)質(zhì)量直接關(guān)系到路基的施工質(zhì)量，對于后期路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定也有著重要的影響。在填石路基碾壓施工方式的選擇上，大多采用振動壓實(shí)，通過振動壓實(shí)機(jī)械的機(jī)械凈重壓力以及震動壓力波的作用，促使石料處于運(yùn)動狀態(tài)，克服彼此之間的嵌擠阻力，產(chǎn)生移動，進(jìn)而形成密實(shí)緊固的路基。對于壓實(shí)能量應(yīng)該按照重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)來確定，具體計(jì)算公式如下所示

式中:E 為振動碾的壓實(shí)能量，J/cm3;A 為振幅，mm;W 為振動輪的軸重，kN;F 為激振力，kN;N 為振動頻率，Hz;N 為振動碾壓遍數(shù);V 為振動碾壓速度，cm/s;L 為振動輪接地長度，cm;B 為壓實(shí)寬度，可取D0.5，cm;H 為壓實(shí)層厚度，cm;D 為振動輪直徑，cm。

在具體碾壓施工作業(yè)管理中，一般按照4～6 km/h 的碾壓速度先平碾靜壓2 遍，然后采用振動壓路機(jī)振動壓實(shí)，控制碾壓速度不大于5 km/h。同時(shí)，在填石路基施工中，應(yīng)該每施工2～5 層及路基頂面，配合采用沖擊式振動壓路機(jī)振動壓實(shí)，以提高壓實(shí)質(zhì)量。

2.4 填石路基邊坡施工

對于硬質(zhì)巖填方路基的邊坡需要進(jìn)行碼砌處理，一般控制邊坡碼砌厚度為60～100 cm，如果填石路基的填筑高度較大，還應(yīng)該按照8～10 m 高度設(shè)置臺階，并對邊坡坡率自上而下按照1∶1.5、1∶1.75、1∶2.0 的坡率進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。對于軟質(zhì)巖填方路基邊坡，可以通過漿砌片石護(hù)坡或客土植物綠化邊坡的方式進(jìn)行處理。對于浸水填石路基，在碼砌施工時(shí)，應(yīng)采用漿砌護(hù)坡，同時(shí)需要在路堤邊坡浸水部分以上50 cm 設(shè)置2～3 層厚度不少于30 cm 的反濾層。

3 填石路堤施工質(zhì)量的檢測

對于填石路基施工而言，影響到路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素就在于路基石料顆粒能否重新排列，空隙是否得到有效的填充以及有沒有達(dá)到最佳的密實(shí)狀態(tài)。目前在填石路基施工中，對于填石路基施工質(zhì)量的檢測，主要集中在以下幾方面。

(1)沉降差的檢測。沉降差主就是指填石路基碾壓前后的高程差，是通過對路基表面的沉降量是否穩(wěn)定來判斷填石路基是否處于密實(shí)狀態(tài)。由于填石路基相比填土路基平整度較差，因此在沉降差的監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置上，為了避免測點(diǎn)偏位造成沉降差明顯波動，在實(shí)際檢測過程中應(yīng)當(dāng)盡可能多的布置測點(diǎn)，并剔除變異系數(shù)較大的測點(diǎn)數(shù)據(jù)，對填石路基的沉降差進(jìn)行判斷分析。在施工中一般認(rèn)為沉降差控制在3～5 mm，填石路基就基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。

(2)沉降率檢測。沉降率是指填石路基壓實(shí)前后沉降量與松鋪厚度的比值，這一指標(biāo)除了考慮到路基沉降變化之外，同時(shí)考慮到了層厚對壓實(shí)質(zhì)量的影響。對于沉降率的檢測方法與沉降差基本一致，根據(jù)大量的工程施工經(jīng)驗(yàn)表面，填石路基施工現(xiàn)場的沉降率在4%～10%之間，基本就可以認(rèn)定填石路基處于穩(wěn)定狀態(tài)。

(3)干密度的檢測。干密度主要是通過采用灌水法對路基填料密度進(jìn)行監(jiān)測進(jìn)而對壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)分析，對于采用干密度來評價(jià)填石路基的壓實(shí)質(zhì)量，由于石料性質(zhì)不同、填充料不同，因此密度的測量結(jié)果具有較大的波動性，應(yīng)該將干密度的檢測作為沉降差、沉降率等指標(biāo)的技術(shù)驗(yàn)證手段。

(4)空隙率的檢測。在進(jìn)行密度試驗(yàn)檢測的同時(shí)還可以同步獲取空隙率檢測的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，相比于沉降率與沉降差等檢測手段，雖然空隙率的檢測具有較高的試驗(yàn)進(jìn)度，但是操作過程繁瑣，施工過程中難以作為壓實(shí)質(zhì)量的控制指標(biāo)，因此主要會作為施工質(zhì)量的抽檢指標(biāo)來對填石路基的施工質(zhì)量進(jìn)行檢查。填石路堤空隙率控制指標(biāo)見表1 所示。

表1 填石路堤上、下路堤壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié) 語

在填石路基施工作業(yè)過程中，如果填料質(zhì)量不合格、攤鋪不均勻或者是壓實(shí)度不足，都會影響路基的強(qiáng)度、平整度，產(chǎn)生較大的不均勻沉降，造成路面后期開裂的發(fā)生。因此，在填石路基施工作業(yè)過程中，必須對填石路基施工組織與控制進(jìn)行優(yōu)化，并加強(qiáng)填石路基材料質(zhì)量、施工工藝標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測評定，以確保壓實(shí)質(zhì)量為關(guān)鍵，提升填石路基的施工質(zhì)量水平。

［1］鐵路路基填筑工程連續(xù)壓實(shí)控制技術(shù)規(guī)程(TBI0108－2011)［S］.中華人民共和國鐵道部，2011.

［2］薛馬峰.路基壓實(shí)質(zhì)量連續(xù)同步檢測可行性試驗(yàn)研究［J］.國防交通工程與技術(shù)，2010，(5):31－37.

［3］胡一峰，李怒放.動力連續(xù)同步檢測技術(shù)(CCC)在無砟軌道路基填筑質(zhì)量控制、驗(yàn)收中的應(yīng)用［J］.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2009，(4):1－8.