高等級(jí)公路填石路基施工中沖擊壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

張益兵

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000)

高等級(jí)公路填石路基施工中沖擊壓實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

張益兵

(山西晉城路橋建設(shè)有限公司，山西 晉城 048000)

主要從填石路基施工工藝、工作原理、控制措施等方面，通過(guò)實(shí)例簡(jiǎn)要分析其在高等級(jí)公路路基中的具體應(yīng)用。

高等級(jí)公路；填石路基；沖擊壓實(shí)技術(shù)；應(yīng)用

隨著我國(guó)高等級(jí)公路的快速發(fā)展建設(shè)，一些山嶺重丘地帶也開始修建高等級(jí)公路，山西省高平至陵川高速公路LJ 9合同段最大填石方高度14 m，進(jìn)行高填石方路基施工。為防止路基沉陷、路面早期破損等多種質(zhì)量病害，采用普通的震動(dòng)壓實(shí)方法是滿足不了現(xiàn)行路基質(zhì)量要求，為此采用沖擊壓實(shí)來(lái)代替，使施工段落沉降得以有效控制，確保了填石路基施工質(zhì)量。

高平至陵川高速公路LJ 9合同段里程樁號(hào)K45+860～K48+550，處于填石路基段落，現(xiàn)將施工過(guò)程采用的方法逐一進(jìn)行闡述。

1 填石路基施工工藝

1.1 填石路基基底的處理工藝

路基基底應(yīng)具有一定均勻的強(qiáng)度且比較平整、無(wú)水害才能滿足施工規(guī)范要求。因此，可分為三種情況進(jìn)行處理。(1)基底為巖石的，要初略炸平并形成向路內(nèi)側(cè)坡度，防止向外滑坡。(2)基底為細(xì)粒土的，要設(shè)置一定厚度(50 cm)的反濾層以提高其強(qiáng)度。(3)基底為巖石和細(xì)粒土混合的，在初略整平后再設(shè)置反濾層內(nèi)設(shè)置土工材料以防止不均勻沉陷。

1.2 選擇正確的填石路基材料

填石路基材料一般都是挖方路段放炮崩下來(lái)的大小不一的石塊，為了能把好質(zhì)量第一關(guān)，我們?cè)诹蠄?chǎng)先用破碎錘將粒徑大于30 cm的石塊逐一破碎。并在裝車時(shí)嚴(yán)格控制超粒徑石塊上車。另外，在料場(chǎng)選出粒徑小于10 cm的小石渣作為整平層的嵌縫料。

1.3 填石路基材料的攤鋪方法

填石路基施工前，根據(jù)施工方案選擇300 m長(zhǎng)段落進(jìn)行首件產(chǎn)品施工。在試驗(yàn)過(guò)程中，利用沖擊壓路機(jī)選擇不同的碾壓遍數(shù)及速度對(duì)填石路基進(jìn)行沖擊，采集相應(yīng)數(shù)據(jù)和各種參數(shù)，通過(guò)沉降差觀測(cè)確定該段填石路基沖擊壓實(shí)的參數(shù)，作為施工階段的參數(shù)。(1)設(shè)置攤鋪工作面定額卸料(填筑料)。(2)使用推土機(jī)推料進(jìn)行初平施工(每層40 cm)，如有大料集中現(xiàn)象可采用挖掘機(jī)配合將大料挖出換填小料杜絕不均勻現(xiàn)象發(fā)生。(3)用小石渣對(duì)石料間的空隙進(jìn)行嵌縫，并用平地機(jī)配合推土機(jī)再次整平工作面。

1.4 填石路基的壓實(shí)方法

在填石路基壓實(shí)施工中，碾壓厚度、填料的含水量、壓路機(jī)的噸位、碾壓速度等因素都會(huì)影響到填石路基的壓實(shí)度。(1)用25 T重型震動(dòng)壓路機(jī)以1.5～2.5 km的速度進(jìn)行1遍穩(wěn)壓、4遍震動(dòng)復(fù)壓、1遍穩(wěn)壓。(2)每?jī)蓪?即80 cm)用YCT25沖擊壓路機(jī)以12 km的速度進(jìn)行30遍的沖擊壓實(shí)。(3)在用石渣將沖擊壓路機(jī)沖擊出來(lái)的坑槽填平，用震動(dòng)壓路機(jī)壓平。

1.5 填石路基壓實(shí)檢驗(yàn)方法

通過(guò)首件產(chǎn)品施工時(shí)在K45+900、K45+950設(shè)置2個(gè)斷面，每個(gè)斷面分左、中、右三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并分別用沖擊壓路機(jī)進(jìn)行10遍、20遍、30遍沖擊壓實(shí)，平均沉降量分別為21 mm、9 mm、5 mm；壓實(shí)度分別平均為85.5%、92.6%、96.5%。通過(guò)碾壓遍數(shù)和平均沉降量的變化，我們不難看出隨著碾壓遍數(shù)增加到20遍時(shí)，平均沉降量降至9 mm；而碾壓遍數(shù)繼續(xù)在增加10遍時(shí)，平均沉降量只降至到5 mm，這表明路基填料已經(jīng)趨于穩(wěn)定狀態(tài)。最后采取沖擊30遍同時(shí)用精密水準(zhǔn)儀和銦鋼尺進(jìn)行沉降差檢驗(yàn)，要求沉降差小于5 mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于3 mm為合格。

2 沖擊壓實(shí)基本原理

當(dāng)牽引車拖動(dòng)沖擊輪向前滾動(dòng)時(shí)，沖擊輪重心離地高度高低交替變更，產(chǎn)生集中的沖擊能量向前、向下碾壓，巨大的沖擊波通過(guò)弧形輪次序并持續(xù)地沖擊路基填料，使填料受到巨大的沖擊力達(dá)到破碎和壓實(shí)的目的。其具體沖擊作用進(jìn)程分為2個(gè)階段。

(1) 儲(chǔ)能階段；沖擊輪從重心最低狀態(tài)向重心最高狀態(tài)過(guò)度，牽引動(dòng)力轉(zhuǎn)化成壓實(shí)輪的勢(shì)能和動(dòng)能。

(2) 能量釋放階段；沖擊輪從重心最高點(diǎn)向重心最低狀態(tài)過(guò)度，沖擊輪的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，對(duì)路基填料產(chǎn)生巨大的沖擊力。

沖擊壓實(shí)同時(shí)具有靜力、沖擊、搓揉、振夯的作用并利用低頻大振幅沖擊力作用于路基填料上，并快速、連續(xù)周期性地作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊波向地基下深層轉(zhuǎn)播，提高土體的固結(jié)速度，使得壓實(shí)層富有彈性，壓實(shí)效果明顯。其結(jié)果在于提高路基的壓實(shí)度以及均勻性，減少完工后的路基沉降。

3 填石路基沉降觀測(cè)控制方法

在施工前，由施工技術(shù)人員編制填石路基沉降控制觀測(cè)方案，并經(jīng)測(cè)量監(jiān)理工程師審查認(rèn)可后實(shí)施。在方案中重點(diǎn)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：(1)觀測(cè)基點(diǎn)必須建立路線兩側(cè)，每側(cè)2個(gè)基點(diǎn)，且遠(yuǎn)離路堤坡腳30 m以外。(2)觀測(cè)點(diǎn)設(shè)在路堤坡腳處以外2 m和4 m處且沿路線對(duì)稱埋設(shè)3組觀測(cè)點(diǎn)，每側(cè)觀測(cè)點(diǎn)間距150 m，觀測(cè)點(diǎn)用鋼筋水泥土澆筑成方形樁(15 cm)。(3)觀測(cè)次數(shù)的要求：在路基填筑時(shí)，需要每天進(jìn)行一次觀測(cè)；在路基填筑完成一個(gè)月之內(nèi)，需要每5 d進(jìn)行一次觀測(cè)；在路基填筑完成一個(gè)月之后，需要每10 d進(jìn)行一次觀測(cè)，并詳細(xì)記錄每次觀測(cè)的數(shù)據(jù)。為了更好地控制沉降，必須嚴(yán)格控制每層填筑厚度，如超過(guò)40 cm范圍的，要采取減薄措施。

4 填石路基工后補(bǔ)強(qiáng)方法

填石路基在施工時(shí)如果沒有嚴(yán)格控制好施工質(zhì)量則極易產(chǎn)生路基的整體下沉或不均勻沉陷的隱患，對(duì)此可以采用局部壓密注漿處理方法。在壓密注漿處理方案中重點(diǎn)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：(1)確定沉陷范圍，可以采用鉆探方法確定平面范圍和具體深度位置。(2)選擇注漿液體，注漿液體有水泥與水玻璃雙液漿和普通的水泥漿，如填石路基受水侵害較為嚴(yán)重則選擇水泥與水玻璃雙液漿作為注漿液體效果較好；一般情況則選擇普通水泥漿即可。(3)鉆機(jī)的布孔及孔深的控制，鉆機(jī)的布孔一定按照補(bǔ)強(qiáng)方案制定的孔徑和孔距進(jìn)行施工，一般孔距為1 m并按照梅花形布孔；孔深一定按照設(shè)計(jì)深度鉆到位，并經(jīng)驗(yàn)孔后方可進(jìn)行下道工序施工。

5 填石路基的質(zhì)量控制要點(diǎn)

填石路基的質(zhì)量控制關(guān)鍵在于壓實(shí)，而壓實(shí)關(guān)鍵在于如何控制沖擊壓實(shí)的使用方法及相關(guān)要點(diǎn)。在高陵高速公路填石路基質(zhì)量控制上重點(diǎn)注意以下幾方面：(1)提高施工技術(shù)人員施工質(zhì)量意識(shí)和責(zé)任心，增派旁站質(zhì)檢工程師對(duì)整個(gè)沖擊壓實(shí)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督。(2)在保證每層填料厚度情況下還必須要保證沖擊壓實(shí)的遍數(shù)和沖擊速度，并做好記錄和影像資料。(3)在橋梁、涵洞等結(jié)構(gòu)物的兩側(cè)必須保證預(yù)留15 m的安全距離，防止巨大的沖擊波將結(jié)構(gòu)物破壞。在預(yù)留15 m范圍內(nèi)采用未篩分碎石(4 cm以下)每層厚度為15 cm逐層填筑而成。(4)在每層沖擊壓實(shí)時(shí)必須保證路基邊緣得以充分壓實(shí)，以防止路基邊坡松散導(dǎo)致雨水侵入或路基邊坡坍塌等質(zhì)量隱患的發(fā)生。(5)沖擊壓實(shí)的順序，從低處向高處或從路基邊緣向路基中心開始依次沖擊壓實(shí)全部完成一次計(jì)為沖擊壓實(shí)一遍。

6 小 結(jié)

要更好地完成填石路基的施工質(zhì)量的控制，沖擊壓實(shí)是關(guān)鍵，應(yīng)密切結(jié)合施工沖擊壓實(shí)及沉降值觀測(cè)確保填石路基的施工質(zhì)量。因此施工人員要嚴(yán)格按照要求對(duì)各層石料的粒徑、厚度、碾壓遍數(shù)進(jìn)行記錄。在整個(gè)沖擊碾壓過(guò)程中，質(zhì)檢人員應(yīng)做到全程監(jiān)控，以確保填石路基的壓實(shí)度和穩(wěn)定性。

[1] 李繼強(qiáng).探討公路施工中填石路基施工技術(shù)[J].科技資訊，2013，(10):79.

[2] 蘇衛(wèi)國(guó).沖擊壓實(shí)技術(shù)在修復(fù)舊水泥混凝土路面工程中的應(yīng)用[J].華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，(6):85-89.

2016-12-12

張益兵(1964-)，男，山西晉城人，工程師，從事公路工程施工技術(shù)與管理研究。

U416.1

C

1008-3383(2017)02-0038-02