關(guān)于填石路堤施工技術(shù)與質(zhì)量控制措施的研究

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(1.湖南順天建設(shè)集團(tuán)有限公司, 湖南 長沙 410000； 2.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院, 湖南 長沙 410008)

關(guān)于填石路堤施工技術(shù)與質(zhì)量控制措施的研究

葛峰1,何川2

(1.湖南順天建設(shè)集團(tuán)有限公司, 湖南 長沙 410000； 2.湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院, 湖南 長沙 410008)

在我國廣袤的西南地區(qū)，巖石分布較為廣泛，填石路堤作為高速公路路基填筑的結(jié)構(gòu)形式之一，正得到越來越普遍的應(yīng)用。以廣西百色地區(qū)某高速公路填石路堤為例，針對填石路堤的關(guān)鍵施工技術(shù)和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入分析，總結(jié)出比較實(shí)用的施工工藝和質(zhì)量控制措施，以期為相似地質(zhì)條件下填石路堤的大面積施工提供參考依據(jù)。

填石路堤; 施工技術(shù); 質(zhì)量控制

0 前言

路基作為路面層的基礎(chǔ)和道路的支撐結(jié)構(gòu)物，其質(zhì)量好壞直接影響到道路的質(zhì)量，關(guān)系到高速公路的行車舒適性和安全性。路基填筑結(jié)構(gòu)形式多樣，包括填石路堤和填土路堤等，我國西南地區(qū)多為山區(qū)地帶，巖石分布廣泛，高速公路具有石質(zhì)挖方多，隧道占比大的特點(diǎn)，為充分利用石料資源，尤其是可作填料的隧道洞渣，避免產(chǎn)生過多的石質(zhì)棄方而影響周邊環(huán)境，填石路堤已經(jīng)成為巖石山區(qū)高速公路路基填筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一。填石路堤是指利用一定粒徑的石料填筑而成的路基基層，與填土路堤相比，其具有抗剪強(qiáng)度高，不易壓實(shí)，質(zhì)量難于評定，易產(chǎn)生沉降變形等特點(diǎn)，因此，在質(zhì)量控制方面，填石路堤較填土路堤有更高的要求。本文以廣西百色地區(qū)某高速公路的部分填石路堤施工為例，總結(jié)了較為實(shí)用的填石路堤施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施，可為填石路堤工藝在廣西地區(qū)的推廣應(yīng)用提供一定的參考價值。

1 填石路堤的特點(diǎn)

1) 石料的密度、粒徑和不穩(wěn)定性影響填石路堤的質(zhì)量。

填石路堤的填石料往往粒徑不均勻，其干密度有較大差別，并且隨著高速公路的使用年限增加，大粒徑石料易于風(fēng)化，從而引起路堤局部的不均勻沉降，嚴(yán)重影響填石路堤的質(zhì)量，影響行車舒適性，危及行車安全。

2) 填石路堤質(zhì)量的不可控性較大。

與填土路堤相比，填石路堤質(zhì)量檢驗(yàn)難度大，施工質(zhì)量難于控制，對現(xiàn)場管理要求更高，因此，為確保填石路堤的質(zhì)量，必須加強(qiáng)過程控制，確保施工過程管理規(guī)范。

2 填石路堤施工技術(shù)

2.1 清理現(xiàn)場、填前夯實(shí)

將基礎(chǔ)開挖至設(shè)計深度，在地基承載力合格基礎(chǔ)上，清除基坑底部的虛土，有條件時必須使用壓路機(jī)壓實(shí)基坑底，完成填前碾壓工序之后方可進(jìn)行下一道工序。

2.2 運(yùn)輸、堆料

在石料運(yùn)輸之前，必須先對石料進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，石料強(qiáng)度必須大于30 MPa，強(qiáng)度不符合規(guī)范要求的石料不得運(yùn)輸至現(xiàn)場。為保證填石路堤的壓實(shí)度，必須對石料的松鋪厚度和粒徑加以控制，《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，填石路堤的松鋪厚度應(yīng)小于50 cm[1]。根據(jù)大量的填石路堤施工經(jīng)驗(yàn)，推薦采用方格網(wǎng)來控制每層填料的堆放，確保每層松鋪厚度的均勻，方格網(wǎng)的規(guī)格由松鋪厚度和石料運(yùn)輸車裝載能力確定，如石料運(yùn)輸車裝載能力為20 m3，則可采用7 m×7 m的正方形網(wǎng)格，此時松鋪厚度為41 cm。為保證壓實(shí)度，石料粒徑不宜大于攤鋪層厚的2/3,石料最大粒徑以30 cm左右為宜，應(yīng)在石料運(yùn)輸前對不符合要求的大粒徑石料予以解小，不得將大粒徑石料運(yùn)往路堤填筑施工現(xiàn)場。石料運(yùn)至現(xiàn)場后，應(yīng)由專人指揮卸料，確保每個方格網(wǎng)里的石料基本一致，由于石料的不均勻性，在運(yùn)輸過程中，細(xì)集料往往易沉積到底層，產(chǎn)生離析現(xiàn)象，因此，在碾壓之前，應(yīng)將運(yùn)輸車輛底層小粒徑碎石均勻攤鋪至方格網(wǎng)內(nèi)。

2.3 整平(粗平)

根據(jù)大量的填石路堤施工經(jīng)驗(yàn)，在攤鋪石料時，應(yīng)優(yōu)先采用大功率的推土機(jī)，這是由于大功率推土機(jī)作業(yè)時，大粒徑石料滾動相對猛烈，易于形成一個穩(wěn)定的整體，孔隙較少，有利于后期的壓實(shí)作業(yè)，對施工質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。

由于石料粒徑差異，攤鋪過程中，石料之間難免出現(xiàn)較大的空洞和孔隙，此時應(yīng)輔以人工作業(yè)，對孔隙較大者，應(yīng)對石料加以破碎和整平。初平時，確保石料均勻攤鋪在方格網(wǎng)內(nèi)，加強(qiáng)對推土機(jī)工作盲區(qū)的整平工作，必要時輔以人工配合，應(yīng)對高出初平層的石料進(jìn)行破碎或剔除，確保初平面的平整度，使石料之間無明顯的高差。

2.4 整平(精平)

石料攤鋪完成后，為保證路堤的壓實(shí)度和填筑質(zhì)量，應(yīng)在初平層上鋪撒一層質(zhì)量合格的嵌縫料，嵌縫料在壓路機(jī)碾壓過程中，填充大粒徑石料之間的空隙。

2.5 填石路堤試驗(yàn)段松鋪系數(shù)松鋪厚度測定

松鋪系數(shù)是決定填石路堤壓實(shí)質(zhì)量的一個重要參數(shù)，其值等于攤鋪厚度與壓實(shí)厚度之比[2]。松鋪系數(shù)是一個與壓路機(jī)性能和石料特性緊密相關(guān)的不確定值 ，其值可按在每20 m間隔斷面上布設(shè)若干松鋪系數(shù)觀測點(diǎn)測定，用水準(zhǔn)儀測量松鋪系數(shù)觀測點(diǎn)的松鋪厚度H1，待碾壓完成后,測定對應(yīng)點(diǎn)的壓實(shí)厚度H2，松鋪系數(shù)即為ρ=H1/H2。

本次試驗(yàn)段樁號為K27+220～K27+420，試驗(yàn)段松鋪系數(shù)計算如表1和表2。第1層填筑時，松鋪厚度均控制在50 cm以內(nèi)，石料最大粒徑均小于30 cm，經(jīng)過1遍靜壓、4遍振壓之后，第1層平均厚度為46.45 cm，計算得出松鋪系數(shù)1.049；第2層填筑時，松鋪厚度和石料粒徑均與第1遍相同，經(jīng)過1遍靜壓、4遍振壓之后，第2層平均厚度為46.27 cm，計算得出松鋪系數(shù)為1.045。經(jīng)過1遍靜壓，1遍振壓之后，進(jìn)行空隙率試驗(yàn)測定，測得第3～5遍的孔隙率分別為20%、17%、14%，均滿足規(guī)范規(guī)定孔隙率小于25%的要求。

表1 第1層松鋪系數(shù)計算表松鋪厚/cm壓實(shí)厚/cm松鋪系數(shù)松鋪厚/cm壓實(shí)厚/cm松鋪系數(shù)47．545．51．0444845．81．0474846．21．03949．447．11．04849．847．81．04247．545．11．05348．946．41．05448．545．71．06148．746．61．04549．346．31．0644946．81．04848．846．11．05849．246．71．05449．248．01．024

表2 第2層松鋪系數(shù)計算表松鋪厚/cm壓實(shí)厚/cm松鋪系數(shù)松鋪厚/cm壓實(shí)厚/cm松鋪系數(shù)47．245．11．04648．245．91．04948．145．81．05149．147．31．0384947．21．03948．546．41．04547．945．81．04648．146．31．0448．546．61．0447．645．61．04349．147．11．04348．346．51．03947．645．21．05248．846．91．04

2.6 碾壓

根據(jù)大量的填石路堤施工經(jīng)驗(yàn)，本次試驗(yàn)段所采用的碾壓方式能較好地控制路堤壓實(shí)質(zhì)量。首先采用山推SR22MP羊足碾靜壓1遍，然后振壓4遍，最后采用路捷YZ20JC — S振動壓路機(jī)靜壓收光，確保路堤表面平整。碾壓采用由邊向中、先慢后快、由弱至強(qiáng)的順序進(jìn)行，每次碾壓時應(yīng)保證左右相鄰區(qū)重疊0.5 m左右，前后相鄰區(qū)段重疊5 m左右，保證每一區(qū)域的石料均碾壓到位[2]。羊足碾在靜壓碾壓時其行駛速度宜控制1.5～2.0 km/h，振動碾壓時宜控制在2.5～3.0 km/h。

2.7 邊坡碼砌

為保證碾壓質(zhì)量和路堤一次成型，在路堤填筑的同時應(yīng)進(jìn)行邊坡碼砌工作。邊坡碼砌應(yīng)采用粒徑大且質(zhì)地堅(jiān)硬的石塊單坡碼砌，石料應(yīng)加工規(guī)則，砌筑時應(yīng)盡量保證石塊密貼，邊坡應(yīng)平順，坡率符合規(guī)范要求。

3 質(zhì)量控制與檢測

填石路堤的檢測指標(biāo)一般包括：壓實(shí)度、施工工藝參數(shù)、平整度等表觀質(zhì)量等。

3.1 壓實(shí)度

施工過程中，填石路堤的壓實(shí)質(zhì)量一般采用沉降差和施工工藝參數(shù)雙重控制的方法，交工檢測一般采用灌水法、灌沙法、壓實(shí)計法或面波法等，目前，在實(shí)際施工中，一般較多采用灌水法或灌沙法[3]。

3.2 施工工藝參數(shù)

根據(jù)大量的填石路堤施工經(jīng)驗(yàn)及路基試驗(yàn)段實(shí)測數(shù)據(jù)分析可知，影響壓實(shí)度的主要參數(shù)有：石料的攤鋪厚度、石料粒徑、壓實(shí)機(jī)具的性能參數(shù)、碾壓次數(shù)、碾壓速度。

試驗(yàn)段實(shí)測數(shù)據(jù)表明，在該施工區(qū)域，最優(yōu)的施工工藝參數(shù)為：

1) 石料的松鋪厚度宜為50 cm。此攤鋪厚度可提高施工效率及保證施工質(zhì)量。

2) 壓實(shí)機(jī)械宜選擇大功率的推土機(jī)、羊足碾及振動壓路機(jī)，機(jī)械的碾壓速度宜為1.5～2 km/h。

3) 石料粒徑必須嚴(yán)格控制，最大粒徑不得大于30 cm，大粒徑石料必須解小方可用作填筑材料。

4) 最佳碾壓遍數(shù)為5遍，即羊足碾靜壓1遍，然后振壓4遍。

3.3 表觀質(zhì)量

填石路堤的驗(yàn)收外觀質(zhì)量要求為： 路堤表面密實(shí)，嵌縫料合格，無較大空洞；石料不松動；邊坡碼砌密實(shí)，坡面平順，碼砌石料不松動。

4 施工過程中關(guān)鍵問題處理

4.1 填石路堤質(zhì)量通病

填石路堤的常見質(zhì)量通病一般有：路堤不均勻沉降導(dǎo)致開裂、路堤滑動或邊坡坍塌。

4.2 質(zhì)量通病預(yù)防措施

1) 施工管理人員應(yīng)認(rèn)真熟悉圖紙，總結(jié)路堤試驗(yàn)段的施工工藝，對可能出現(xiàn)的通病提前預(yù)防。

2) 合理組織施工，合理調(diào)配人員及機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)對現(xiàn)場的管理。

3) 嚴(yán)格按照設(shè)計要求對軟基進(jìn)行換填，清除不良土質(zhì)，換填前對基底進(jìn)行碾壓處理。

4) 加強(qiáng)對填料質(zhì)量的管理，嚴(yán)格控制石料粒徑，不得采用土石混填，必須采用嵌縫料填充大粒徑石料之間的孔洞。

5) 路堤施工必須分層填筑、分層碾壓。嚴(yán)格控制攤鋪厚度，采用重型夯實(shí)設(shè)備進(jìn)行碾壓。

5 結(jié)語

本文針對填石路堤的關(guān)鍵施工技術(shù)和質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入分析，總結(jié)出比較實(shí)用的施工工藝參數(shù)，對填石路堤可能出現(xiàn)的質(zhì)量通病進(jìn)行了分析并提出相關(guān)預(yù)防措施，可為相似地質(zhì)條件下的填石路堤施工提供參考依據(jù)。

[1] JTG F10-2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] 施林.填石路堤的施工工藝與質(zhì)量控制[J] .福建建材，2011(6).

[3] 於永和.填石路堤施工工藝與質(zhì)量控制[J].廣西交通科技，2002(1).

1008-844X(2017)03-0088-03

U 416.1

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2016-12-02

葛 峰(1984-)，男，工程師，主要從事建筑工程、公路與橋梁工程施工管理。