淺談塊石土路基填筑施工技術(shù)及質(zhì)量控制

段 毅

中鐵投資集團(tuán)有限公司 遼寧 大連 116000

正文：

1.引言

盡端式車輛段選址一般位于城市邊緣的郊區(qū)，交通運(yùn)輸較為便利，施工對(duì)城市生活擾動(dòng)小。為了保證工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性,工程建設(shè)要求在最大程度上達(dá)到挖填平衡。大連地區(qū)內(nèi)山地丘陵較多，平原低地少，選址位于地形起伏變化較大的地區(qū)，從而，通常將戰(zhàn)場(chǎng)劃分為多處挖填方區(qū)，采用就近取土的土石方調(diào)配方式，起到節(jié)約材料、降低成本、施工便利的優(yōu)點(diǎn)。

1.1.項(xiàng)目前景

大連地鐵五號(hào)線工程09標(biāo)段后關(guān)村車輛段與綜合維修基地位于5號(hào)線線路終點(diǎn)，后關(guān)村站北側(cè)，車輛段規(guī)劃用地南北長(zhǎng)約1400m，東西最寬處約400m，地塊形狀基本成長(zhǎng)方形，占地面積496畝。用地內(nèi)地勢(shì)起伏較大，標(biāo)高在30～70 米之間，站場(chǎng)場(chǎng)坪標(biāo)高為54.87m。填方區(qū)采用就近挖方區(qū)塊石類土和爆破碴石作為填料進(jìn)行分層填筑，路基填筑嚴(yán)格按“三階段、四區(qū)段、八流程”施工。

本文主要從以下幾點(diǎn)對(duì)塊石土路基填筑施工技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行分析：填料工程特性、機(jī)械選型、施工工藝及參數(shù)、質(zhì)量過(guò)程管控、質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.填料工程特性

(1) 填料主要來(lái)自各挖方區(qū)爆破碴石料。挖方區(qū)地層自上而下分別為素填土、全、強(qiáng)、中風(fēng)化石灰?guī)r，采用2.5m*3m排間距，27kg單孔裝藥量爆破出的碴石料，粒徑滿足要求，級(jí)配良好，適用于基床以下一般路基填筑。

(2) 填料按粒組含量及細(xì)粒含量應(yīng)屬于塊石土，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)程中粒徑大于200mm的顆粒超過(guò)全重的50%的填料屬于塊石類土，同時(shí)細(xì)粒含量為30%～50%的塊石類土屬于C1組填料，滿足基床以下填料設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

(3) 路基的結(jié)構(gòu)類型由不同粒徑的顆粒含量組成，對(duì)填料的壓實(shí)效果起到主導(dǎo)作用。有較多數(shù)量的大粒徑顆粒塊石形成主體骨架，再由細(xì)小顆粒填充骨架空隙的結(jié)構(gòu)是施工中理想的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。

3.機(jī)械選型

振動(dòng)壓實(shí)時(shí)，填料顆粒處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，填料內(nèi)部阻力大大減少，同時(shí)振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械靜重作用和振動(dòng)波形式的動(dòng)力作用產(chǎn)生壓實(shí)力和剪應(yīng)力，促使顆粒移動(dòng)，重新排列得以密實(shí)。根據(jù)壓路機(jī)噸位，頻率，振幅，激振力進(jìn)行選擇，本工程選用壓實(shí)機(jī)械為徐工XS202J和悍馬HAMM320。

4.施工技術(shù)

基床以下一般路基填筑嚴(yán)格按“三階段、四區(qū)段、八流程”施工

4.1.原地面處理

為防止表層植被土、腐殖土及根系混入填料中，按照《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》4.1規(guī)定，將地表樹根、雜填土及腐殖土清除，清表完成后原地面進(jìn)行碾壓平整，壓實(shí)度檢測(cè)不小于0.9。當(dāng)?shù)孛鏅M坡陡于1：5時(shí)，應(yīng)按在原地面開挖臺(tái)階，寬度不小于1m。

4.2.分層松鋪厚度控制方法

現(xiàn)場(chǎng)使用運(yùn)輸車輛為20m3自卸汽車。為方便機(jī)械平整及填料均勻分布，按照松鋪厚度49cm反算填土網(wǎng)格尺寸應(yīng)為6.4m*6.4m，現(xiàn)場(chǎng)放樣方格網(wǎng)并使用白灰標(biāo)識(shí)。在專人的指揮下，自卸汽車司機(jī)將填料卸入網(wǎng)格中，形成許多分布均勻的填料堆，再用挖機(jī)進(jìn)行粗平，推土機(jī)進(jìn)行精平，保障路基表面平整度。

4.3.平整度保證措施

填料攤鋪平整先使用挖掘機(jī)進(jìn)行初平，再用推土機(jī)進(jìn)行精平。人工掛線配合找平，保證控制層面無(wú)顯著局部凸凹。采用水準(zhǔn)儀測(cè)量松鋪前后標(biāo)高，不滿足要求松鋪厚度，人工掛線挖除或填補(bǔ)平整直至滿足要求。對(duì)于超大粒徑填料應(yīng)及時(shí)擊碎或撿出。對(duì)于需要搭接的填筑邊坡處須留出寬度不小于1m臺(tái)階，此處壓路機(jī)無(wú)法碾壓邊，需要利用挖掘機(jī)履帶重復(fù)碾壓1～2遍。

4.4.填料含水率控制

填料碾壓前由試驗(yàn)人員采用烘干法對(duì)填料進(jìn)行含水量檢測(cè)并控制在土壤擊實(shí)試驗(yàn)報(bào)告所得最佳含水量的+2%～-3%范圍內(nèi)。當(dāng)填料含水量較低時(shí)，采用灌水措施；當(dāng)填料含水率較高時(shí)，進(jìn)行晾曬，將填料含水量調(diào)整到最佳含水量的+2%～-3%范圍內(nèi)。含水率統(tǒng)計(jì)表如表1所示：

表1 路基填筑含水率統(tǒng)計(jì)表

現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明每1000m3填料所用灌水量97m3，并晾曬4.5h?，F(xiàn)場(chǎng)施工可目測(cè)填料含水率，手捏能夠成坨且表面水分不溢出即可。

4.5.壓實(shí)工藝

悶料完成后，進(jìn)行碾壓作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)分別采用20T、22T振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，其順序?yàn)椋旱谝槐殪o壓，第二遍弱振，兩遍過(guò)后以強(qiáng)振為主，最后靜壓收面一次。壓路機(jī)的碾壓行駛速度控制在2km/h，碾壓時(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)先慢后快，振動(dòng)頻率先弱后強(qiáng)，各區(qū)段交接處應(yīng)重疊壓實(shí)，縱向搭接長(zhǎng)度不得小于2m，輪跡重疊寬度不得小于0.3m.縱向進(jìn)退方式進(jìn)行碾壓,達(dá)到無(wú)漏壓、無(wú)死角，并禁止壓路機(jī)橫向碾壓路基和在路基上隨意轉(zhuǎn)彎。

每次碾壓完畢后采用水準(zhǔn)儀測(cè)量沉降值，當(dāng)碾壓至無(wú)明顯輪跡、相鄰兩次碾壓的沉降差小于5mm且標(biāo)準(zhǔn)差小于3mm時(shí)碾壓密實(shí)，再以最后一遍靜壓收面。對(duì)不同噸位以及不同松鋪厚度下碾壓遍數(shù)與沉降值變化如圖1、2：

圖1 不同噸位下碾壓遍數(shù)與沉降值變化圖

圖2 不同松鋪厚度下碾壓遍數(shù)與沉降值變化圖

4.6.檢測(cè)方法

每層碾壓完畢后項(xiàng)目部技術(shù)員、試驗(yàn)人員進(jìn)行自檢，自檢項(xiàng)目：平整度、地基系數(shù)（K30）。自檢合格后報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)后，通知檢測(cè)單位進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)方法：壓實(shí)系數(shù)K（灌水法）、地基系數(shù)（K30）。檢測(cè)結(jié)果均能滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。大粒徑的碎石填料在碾壓過(guò)程中的壓碎情況比較復(fù)雜，其破碎現(xiàn)象對(duì)路基施工質(zhì)量既有減少孔隙比的有利方面，也有破壞路基穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的不利方面。

經(jīng)過(guò)專家評(píng)審后，采用16T壓路機(jī)靜壓弱震后使填料結(jié)構(gòu)緊密咬合后，再上22T壓路機(jī)強(qiáng)振4～5遍，以此指導(dǎo)路基填筑大面積施工。

5.質(zhì)量過(guò)程管控

5.1.地基處理

對(duì)于坡度為1：5～1：2.5的原地面應(yīng)修整成寬度不小于2m臺(tái)階。對(duì)于路堤與路塹過(guò)渡段，應(yīng)在路塹一側(cè)縱向開挖出寬度不小于1m的臺(tái)階，增加路堤與路塹之間抗滑移穩(wěn)定性。當(dāng)路堤與路塹連接處為土質(zhì)、軟質(zhì)巖石及強(qiáng)風(fēng)化硬質(zhì)巖石地段，應(yīng)先沿原地面坡面縱向挖成1：1.5的坡面后，再在1：1.5的坡面上設(shè)置臺(tái)階。

5.2.填料質(zhì)量

(1) 填料中含腐殖土摻雜樹枝、樹根，隨著植被在填料中長(zhǎng)時(shí)間腐爛發(fā)酵變?yōu)楦惩?，毛?xì)水上升將嚴(yán)重破話路基基底穩(wěn)定，同時(shí)松散腐殖土層的存在將大大減少基底承載力，使得工后沉降大大增加，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致路基開裂?，F(xiàn)場(chǎng)施工中，應(yīng)安排專人盯控，及時(shí)清除腐殖土及樹枝樹根，并運(yùn)往棄碴區(qū)。

(2) 由于爆破間距排距控制到不當(dāng)，爆破孔堵眼不到位，以及爆破效果的不確定性，粒徑超標(biāo)在施工過(guò)程中尤為常見，此時(shí)填料中會(huì)摻雜超大粒徑填料，對(duì)于超大粒徑石料采用油錘機(jī)械進(jìn)行小解，對(duì)無(wú)法進(jìn)行小解的石料應(yīng)及時(shí)撿出，重新鋪設(shè)符合粒徑及級(jí)配填料。

5.3.成品改良及保護(hù)

(1) 隨著碾壓振動(dòng)的進(jìn)行，細(xì)顆粒填料逐漸下沉進(jìn)入石料空隙中，形成密實(shí)狀態(tài)。但表層石料間細(xì)顆粒流失形成松散狀態(tài)，此狀態(tài)下的振動(dòng)碾壓費(fèi)時(shí)費(fèi)力且無(wú)法達(dá)到壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此在松鋪層上部應(yīng)鋪設(shè)足夠多的細(xì)集料，或在碾壓后細(xì)集料不足的區(qū)域補(bǔ)充適量細(xì)集料重新碾壓至密實(shí)。

(2) 6-8月為雨季多發(fā)期，在降雨過(guò)后，路基表面會(huì)存在大量積水坑，這一現(xiàn)象表明路基表面橫坡設(shè)置不當(dāng)，路基中不滲水土質(zhì)偏多。當(dāng)不滲水土質(zhì)遇水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生體積膨脹，產(chǎn)生翻漿冒泥現(xiàn)象，大大降低路基填筑質(zhì)量。應(yīng)及時(shí)采用挖機(jī)或推土機(jī)將積水坑引出路基以外。在施工工程中不同種類的填料不得混雜填筑，每一水平層的全寬應(yīng)采用同一種填料。當(dāng)滲水土填在非滲水土上時(shí)，非滲水土層頂面應(yīng)向兩側(cè)做成不小于4%的排水坡。

6.質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

基床以下一般路堤填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)及平整度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)參照《鐵路路基工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》TB10414-2003，如表2、3、4所示：

表2 路基基床的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

表3 基床以下路堤填筑層壓實(shí)質(zhì)量的檢測(cè)數(shù)量、檢驗(yàn)方法

表4 基床以下路堤頂面高程、中線至邊緣距離、寬度、橫坡、平整度允許偏差及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

7.結(jié)語(yǔ)

(1) 基底必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)文件進(jìn)行地基處理，并經(jīng)檢驗(yàn)滿足設(shè)計(jì)要求后開始填筑。

(2) 施工中核對(duì)填料的試驗(yàn)和實(shí)際使用情況，填料質(zhì)量應(yīng)符合要求。

(3) 原地面高低不平時(shí)，先從最低處開始分層填筑并由兩邊向中部填筑。

(4) 嚴(yán)格按照工藝性試驗(yàn)段確定的分層填筑厚度進(jìn)行攤鋪，每層初評(píng)完成后立即對(duì)填層厚度進(jìn)行檢測(cè)，以確保每填筑松鋪厚度。發(fā)現(xiàn)超厚現(xiàn)象及時(shí)采取相關(guān)措施減薄。

(5) 填料整平時(shí)，確保填層面無(wú)顯著的局部凹凸。

(6) 每一層填筑過(guò)程中，確認(rèn)填料含水率、松鋪厚度符合工藝試驗(yàn)確定的標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行碾壓。碾壓順序應(yīng)按先兩側(cè)后中間，先靜壓后弱振、再?gòu)?qiáng)振的操作程序進(jìn)行碾壓。各種壓路機(jī)的最大碾壓行駛速度控制在1.5～2.5km/h。各區(qū)段交接處，互相重疊壓實(shí)，縱向搭接長(zhǎng)度不應(yīng)小于2.0m，沿線路縱向行與行之間壓實(shí)重疊40cm，上下兩層填筑接頭錯(cuò)開1m。