填石路基施工技術(shù)在公路施工中的應(yīng)用

田齊文

摘 要：為合理、充分利用資源并保護(hù)生態(tài)環(huán)境，在地質(zhì)地形條件允許下，往往選用填石路堤作為高等級公路施工方式。該文以某典型半填半挖段為例，對此段填石路基填料性能、施工工藝及穩(wěn)定性等內(nèi)容進(jìn)行了分析與探究，以期全面提升工程質(zhì)量，掌握工后沉降規(guī)律，確保路基穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：填石路基；試驗段；施工工藝

中圖分類號：X734 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

交通運輸歷來都是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約因素，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，公路是其最為重要的組成部分，受到了國家相關(guān)部門的高度重視。截止2017年底，全國公路總里程達(dá)到了477.35萬 km，其中高等級公路所占比例越來越高，我國公路交通事業(yè)也得到極大的發(fā)展。但長久以來，我國高等級公路建設(shè)多集中于東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，我國公路網(wǎng)雖已建成，但其結(jié)構(gòu)仍存在不合理之處，廣大中西部地區(qū)交通狀況仍嚴(yán)重滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國公路建設(shè)逐步向中西部地區(qū)發(fā)展。在山區(qū)、丘陵地帶修建公路工程中，因深挖路塹、隧道施工都會產(chǎn)生大量石料，為充分利用資源，填石路堤成了此路段修建公路工程的第一選擇。

1 試驗段概況

某公路工程屬于典型的半填半挖路段，試驗段起止樁號為K84+875～K84+960。填筑高度最大值為42.08 m，選用現(xiàn)場開挖石灰?guī)r作為路堤填料，為保證路堤具有良好的穩(wěn)定性，需要合理配置施工機具，合理了解填石料的工程特性，該路段填石路堤施工要求參數(shù)見表1。

2 填石料的工程特性

2.1 石料分類

按照母巖物理力學(xué)性質(zhì)，可將巖石填料分為2種，即硬質(zhì)巖石與軟質(zhì)巖石。本路段以石灰?guī)r作為主要路基填料，且通過飽水單軸抗壓試驗對各料場、隧道棄渣進(jìn)行試驗分析，經(jīng)測試可見，本路段石灰?guī)r體具有較高強度，且主要為硬質(zhì)巖。

2.2 填石料可壓實特性

經(jīng)干密實度試驗，現(xiàn)場實際含水率僅為1%，通過灑水將步入第一個峰谷，則與壓實不利。通過觀測試驗段灑水段，可見灑水與未灑水路段，選用相同工藝施工后，壓實度差別較小。由此可見，該路段所選填石料，具有較高強度及良好透水性，無需灑水施工。

施工過程中，一般選用噸位較大的振動壓實機械。該工程可選用強夯機壓實施工，通過強大沖擊能量，可有效提升路基壓實度。按每4m分層，一次強夯補強壓實，經(jīng)試驗段觀測，壓實效果顯著。

2.3 填石料顆粒破碎性

（1）級配對壓實性的影響。通過大型壓實儀試驗，分析級配與填石料壓實破碎間的關(guān)系，通過多項式模擬可得，破碎率和級配相關(guān)性不顯著。

（2）最大粒徑對破碎的影響。通過多重回歸法獲取粒料破碎率多重回歸關(guān)系，可見最大粒徑對破碎影響較小，填層厚度、碾壓機械對顆粒破碎影響較大。

（3）壓實功對破碎的影響。通過壓力試驗機試驗，可獲取壓強和破碎率間的關(guān)聯(lián)性，通過分析可見，隨著壓強的不斷增加，填料破碎程度也隨之增強，兩者間線性關(guān)系明顯。

2.4 填石路基物理力學(xué)性能

填石路基具有較高強度，在行車荷載影響下，位于路床位置的顆粒將再次排列，細(xì)料向下不斷沉降，此時路床填石料孔隙比將隨之增大，但穩(wěn)定性則會下降。針對該情況，目前可選用2種方法有效延長填石路堤使用年限，其一，路堤高度降低；其二，增加路堤壓實密度，降低填料孔隙率，從而避免細(xì)料下降。

3 公路填石路基施工工藝

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 測量放線

施工前，需復(fù)測校核業(yè)主單位所交控制樁等資料，且做好各儀器校準(zhǔn)工作。根據(jù)設(shè)計要求，可加密導(dǎo)線點與水準(zhǔn)點，做好各橫斷面原地面高程測量工作，且根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行路基橫斷面圖地繪制，做好路基填料數(shù)量計算工作。

3.1.2 場地清理

施工前，需先復(fù)測施工現(xiàn)場原地面，且做好核實工作，在填方路段需清理干凈原地面表面，一般以15 cm為清理深度，再通過自卸汽車將清除的表土及時向指定場地運送。

3.1.3 施工機械

根據(jù)施工工程量及施工條件，必須合理配置施工機械，保證施工順利開展，具體見表2。

3.2 填石路基施工

3.2.1 卸料

選用分層填筑、分層壓實法填筑路基，按照設(shè)計要求，以50 cm每層鋪筑，指派專人指揮運輸車輛，按照指定路線運輸，由料場通過自卸汽車將石料運送到施工現(xiàn)場，以梅花型堆料。根據(jù)路基寬度、松鋪厚度等條件，通過白灰在上料工作面撒布網(wǎng)格，從而確定卸車部位，并對填筑厚度加以合理控制。在填筑路基前期，以20 m為間距設(shè)置填筑控制桿，保證填方材料松鋪厚度。

3.2.2 攤鋪整形

攤鋪整形時可選用推土機粗平，隨后通過人工與裝載機的有機結(jié)合，將超粒徑填料去除。針對局部凹凸不平位置，可通過人工法，利用細(xì)石塊、石屑等材料找平。如石料不符合施工要求，則將石渣石屑等材料嵌到各層表面空隙內(nèi)，從而填充空隙。

3.2.3 路基壓實

路基填料壓實的目的是為了保證所有粒料從原松散狀壓縮為密實咬合狀。根據(jù)施工要求，可按照“兩側(cè)—中間”的順序壓實施工。一般在橫向接頭位置需有一定重疊，寬度約50 cm，相鄰段前后重疊寬度應(yīng)多一些，最多不得超過150 cm，保證碾壓施工后，不存在漏壓、死角等情況。碾壓施工中，可選用壓路機先進(jìn)行2遍靜壓，隨后由靜壓逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檎駢?，此階段施工速度可控制2 km/h左右。壓實過程中，如存有縫隙，需及時通過人工進(jìn)行填平。碾壓后，應(yīng)做好壓實度滿足設(shè)計要求。

4 填石路堤穩(wěn)定性分析

4.1 填石路堤施工過程應(yīng)力變化分析

為了解壓力變化是否會影響路堤填筑過程中路堤深層內(nèi)部土層，及研究沉降與受力間的關(guān)聯(lián)性。決定將JTM-2000A型土壓力盒同時埋設(shè)到沉降觀測點位置，尺寸為25 cm×25 cm，從而跟蹤觀測沉降點位處的土壓力變化情況。通過測試結(jié)果可見，在路堤填筑高度不斷增加的過程中，土壓力將隨之增大。整體來講，填筑路基過程中內(nèi)部應(yīng)力變化規(guī)律與堆石壩工程基本相似，呈均勻變化趨勢。

4.2 填石路堤邊坡形式分析

以目前工程建設(shè)實際情況來看，現(xiàn)場具備充足的石料，且施工天氣不會影響填石路基施工進(jìn)度，可通過大型機械進(jìn)行填料輸送與施工，為此，可選用“先填后碼”施工工藝。在施工過程中，需預(yù)留部分填土邊坡做植草綠化施工。據(jù)分析可見，針對水平或豎直向位移，碼砌邊坡重力作用不大，因此可選用厚度為50 cm薄層碼砌填石路堤邊坡即可獲得良好成效。因此，本路段可選用薄層碼砌邊坡，且通過土質(zhì)回填預(yù)留部位，做好植樹種草方案，達(dá)到綠化碼砌邊坡的作用。

4.3 填石路堤施工后沉降規(guī)律分析

瞬時沉降與蠕變沉降是填石料沉降變形的主要形式，一般施工期發(fā)生的沉降變形為瞬時沉降變形，占總沉降量的80 %左右；在施加荷載后產(chǎn)生的沉降為蠕變沉降，且逐漸產(chǎn)生。經(jīng)觀測，在整個過程中填石料的變形量在一步一步地降低，且變化清晰，施工完成1年后，填石路堤工后沉降下降到每月1 mm，則表明已完成沉降。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴大，填石路基應(yīng)用越來越多，經(jīng)上述分析，可得出以下結(jié)論：

（1）通過抗壓試驗可得，本路段沿線料場填料的主要類型為硬巖，隨著尺寸的不斷增加，巖石抗壓強度則成降低趨勢，為此，應(yīng)適量降低粒徑在25 cm以上的石料，從而實現(xiàn)路基穩(wěn)定。

（2）通過分析填料工程特性，了解到級配對填料顆粒破碎性影響不大，但最大粒徑、壓實功等要素都會影響填料破碎程度，經(jīng)分析填料破碎和壓實功之間的關(guān)系，決定選用功率較大的振動壓路機進(jìn)行施工。同時，通過分析填料物理力學(xué)性能，認(rèn)為可通過2種途徑有效提升填料質(zhì)量。其一，路堤高度降低；其二，增加路堤壓實密度，從而降低填料孔隙率，避免細(xì)料下沉。

（3）結(jié)合施工現(xiàn)場具體情況，做好施工各項準(zhǔn)備工作，加大施工力度，規(guī)范攤鋪、壓實等施工工序，可有效提高工程整體質(zhì)量。

（4）完成施工作業(yè)后，需及時觀測施工沉降問題，掌握應(yīng)力變化情況，了解填石路堤施工后沉降規(guī)律，經(jīng)觀測，施工完成1年后，填石路堤工后沉降下降到每月1 mm，則表明已完成沉降，從而保證路基穩(wěn)定性。

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