高速公路土石混填路基施工技術(shù)

熊江飛

(貴州省水利投資(集團)有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

1 土石混合料的概述

1.1 土石混合料的基本性質(zhì)

土石混合料屬于良好的建筑施工材料，簡單來說，它就是土和石按照特定的比例所構(gòu)成的一種混合物。對于當(dāng)代高速公路的建設(shè)來說，土石混合料是不可或缺的施工材料之一。從形成上來看，土石混合料的形成原因具有多樣性，一些是在河流沉積的作用下自然形成的堆積物，一些是在工程施工建設(shè)中產(chǎn)生的加工料，還有一些則是由于受到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境因素影響和地質(zhì)運動而形成。

1.2 土石混合料的主要特點

土石混合料是公路工程施工中常用的一種填筑材料，由于天然的混合料中所含的土和石顆粒物差距比較顯著，這就導(dǎo)致混合料的均勻性相對較低，某些土石混合料的不均勻系數(shù)可達30%甚至更高。另外，土石混合料的壓實特性也比較顯著。若混合料的均勻度系數(shù)不到70%，其綜合密度將伴隨顆粒物所占比例的增加而不斷上升，也就是說，在混合料顆粒系數(shù)小于70%的時候，顆粒物所占比例越大，其綜合密度也就越高，反之亦然。土石混合料中的土屬于壓縮性較低的土，當(dāng)其所占比例不到70%的時候，壓縮強度將伴隨顆粒含量的增加而逐漸下降，也就是說，混合料所含土顆粒越多，其壓縮強度與孔縫隙就越低。

1.3 土石混合料的結(jié)構(gòu)類型

土石混合物主要包括三類成分體系，即空氣復(fù)合物、土壤顆粒和石頭。骨架主要是由粗顆粒構(gòu)成的，呈不連續(xù)的分散式分布狀態(tài)。對于土石混合物來說，其各構(gòu)成成分的變化將對整個混合物的物理特性產(chǎn)生非常直接的影響，從而使混合物的綜合強度、變形特點等出現(xiàn)明顯的差異?；旌衔锏臋C械強度主要由兩方面的因素決定，即：顆粒之間的鍵力相互作用和顆粒之間的相互摩擦。圖1為土石混合料的三種主要結(jié)構(gòu)形式。

圖1 土石混合料的三種主要結(jié)構(gòu)形式

2 高速公路土石混填路基施工過程中存在的主要質(zhì)量問題

2.1 質(zhì)量管理方面的問題

在開展高速公路土石混填路基工程施工建設(shè)工作的時候，為了確保工程的施工質(zhì)量，必須配備專業(yè)素質(zhì)較高的人員來負責(zé)對施工過程進行管理。但是許多工程項目為了趕進度，往往會忽視質(zhì)量管理方面的工作。實踐證明，許多土石混填路基工程之所以會頻頻發(fā)生各種病害問題，其中一個重要原因就是施工材料未經(jīng)過嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗就直接投入使用，進而導(dǎo)致工程建設(shè)質(zhì)量大打折扣。同時，施工過程的質(zhì)量管控沒有完全落實到位，這些也會對高速公路土石混填路基的施工整體質(zhì)量帶來不利影響。一旦遇到暴雨、洪澇等災(zāi)害，有質(zhì)量問題的土石混填路基往往不能抵御災(zāi)害，最終出現(xiàn)路基大面積坍塌、沉陷的情況。

2.2 水文地質(zhì)環(huán)境方面的問題

對于土石混填路基工程項目來說，其工程環(huán)境主要包括當(dāng)?shù)貛r土的含水量、滲透性、地表徑流、地下徑流以及地層中埋設(shè)的各類管線設(shè)施等，這些復(fù)雜的水文地質(zhì)條件是在自然與人力的雙重作用下形成的，具有較強的隨機性特征。相關(guān)統(tǒng)計資料顯示，巖土體的水文地質(zhì)特點帶有很大的不確定性與動態(tài)變化性，這就很容易對高速公路路基工程的施工帶來各種質(zhì)量風(fēng)險與隱患。

3 高速公路土石混填路基施工技術(shù)分析

3.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在正式開展高速公路土石混填路基施工工作之前，管理人員與技術(shù)人員應(yīng)做好對各類施工材料與機械設(shè)備的準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙要求，首先進行土石混填路基實驗路段的填筑實驗，并收集相關(guān)實驗數(shù)據(jù)，為大范圍路基填筑提供指標(biāo)依據(jù)，確保其能滿足路基施工的技術(shù)規(guī)范，這是實現(xiàn)土石混填路基施工質(zhì)量目標(biāo)的基本前提。在填筑材料的準(zhǔn)備上，應(yīng)重點做好巖石、砂礫等巖土材料的技術(shù)檢驗工作，同時還要完成填筑材料的備料準(zhǔn)備工作，確定合理的預(yù)先開挖量。在施工設(shè)備的準(zhǔn)備上，掌握機械設(shè)備參數(shù)、性能，工作重點放在合理配置運輸車輛、推土機、挖掘機等施工機械設(shè)備上，并提前進行設(shè)備的調(diào)試。此外，還應(yīng)當(dāng)對土石混填路基工程的施工現(xiàn)場進行全面清理和復(fù)測，標(biāo)定出路基填筑邊界線，完成填筑前的碾壓工作，做好路基填筑的各項準(zhǔn)備。

3.2 填筑材料的開挖、輸送與填筑

高速公路土石混填路基的施工需要協(xié)調(diào)好開挖、運輸、攤鋪、整(推)平、壓實的主要工序，就必須加強對填筑材料的開挖、輸送與填筑壓實這幾個重要環(huán)節(jié)的控制。首先，在開挖裝車的時候，應(yīng)保證石塊的粒徑滿足土石混填路基施工的基本要求，避免石塊粒徑偏大達不到規(guī)范要求影響填筑質(zhì)量。其次，在運輸填筑材料的時候，應(yīng)結(jié)合填筑施工條件，配置好最為適當(dāng)?shù)倪\輸車輛數(shù)量和路線，盡量避免出現(xiàn)填料全部集中傾瀉在施工現(xiàn)場，而應(yīng)當(dāng)按照一定的順序?qū)μ盍线M行均勻合理放置。在填筑材料堆放到一定數(shù)量時，應(yīng)及時進行推平整平。

3.3 土石填筑料的整平

土石混填路基工程施工中，在填料整平的時候，應(yīng)根據(jù)施工機械設(shè)備的性能，及時全面而均勻地進行推平填料，同時還要根據(jù)規(guī)范和實驗數(shù)據(jù)控制好填筑材料的厚度。這一施工環(huán)節(jié)的重點應(yīng)放在混合料石料粒徑的控制上，不僅要避免石料粒徑出現(xiàn)高于路基壓實厚度的情況，同時也要注意預(yù)防石料的集中堆積，以免造成路基的整體施工質(zhì)量不均勻和表面不平整。在填筑料整平的過程中，首先應(yīng)借助推土機進行初步找平，把施工范圍內(nèi)的土石料用推土機進行均勻攤鋪，根據(jù)確定的路基平縱控制點(一般來說，應(yīng)在每間隔20 m設(shè)置一個平縱控制點，使這些控制點連成一個完整的控制面)，測量高程是否滿足要求，然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)指導(dǎo)平地機或推土機進行精確找平，這樣才能使路基填筑施工的層厚得到準(zhǔn)確控制。

3.4 土石填筑料的碾壓

在正式開展土石料碾壓工作之前，應(yīng)當(dāng)對填料的含水量進行嚴(yán)格檢驗，通常來說，應(yīng)采用酒精燃燒的方式進行檢驗(灌沙法)，確保填料實際含水量和最佳含水量的誤差保持在2%以內(nèi)，才能進行碾壓作業(yè)，碾壓工序應(yīng)按照從兩邊到中間的順序進行，施工人員應(yīng)注重控制好碾壓速度，剛開始應(yīng)緩慢推進，待土石材料結(jié)合比較充分之后，才可適當(dāng)加快速度，但最高速度不能超過4 km/h。按照實驗路段成果數(shù)據(jù)控制好碾壓速度和遍數(shù)，完成后進行壓實度檢測，直至達到規(guī)范要求。

4 結(jié) 語

高速公路土石混填路基的施工對質(zhì)量的要求高，因此，在施工過程中，必須加強對施工技術(shù)質(zhì)量的管控，尤其是在填筑材料開挖、運輸、填筑環(huán)節(jié)以及石料的整平與碾壓環(huán)節(jié)，必須安排專業(yè)技術(shù)施工人員進行全程管理，以免在這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)技術(shù)上和管理上的疏漏。此外，還必須充分做好施工前的各項準(zhǔn)備工作，包括熟悉施工圖紙、做好實驗路段、填筑材料與施工設(shè)備的準(zhǔn)備、施工現(xiàn)場的清理和測量等，只有這樣才能為后續(xù)的施工作業(yè)順利進行提供技術(shù)的設(shè)備的保障。