探討市政道路填石路基施工技術要點

黃寶忠

泉州三眾工程管理有限公司

1 引言

為了解決填石路基施工中面臨的質(zhì)量問題，加強填石路基施工的標準化程度，本文以某市政道路路基施工項目為研究案例，就填石路基施工中的關鍵環(huán)節(jié)展開研究，希望能夠提升填石路基現(xiàn)有的施工能力。

2 填石路基填料性質(zhì)

2.1 填料巖性要求

路基需要長期承受來自路面層的荷載，為了保證路基的長期耐久、可靠，在遴選填料時，應重點關注填料的強度、硬度、水穩(wěn)性及抗風化剝蝕等性能；對于石灰?guī)r、花崗巖等巖層富集的山區(qū)，可優(yōu)先考慮修筑填石路基。相反，對于泥質(zhì)巖、粉砂巖等工程指標較差的巖層富集時，本著因地制宜、經(jīng)濟環(huán)保的原則，不建議采取遠調(diào)的方式，可不采取填石路基施工方案。本項目所處區(qū)域，白灰質(zhì)巖富集，其工程特性僅次于花崗巖，完全滿足路基填筑技術要求，故擬選用填石路基施工方案。

2.2 填料其他要求

（1）通過工程試驗研究發(fā)現(xiàn)，路基壓實度指標與路基填筑料的粒徑大小指標之間呈明顯的負相關關系，在施工實踐中，為了追求高壓實度，必須對填料進行機械破碎，保證填料粒徑處于較小范圍內(nèi)，但機械破碎將增加路基施工總成本，因此，有必要在粒徑范圍與壓實度指標之間找出一個相對平衡的方案；通過總結大量工程案例后，建議路基填筑料的粒徑應控制在松鋪層厚度的2/3左右，且最大不能超過250mm。（2）在控制施工原材料的各項強制指標的過程中，除了明確具體的控制標準外，還應加強對現(xiàn)場檢測的把控，以路基填料粒徑控制為例，為了提高粒徑篩選效率，可根據(jù)粒徑設計要求，制作相應尺寸的篩網(wǎng)，采用篩網(wǎng)直接篩分達標的填筑料，不僅能夠提高現(xiàn)場施工效率，還能為現(xiàn)場質(zhì)量控制提供便利。

3 填石路基施工工藝

為了獲取第一手的施工參數(shù)，在大規(guī)模施工前，應先選擇某段作為試驗段，本項目選擇的試驗段里程100m，擬通過試驗段試鋪、攤鋪等工序，優(yōu)選出最佳的施工參數(shù)。

路基填料攤鋪采用“機械+人工”的組合形式，攤鋪施工應遵守橫向全斷面攤鋪和縱向分層攤鋪的基本原則，具體施工工藝如下：（1）填石路基攤鋪應使用專用的攤鋪機械，攤鋪后使用平地機整平攤鋪面，保證整平后的地面橫向坡率介于3.5%~4.5%之間，且整平后的路基表面不允許出現(xiàn)石料突起或局部沉陷等問題。（2）為避免邊坡施工對路基邊緣平整性和壓實度的影響，在路基攤鋪過程中，實際攤鋪寬度應略大于設計寬度，超出寬度單側(cè)不少于250mm，在攤鋪前，應準確放出邊樁、中樁的方位。（3）路基攤鋪和壓實過程中，應同步開展路肩壓實，避免因路基壓實擾動而引發(fā)邊坡滑塌事故，同步壓實過程中，應做好施工交界面的人工處治，及時填充局部空洞，填充后再次攤鋪整平。

3.1 整平方法

（1）整平施工工序，關鍵要做好卸料與整平的現(xiàn)場銜接工作，首車路基填筑料卸貨后，使用推土機完成初平，初平過程中應合理確定松鋪系數(shù)；首車卸載并完成初平后，第二車路基填料緊隨整平路段末尾卸料，卸料后繼續(xù)使用推土機整平；經(jīng)推土機初平后，路基填料得到重新分布，大粒徑填料位于路基底部，小粒徑填料則嵌鎖在大粒徑填料的縫隙間，重分布后的路基填料表面平整度得到明顯改善。（2）機械整平的過程中，還應配合人工整平，人工整平主要針對大粒徑填料的破碎、移除。（3）經(jīng)整平后的路基表面不允許出現(xiàn)明顯的凸起或凹陷，經(jīng)現(xiàn)場檢測達標后，方可進行下一環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。

3.2 邊坡修筑方法

（1）在填方路基施工過程中，易出現(xiàn)因邊坡砌體施工與路基整平施工脫節(jié)而導致的邊坡與路基邊緣黏結失效問題，因此，在具體施工過程中，必須做好邊坡砌體與路基整平施工的同步性，同時現(xiàn)場應配合人工整平。（2）填石路基邊坡施工過程中，應保證邊坡填筑石料的強度、硬度、耐久性及水穩(wěn)性等指標滿足施工要求，邊坡填料強度不能低于30MPa，粒徑不能超過80mm，層厚應控制在200mm以上，石料外觀應力求規(guī)整，避免選用片石類粒料。（3）按照石料堆砌與填筑先后順序，可將邊坡施工分為先堆砌再填筑和先填筑再堆砌兩種，先填筑后堆砌工藝能夠預防壓實不到位的問題，壓實質(zhì)量較高，故多使用先填筑后堆砌工藝。

4 填石路基施工參數(shù)確定

為了保證壓實效果，應合理調(diào)整壓實工況和壓實機械噸位，壓實過程應嚴格按照施工組織方案開展。

4.1 機械參數(shù)的確定

在壓實機械選型過程中，應重點關注壓實機械的振動頻率、自重及振動幅度三大參數(shù)，壓實工況以振動壓實為主，同時配合靜壓實，振動壓實頻率應控制在30Hz~35Hz之間；壓實機械自重不能低于18噸，振幅應控制在0.7mm~1.8mm之間，避免“過振”或“欠振”問題出現(xiàn)。

4.2 施工工藝參數(shù)的確定

（1）攤鋪壓實環(huán)節(jié)具體要控制好松鋪系數(shù)和壓實速率，填石路基的松鋪厚度應控制在350mm~400mm之間，且壓實次數(shù)應與松鋪厚度相匹配，最大松鋪厚度不能超過500mm。（2）選用振動壓實與靜壓實組合的壓實工況，靜壓實先于振動壓實，遵循“緩速初壓、中速復壓、快速終壓”的基本原則。

5 試驗路施工與結果分析

5.1 試驗路施工方案

填石路基施工流程：①現(xiàn)場測繪；②基底清表、平整；③合理選擇填筑石料類型及參數(shù)；④現(xiàn)場試驗，明確石料參數(shù)是否滿足施工要求；⑤分層填筑，首層松鋪厚度不超過300mm，下一層松鋪厚度不超過400mm；⑥填石路基壓實；⑦路肩、邊坡的同步填筑及壓實；⑧總結施工經(jīng)驗。

5.2 試驗路結果與分析

表1給出了兩種不同松鋪厚度對應的壓實度指標，據(jù)表1數(shù)據(jù)得到壓實度與壓實次數(shù)之間的相關曲線，曲線詳見圖1，根據(jù)圖1曲線形態(tài)，確定最佳的松鋪厚度指標。

表1 分層壓實度檢測結果

圖1 壓實度與碾壓遍數(shù)關系曲線

據(jù)圖1及表1可知：（1）壓實度指標同壓實次數(shù)呈正相關關系，但并非線性相關，隨著壓實次數(shù)的增加，壓實度的增長速率將逐步下降。（2）填石路基的松鋪厚度和壓實次數(shù)相關性明顯，松鋪厚度越大，達到同等壓實度指標需要的壓實次數(shù)就更多；表2、表3給出了松鋪厚度分別為300mm、400mm時，相應的壓實度指標情況。

表2 不同壓實遍數(shù)下的壓實度（松鋪厚度30cm）

表3 不同壓實遍數(shù)下的壓實度（松鋪厚度40cm）

使用ne（單位壓實次數(shù)）判定松鋪厚度的最合理值，ne表示達到單位厚度需滿足的壓實次數(shù)：

式中：

n——壓實次數(shù)；

h——松鋪厚度/m。

使用上式計算ne時，應考慮壓實工況差異，不同壓實工況次數(shù)可代數(shù)求和；表4給出了不同松鋪厚度對應的單位壓實次數(shù)ne計算結果。

表4 2種松鋪層厚度對應的單位壓實遍數(shù)

分析上表4相關數(shù)據(jù)可知：93區(qū)兩種松鋪厚度對應的壓實度指標一致；在94區(qū)和96區(qū)中，400mm松鋪厚度對應的壓實次數(shù)小于300mm松鋪厚度。因此，建議優(yōu)先選用400mm的松鋪厚度指標。

6 結語

（1）對于填石路基而言，填料類型及參數(shù)直接關系到壓實質(zhì)量，此外，施工機械選型及施工組織質(zhì)量也會影響攤鋪及壓實質(zhì)量；為了獲取最佳的施工參數(shù)方案，應設置試驗段，依靠試驗段選出最佳的施工方案。

（2）壓實施工應遵循“靜壓實+振動壓實”的組合壓實工況，合理確定壓實機械的自重及振動參數(shù)。

（3）靜壓實速率應控制在2km/h~4km/h之間，振動壓實速率應控制在10km/h~15km/h之間；具體的壓實速率指標應根據(jù)試驗段反饋情況確定。

（4）處理好填石路基石料攤鋪、整平與邊坡施工的關系，結合現(xiàn)場情況，給予及時調(diào)整，確保路基邊坡施工總體質(zhì)量達標。