高速公路工程中砂礫卵石土路基填筑技術(shù)的應(yīng)用

潘子科

（河北省交通建設(shè)監(jiān)理咨詢(xún)有限公司，石家莊 050000）

1 引言

在高速公路建設(shè)項(xiàng)目中，路基工程為主要工程，路基施工質(zhì)量的好壞直接決定著公路的整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此，需對(duì)路基工程施工技術(shù)和質(zhì)量進(jìn)行重點(diǎn)控制。在臨河道處進(jìn)行路基施工時(shí)，由于高速公路所處區(qū)域內(nèi)砂礫卵石材料較為豐富，同時(shí)砂礫卵石具備一定的粗細(xì)粒徑以及硬度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，將砂礫卵石土作為路基填料可保證路基的承載能力和壓實(shí)效果，同時(shí)能降低原材料的使用，減少運(yùn)料的成本投入[1]，具備一定的經(jīng)濟(jì)效益。本文重點(diǎn)對(duì)砂礫卵石土路基填筑施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行研究，并在具體公路路基工程中展開(kāi)應(yīng)用。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線共計(jì)97.645 km，設(shè)計(jì)行車(chē)速度為100 km/h，雙向4 車(chē)道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度為26.5 m，全線橋隧比共計(jì)46.5%，路基工程占比較大。經(jīng)過(guò)前期高速公路地質(zhì)勘探可得，該公路沿線分布有較為豐富的砂礫卵石土。為方便路基填筑施工取材，節(jié)約施工成本，避免大規(guī)模集中取土，達(dá)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的效果，建設(shè)單位擬決定采用砂礫卵石土進(jìn)行公路路基填筑。為檢驗(yàn)砂礫卵石土路基的施工質(zhì)量，更好地積累經(jīng)驗(yàn)，選定一段400 m 長(zhǎng)的典型路段作為試驗(yàn)段進(jìn)行研究分析，確定該試驗(yàn)段砂礫卵石土的填筑平均寬度為47.8 m，松鋪厚度的左右幅分別為40 cm、30 cm，據(jù)統(tǒng)計(jì)共需要1 960 m3的砂礫卵石土進(jìn)行填筑施工。砂礫卵石土如圖1 所示。

圖1 砂礫卵石土

3 施工準(zhǔn)備

砂礫卵石土路基填筑施工之前應(yīng)先進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)交底工作。結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)范明確不同崗位的具體職責(zé)，為路基填筑施工作業(yè)完善各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。嚴(yán)格管控料源，針對(duì)所有料場(chǎng)的來(lái)料進(jìn)行嚴(yán)格篩分試驗(yàn)，確保填料的性能以及卵石和土體之間的比例關(guān)系可滿(mǎn)足路基填筑要求[2]。通常情況下，路基填料中粒徑大于5 mm 的石顆粒含量需確保不低于30%，顆粒最大粒徑不得高于37.5 mm，且不得大于松鋪厚度的2/3。檢驗(yàn)完填料后，及時(shí)對(duì)各項(xiàng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行性能檢測(cè)，確保所用的機(jī)械設(shè)備的數(shù)量和性能能滿(mǎn)足施工需求。

各項(xiàng)準(zhǔn)備工作完畢后，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員及時(shí)對(duì)原地面進(jìn)行清理。按照30 cm 厚度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行清表，若原地基土屬于松散土體時(shí)，應(yīng)在填筑施工前完成碾壓施工，確保碾壓后其壓實(shí)度高于90%。當(dāng)砂礫卵石土路基填筑高度低于80 cm 時(shí)，對(duì)應(yīng)的地基壓實(shí)度應(yīng)大于95%，同時(shí)還需要進(jìn)行實(shí)際承載力檢測(cè)，而當(dāng)填筑高度在10～20 m 時(shí)，則地基承載力要高于200 kPa，相反當(dāng)填筑高度低于10 m 時(shí)，地基承載力要求要在150 kPa 之上為宜。

4 砂礫卵石土路基填筑施工工藝

4.1 施工準(zhǔn)備

結(jié)合路基寬度和上料厚度，確定出公路不同路段處填筑施工所需填料量，再結(jié)合計(jì)算結(jié)果采用白灰撒出網(wǎng)格，并設(shè)定專(zhuān)門(mén)的測(cè)控點(diǎn)位，便于后續(xù)整平施工中的跟蹤測(cè)量。以上步驟作業(yè)完畢后組織運(yùn)輸車(chē)在指定區(qū)域和位置進(jìn)行卸料處理。

4.2 攤鋪

砂礫卵石土路基填筑過(guò)程中采用的攤鋪方式主要有漸進(jìn)式、后退式以及混合式3 種，本項(xiàng)目結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況確定采用漸進(jìn)式進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)[3]。首先，進(jìn)行填料現(xiàn)場(chǎng)卸料，保持與攤鋪同步，安排專(zhuān)人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮，確保運(yùn)輸車(chē)可按照指定路線進(jìn)場(chǎng)卸料。卸料完成后采用足夠功率的推土機(jī)進(jìn)行初平，首先將填料堆放在事先形成的工作平臺(tái)上，再采用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，使得填料中的粗細(xì)顆粒發(fā)生摩擦和滾動(dòng)后均可到達(dá)指定位置。攤鋪過(guò)程需保持勻速慢行，不得隨意加減速，另外現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)人員需對(duì)初步平整度進(jìn)行檢查，為后續(xù)整平奠定基礎(chǔ)。

4.3 整平

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)安排專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指揮卸料，有效控制卸料厚度以及數(shù)量，避免產(chǎn)生上料厚度不均勻等問(wèn)題。待填料攤鋪及初平完成后，若現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)路基表面存在缺陷問(wèn)題時(shí)，可于表面撒布一層碎石，確保大顆粒間的縫隙可被碎石完全填充。人工操作確保粒徑較大的顆粒大面朝下，當(dāng)質(zhì)地較堅(jiān)硬的石料難易現(xiàn)場(chǎng)破碎時(shí)，應(yīng)及時(shí)運(yùn)至指定位置進(jìn)行二次破碎，再投入現(xiàn)場(chǎng)使用[4]。初平完成后確保填料表面無(wú)明顯凸起，工作面整體保持平順且無(wú)明顯堆積現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理驗(yàn)收合格后方可開(kāi)展下一階段施工[5]。

4.4 碾壓

砂礫卵石土路基正式碾壓之前，首先應(yīng)對(duì)砂礫卵石土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)格篩選，確保填料粒徑低于松鋪厚度的66%，并將粒徑大于100 mm 的顆粒剔除，同時(shí)進(jìn)行取樣試驗(yàn)，確定出天然含水率大小[6]。

當(dāng)振動(dòng)碾壓頻率與填料自身頻率保持一樣或接近時(shí)，會(huì)更加確保填料的密實(shí)性，通常粗粒土的自身頻率會(huì)在30～50 Hz[7]。因此，本項(xiàng)目砂礫卵石土路基施工所用壓路設(shè)備為工作質(zhì)量大于22 000 kg 的振動(dòng)壓路機(jī)，其對(duì)應(yīng)的額定功率要大于128 kW，頻率和振幅分別控制為32 Hz、2.1 mm。砂礫卵石土路基的碾壓工序?yàn)橄冗M(jìn)行1 遍的靜壓，再進(jìn)行4 遍的連續(xù)振動(dòng)壓實(shí)，壓路機(jī)的行駛速度控制在1.5～1.8 km/h 范圍內(nèi)為宜[8]。

5 砂礫卵石土路基質(zhì)量檢測(cè)

砂礫卵石土路基碾壓階段中，首先對(duì)碾壓前后的高差進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)松鋪厚度為30 cm 時(shí)，不同碾壓遍數(shù)的測(cè)點(diǎn)沉降差如表1 所示。為控制路基沉降變化，碾壓遍數(shù)選定為4 遍。路基施工完畢后選取若干具代表性的典型路段進(jìn)行平整度、壓實(shí)度等指標(biāo)檢測(cè)，本項(xiàng)目采用預(yù)埋沉降板和水袋法進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如表2 和表3 所示。檢測(cè)結(jié)果表明，砂礫卵石土路基碾壓施工完畢后，其對(duì)應(yīng)的空隙率滿(mǎn)足規(guī)范要求，證實(shí)了路基的整體穩(wěn)定性和強(qiáng)度良好，同時(shí)，壓實(shí)度和平整度均在規(guī)范要求范圍內(nèi)，說(shuō)明采用的施工技術(shù)方案合理可行，可為同類(lèi)高速公路工程參考借鑒。

表1 不同碾壓遍數(shù)的測(cè)點(diǎn)沉降差

表2 壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

表3 砂礫卵石土路基表面平整度檢測(cè)結(jié)果

6 結(jié)語(yǔ)

由于砂礫卵石材料的來(lái)源較廣，將砂礫卵石作為路基填料進(jìn)行施作具備較高的經(jīng)濟(jì)效益。本文研究砂礫卵石土路基施工的技術(shù)要點(diǎn)，并對(duì)路基施工完畢后的沉降率、壓實(shí)度、平整度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。研究結(jié)果表明，采用砂礫卵石土路基施工技術(shù)可有效提高路基整體施工質(zhì)量和使用性能，并具備較高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。