侯國慧

(銅仁市碧江區(qū)農(nóng)村公路管理局)

填石路基施工工藝研究

侯國慧

(銅仁市碧江區(qū)農(nóng)村公路管理局)

目前我國公路建設(shè)中存在諸多山嶺重丘區(qū)的深挖方和隧道施工，產(chǎn)生大量的碎石材料，本文針對(duì)利用這些碎石材料進(jìn)行填石路基施工工藝展開研究，重點(diǎn)研究了填石路基的施工工藝的經(jīng)濟(jì)合理性和施工質(zhì)量控制。

填石路基;沖擊壓實(shí);施工工藝

1 引言

在山嶺重丘區(qū)公路施工過程中通常要面臨高填方和深挖方。對(duì)于高填方路基由于其填筑高度高對(duì)路基邊坡的穩(wěn)定性也就提出了更高的要求，填石路基一般填筑斷面面積大，對(duì)施工質(zhì)量控制提出了更高的要求，由于填石路基的累計(jì)沉降大，對(duì)施工完成之后的工程沉降也提出了嚴(yán)格要求。在我國相關(guān)的交通行業(yè)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了施工中填料的最大粒徑，針對(duì)大粒徑路基填料的研究較少，也缺少相關(guān)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于填石路基施工要重點(diǎn)保證其壓實(shí)度，采用大型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，控制好壓實(shí)質(zhì)量以保證路基整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。

2 填石路基施工工藝研究

2.1 填石路基的特點(diǎn)

公路路基作為承受上部荷載的主要結(jié)構(gòu)需要在穩(wěn)定性和變形方面保持良好的特性。路基的整體穩(wěn)定性實(shí)際上跟地基的承載能力存在直接的關(guān)系。由于填石路基自重大，在汽車荷載的作用由于地基承載能力不足會(huì)導(dǎo)致路基產(chǎn)生不均勻沉降。經(jīng)過振動(dòng)壓實(shí)之后的填石路基能夠具有足夠的強(qiáng)度，保持較小的變形。填石路基的穩(wěn)定性要受到填料強(qiáng)度、級(jí)配組成、含水量、壓實(shí)效果等的影響。填石路基由于空隙率大，滲透性高，這就使得填石路基在壓實(shí)過程中主要克服顆粒之間的摩阻力，這使得填石路基的級(jí)配組成處在持續(xù)變化之中。

2.2 填石路基施工工藝

(1)基底處理

在填石路基施工之前需要對(duì)基底表土、植被、雜物等進(jìn)行清除，基地的壓實(shí)系數(shù)要滿足規(guī)范要求，如果土基含水量高要進(jìn)行必要的處理。對(duì)于填筑高度10 m以下的路基，其地基承載能力要不低于150 kPa，當(dāng)路基填筑高度在10～20 m時(shí)，地基的承載能力要不小于200 kPa，當(dāng)路基填筑高度大于20 m時(shí)，一般需要在巖石基底上進(jìn)行路基的填筑作業(yè)。當(dāng)填石路基的原地基存在一定坡度時(shí)，為保證路基的整體穩(wěn)定性，需要結(jié)合地形開臺(tái)階處理。總之填石路基對(duì)地基的不均勻沉降較為敏感，在施工過程中要嚴(yán)格控制地基的處理，保證其承載能力滿足要求。

(2)填料的選擇

填石路基填料按照碎石的抗壓強(qiáng)度不同可以分為硬質(zhì)巖石和軟質(zhì)巖石兩大類。要結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況對(duì)填石材料的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，保證符合規(guī)范要求。避免在填石路基材料中采用易風(fēng)化的軟巖和強(qiáng)風(fēng)化巖。在填石路基中要注意控制碎石填料的粒徑大小，巨粒料的比例一般不超過40%。當(dāng)填石路基填料是采用開始或隧道爆破產(chǎn)生的廢料時(shí)，要在施工過程中進(jìn)行必要的爆破試驗(yàn)，以保證石料的粒徑符合要求，避免超粒徑材料過多，導(dǎo)致的二次加工。

(3)堆料的攤鋪

目前在填石路基施工過程總常用的攤鋪方法有漸進(jìn)式攤鋪、后退式攤鋪和混合式攤鋪三種類型。漸進(jìn)式攤鋪是逐漸向前卸料，并通過推土機(jī)進(jìn)行碎石材料的整平，該種攤鋪方法適合碎石填料粒徑整體較大的狀況，易于對(duì)填料的厚度進(jìn)行控制。后退式攤鋪方法是運(yùn)料車向后卸料，形成具有一定分散特性的料堆再推土機(jī)進(jìn)行整平，該種方法適合碎石填料粒徑整體較小的狀況，但是后退式攤鋪方法在施工過程中不宜對(duì)其平整度進(jìn)行控制，所以在施工過程中采用的相對(duì)較少。

(4)填石路基的壓實(shí)

由于填石路基碎石填料的粒徑大、質(zhì)量大的特性，在巖石過程中要選擇重型壓路機(jī)會(huì)進(jìn)行重錘夯擊壓實(shí)，在進(jìn)行路基壓實(shí)之前要保證路基表面的平整度慢死要求，不要存在明顯的凹凸和不平。對(duì)未到達(dá)平整度的路基在壓實(shí)之前要進(jìn)行局部的人工整平，壓路機(jī)在初始?jí)簩?shí)過程中易采用慢速，一般控制在4 km/h左右，壓實(shí)過程中要按照先兩側(cè)后中間的順序進(jìn)行碾壓。壓實(shí)過程中要碎石觀測(cè)路基表面的平整度狀況，采用小石塊或石屑對(duì)路基的空隙進(jìn)行填充，以保證路基整體穩(wěn)定，不產(chǎn)生水平位移，當(dāng)填石路基填致路床頂面以下30～50 cm時(shí)，路基的壓實(shí)度要求要按照填土路基的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

2.3 填石路基壓實(shí)機(jī)理研究

填石路基的壓實(shí)是石料在外力的作用下重新排列組合的過程，填石路基的壓實(shí)特性要不同與普通的路基壓實(shí)，在壓實(shí)過程中顆粒不需要克服相互之間的粘結(jié)力，只需要克服石料之間的相互摩阻力即可，通過石料之間的相互嵌擠作用能夠形成骨架結(jié)構(gòu)，大大提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減小路基的塑形變形。填石路基的這種壓實(shí)通過靜力作用難以達(dá)到效果，必須要采用在一定的振動(dòng)力或沖擊力作用下才能實(shí)現(xiàn)。通過振動(dòng)作用一方面可以保證碎石填料顆粒之間處于一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，另外一方面通過振動(dòng)力的向下傳遞，能夠使得力有效的傳遞到填料的內(nèi)部，從而有效的保證壓實(shí)效果。

2.4 填石路基邊坡施工技術(shù)

良好的填石路基邊坡能夠有效的保證路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在填石路基施工過程中如果邊坡處理不當(dāng)就會(huì)誘發(fā)路基沉陷、邊坡膨脹等諸多病害。在填筑路基邊坡施工中邊坡施工不與路基填筑同步進(jìn)行，在一定程度上也會(huì)引起填筑路基與邊坡的分離。填石路基的邊坡要選擇強(qiáng)度大、不易風(fēng)化、遇水不易發(fā)生溶解的石料。建議在填石路基的施工過程中石料的強(qiáng)度要大于20 MPa。石料要能夠抵御周期性的干濕循環(huán)和凍融循環(huán)。不能出現(xiàn)塑形變化和泥化現(xiàn)象。邊坡石料的粒徑不宜大于80 cm，厚度不宜小于20 cm，石料的形狀要規(guī)整，要保證堆砌時(shí)的穩(wěn)定。

填石路基邊坡施工過程中邊坡可以選擇單坡式和臺(tái)階式兩種類型，實(shí)際施工過程中大多采用單坡形式，當(dāng)填石路基的邊坡坡度大于填料的內(nèi)摩擦角時(shí)，未進(jìn)行堆砌的路基邊坡是不穩(wěn)定的，只需要增加一層堆砌邊坡就能夠增加邊坡的穩(wěn)定性，而隨著邊坡堆砌厚度的增加，邊坡的安全系數(shù)也隨之加大，由此可見增加填石路基邊坡的厚度可以提高邊坡的穩(wěn)定性，所以在施工過程中要結(jié)合實(shí)際情況確定堆砌的厚度。當(dāng)填石路基的填筑高度小于10 m時(shí)，邊坡的堆砌厚度不應(yīng)小于1 m，當(dāng)填石路基的高度大于10 m時(shí)，應(yīng)在邊坡上設(shè)置分級(jí)，每級(jí)臺(tái)階的高度要控制在5～8 m左右，臺(tái)階的寬度要控制在2～3 m左右，臺(tái)階位置要設(shè)置好排水溝，邊坡的堆砌厚度不應(yīng)小于2 m。邊坡的堆砌分為先填筑后堆砌和先堆砌后填筑兩種施工工藝，對(duì)已填石路基更適合采用先填筑后堆砌的施工工藝，為了避免由于堆砌邊坡石料之間的空隙過大，導(dǎo)致路基內(nèi)部的細(xì)料在荷載或水的沖刷作用下流出，造成路基變形或結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)現(xiàn)象，要對(duì)邊坡的空隙采用一定的級(jí)配石料進(jìn)行填充。

2.5 填石路基沉降觀測(cè)

填石路基在施工完成之后為保證其正常的工作狀態(tài)必須做好施工過程中的沉降觀測(cè)，由于填石路基石料之間的緊密嵌擠不宜達(dá)到，路基要滿足密實(shí)、均勻、穩(wěn)定的施工難度較大，另外填石路基必須達(dá)到穩(wěn)定的彈性狀態(tài)才能保證不發(fā)生工后沉降。填石路基施工過程中的沉降觀測(cè)主要包括路基表面的垂直位移和水平位移，通過這部分建成能夠?qū)β坊姆€(wěn)定性進(jìn)行有效控制，在路基深度范圍內(nèi)布設(shè)沉降板能夠?qū)Ω魈钍瘜拥膲嚎s變形狀況有知己的了解，獲得分層沉降值，以便及時(shí)掌握填石路基中施工質(zhì)量不到位的部位，便于及時(shí)進(jìn)行修正。

3 結(jié)語

填石路基在公路工程中應(yīng)用越來越廣泛，本文對(duì)填石路基的一般施工過程進(jìn)行了探討，對(duì)施工過程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究，并詳盡闡述了填石路基施工工藝中的壓實(shí)原理，對(duì)填石路基施工工藝的發(fā)展有著積極的參考意義。但是實(shí)際過程中還需要結(jié)合工程實(shí)際，不同改進(jìn)施工工藝，加強(qiáng)施工質(zhì)量的檢測(cè)，不斷總結(jié)、更新相關(guān)理論和方法，來逐步完善填石路基施工工藝。

［1］ 劉宇，劉大超，呂燦光.粗粒徑石料填筑高路堤的施工質(zhì)量控制與檢測(cè)［J］.路基工程，2002，(3).

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1008－3383(2015)10－0028－01

2015－04－15