高速公路山皮土路基填筑關(guān)鍵技術(shù)研究

甄 曦 ，韓樹杰 ，馬衛(wèi)東

（1.天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院，天津市 300051；2.天津市高速公路集團(tuán)有限公司，天津市 300010）

1 概述

天津市處于九河下稍，地勢平坦，以平原和洼地為主，只在北部薊縣山區(qū)有低山丘陵地貌。近年來，天津市的高速公路建設(shè)進(jìn)入了大規(guī)模建設(shè)階段，由于高速沿線路網(wǎng)密集，農(nóng)業(yè)施工機(jī)械化程度較高，沿線的主要構(gòu)筑物的凈空標(biāo)準(zhǔn)均相應(yīng)提高，導(dǎo)致平均填土高度達(dá)到了4 m以上，在以往的高速建設(shè)中，路基填筑用土主要來自于沿線地方開挖疏浚河道、開挖魚塘以及農(nóng)田水利建設(shè)的開挖土，但是土的質(zhì)量難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，均需要進(jìn)行二次改良處理，同時(shí)也破壞了大量耕地和農(nóng)田。為了保證高速公路的順利建設(shè)，亟需一種來源充足，運(yùn)輸方便且能夠適用于路基填筑的填料來取代素土。塘承高速二期工程全長24.8 km，其中20 km位于天津市薊縣境內(nèi)，薊縣及相鄰的河北玉田、三河等地有大量的山皮土資源，以往均用于特殊路基處理和低等級道路的填筑，如能利用在高速公路上，將對公路建設(shè)、土地保護(hù)具有重要意義。本文通過對塘承高速二期工程山皮土路基填筑試驗(yàn)段相關(guān)數(shù)據(jù)的分析研究，從設(shè)計(jì)、施工、檢測等方面進(jìn)行了研究。

2 路基填料

根據(jù)《天津土資源管理規(guī)定》，公路建設(shè)用土應(yīng)由地方土地管理部門統(tǒng)一調(diào)配解決。本工程全線共劃分為5個(gè)標(biāo)段，均由所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)負(fù)責(zé)提供，由于料場較多，山皮土來源較為復(fù)雜，不同料場差異性較大，均需要進(jìn)行試驗(yàn)段的填筑，取得相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。對填料的總的要求如下：

（1）山皮土自山嶺開采后不得摻加其它材料（砂、土料），屬于自然狀態(tài)，不允許夾雜樹根、草皮、腐殖土等雜質(zhì)。

（2）膨脹性巖石、易溶性巖石、崩解性巖石和鹽化巖石等均不能應(yīng)用于路基填筑。應(yīng)采用不易風(fēng)化的石料填筑

（3）石料強(qiáng)度應(yīng)不小于15 MPa和30 MPa(邊坡)。山皮土CBR特性滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

（4）填料粒徑不大于層厚的2/3。路床頂面以下40 cm范圍內(nèi)，填料最大粒徑不得大于10 cm。

（5）用作路堤填料的填石料，除限制其最大粒徑外，一般對填料級配不作特別限制，超粒徑石料須進(jìn)行人工剔除或二次破碎。

3 施工工藝

（1）對原地面清表后，因原地面較軟，不利機(jī)械作業(yè)，在清表后的原地面上直接填筑厚度50 cm山皮土，作為原地面處理層，至表面達(dá)到平整無輪跡，相鄰兩次碾壓沉降差小于2 mm。

（2）在原地面處理層上施作試驗(yàn)段，針對來自不同料場的山皮土進(jìn)行填筑壓實(shí)工藝試驗(yàn)。

（3）試驗(yàn)段松鋪系數(shù)分別按1.2和1.3控制，碾壓厚度控制為30 cm。

（4）施工時(shí)將石料分層水平填筑，以30cm控制壓實(shí)厚度。每層用碎石細(xì)料作為填充縫隙的填料，以確保路基質(zhì)量。卸下的石料用推土機(jī)整平，使集料之間無明顯高差。大料必須嚴(yán)格控制應(yīng)小于2/3層厚，超過2/3層厚的石料采用炮錘擊碎，并翻拌均勻，大料不得集中。

（5）攤鋪整平

石料卸車后首先將大粒徑石料采用炮錘擊碎、推土機(jī)粗平作業(yè)，在推平過程將大粒徑石料擊碎然后翻拌推平。頂面必須用細(xì)料填補(bǔ)密實(shí)，表面呈無大粒徑石料且細(xì)致均勻平整。

（6）整平碾壓

粗平后用自重22 t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行初壓,然后用激振力達(dá)50 t以上重型振動(dòng)壓路機(jī)先兩側(cè)后中央。輪跡重疊40～50 cm，前后相鄰段重疊100～150 cm。在壓實(shí)過程中延續(xù)用小石塊或石屑填縫，直到壓實(shí)層頂面穩(wěn)定不再下沉。無輪跡、石塊緊密、表面平整、無彈軟為止。

4 質(zhì)量檢驗(yàn)

石方路基頂面粗平后用自重22 t振動(dòng)壓路機(jī)初壓一遍，重型振動(dòng)壓路機(jī)振壓不少于6遍。在初壓后設(shè)置每50 m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面布4個(gè)點(diǎn)，每碾壓一遍后測量標(biāo)高，并記錄每層數(shù)據(jù)，當(dāng)最后兩遍沉降差不大于2 mm時(shí)，終止碾壓，將終壓標(biāo)高減去初壓標(biāo)高并綜合平均后作為該斷面的沉降差。

試驗(yàn)段中根據(jù)測量觀測結(jié)果，當(dāng)重型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)至第4遍時(shí)，相鄰2遍沉降差能滿足不大于2 mm的要求，但考慮盡大可能消除沉降及降低孔隙率，增加2遍壓實(shí)。

終壓完成后，用水袋法進(jìn)行孔隙率檢測，滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

5 結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)段及后續(xù)各標(biāo)按照試驗(yàn)段確定的施工工藝所做部分段落情況，對山皮土施工工藝控制總結(jié)如下：

（1）要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求控制每層壓實(shí)厚度，每層不得大于30 cm，厚度過大，目前常規(guī)碾壓設(shè)備功率達(dá)到較困難，碾壓遍數(shù)增加，施工速度下降。

（2）需嚴(yán)格控制每層中最大粒徑不能大于層厚的2/3，否則無法達(dá)到理想的壓實(shí)效果，超粒徑必須進(jìn)行破碎。

（3）山皮土來料變化較大，有時(shí)同一料源地也存在變化，施工中必須加強(qiáng)控制，差別較大的不同來料盡量不要混用，對不同來料使用段落做好記錄。

（4）碾壓設(shè)備組合為自重22 t振動(dòng)壓路機(jī)和拖拽式重型壓路機(jī)（激振力達(dá)50 t以上），拖拽式重型壓路機(jī)碾壓遍數(shù)不得低于6遍。

（5）質(zhì)量驗(yàn)收檢測標(biāo)準(zhǔn)：每層施工過程中監(jiān)理及施工單位要全程旁站，記錄碾壓遍數(shù)要達(dá)到要求，過程中進(jìn)行沉降觀測，至重型壓路機(jī)最后兩遍間沉降差小于2 mm；碾壓完成后，表面要無輪跡、無彈軟、無松散層、平整，石料無沉陷、移動(dòng)。

（6）根據(jù)試驗(yàn)段及后續(xù)施工段落孔隙率檢測情況，均能滿足規(guī)范要求，后續(xù)施工每層可不進(jìn)行孔隙率檢測，但每500 m或填料變化時(shí)要進(jìn)行孔隙率試驗(yàn)，掌握情況，出現(xiàn)較大變化時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

（7）為更好的消除沉降，路基每填厚1m，要求用羊角碾進(jìn)行一次碾壓，碾壓至表面無明顯沉降。

綜上所述，山皮土作為高速公路路基填料既可以保證工程質(zhì)量，又能夠利用當(dāng)?shù)刭Y源，節(jié)約土地。本文針對山皮土路基填筑的材料要求、施工工藝、檢測方法進(jìn)行了研究，可為類似地區(qū)的高等級道路建設(shè)提供參考。

[1]JTG F10-2006,公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,2006.

[2]劉國富.山皮土路基施工技術(shù)研究[J].山西建筑,2009(26):291-292.