高等級公路填石路基施工中沖擊壓實技術的應用

張益兵

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

高等級公路填石路基施工中沖擊壓實技術的應用

張益兵

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

主要從填石路基施工工藝、工作原理、控制措施等方面，通過實例簡要分析其在高等級公路路基中的具體應用。

高等級公路；填石路基；沖擊壓實技術；應用

隨著我國高等級公路的快速發展建設，一些山嶺重丘地帶也開始修建高等級公路，山西省高平至陵川高速公路LJ 9合同段最大填石方高度14 m，進行高填石方路基施工。為防止路基沉陷、路面早期破損等多種質量病害，采用普通的震動壓實方法是滿足不了現行路基質量要求，為此采用沖擊壓實來代替，使施工段落沉降得以有效控制，確保了填石路基施工質量。

高平至陵川高速公路LJ 9合同段里程樁號K45+860～K48+550，處于填石路基段落，現將施工過程采用的方法逐一進行闡述。

1 填石路基施工工藝

1.1 填石路基基底的處理工藝

路基基底應具有一定均勻的強度且比較平整、無水害才能滿足施工規范要求。因此，可分為三種情況進行處理。(1)基底為巖石的，要初略炸平并形成向路內側坡度，防止向外滑坡。(2)基底為細粒土的，要設置一定厚度(50 cm)的反濾層以提高其強度。(3)基底為巖石和細粒土混合的，在初略整平后再設置反濾層內設置土工材料以防止不均勻沉陷。

1.2 選擇正確的填石路基材料

填石路基材料一般都是挖方路段放炮崩下來的大小不一的石塊，為了能把好質量第一關，我們在料場先用破碎錘將粒徑大于30 cm的石塊逐一破碎。并在裝車時嚴格控制超粒徑石塊上車。另外，在料場選出粒徑小于10 cm的小石渣作為整平層的嵌縫料。

1.3 填石路基材料的攤鋪方法

填石路基施工前，根據施工方案選擇300 m長段落進行首件產品施工。在試驗過程中，利用沖擊壓路機選擇不同的碾壓遍數及速度對填石路基進行沖擊，采集相應數據和各種參數，通過沉降差觀測確定該段填石路基沖擊壓實的參數，作為施工階段的參數。(1)設置攤鋪工作面定額卸料(填筑料)。(2)使用推土機推料進行初平施工(每層40 cm)，如有大料集中現象可采用挖掘機配合將大料挖出換填小料杜絕不均勻現象發生。(3)用小石渣對石料間的空隙進行嵌縫，并用平地機配合推土機再次整平工作面。

1.4 填石路基的壓實方法

在填石路基壓實施工中，碾壓厚度、填料的含水量、壓路機的噸位、碾壓速度等因素都會影響到填石路基的壓實度。(1)用25 T重型震動壓路機以1.5～2.5 km的速度進行1遍穩壓、4遍震動復壓、1遍穩壓。(2)每兩層(即80 cm)用YCT25沖擊壓路機以12 km的速度進行30遍的沖擊壓實。(3)在用石渣將沖擊壓路機沖擊出來的坑槽填平，用震動壓路機壓平。

1.5 填石路基壓實檢驗方法

通過首件產品施工時在K45+900、K45+950設置2個斷面，每個斷面分左、中、右三個監測點，并分別用沖擊壓路機進行10遍、20遍、30遍沖擊壓實，平均沉降量分別為21 mm、9 mm、5 mm；壓實度分別平均為85.5%、92.6%、96.5%。通過碾壓遍數和平均沉降量的變化，我們不難看出隨著碾壓遍數增加到20遍時，平均沉降量降至9 mm；而碾壓遍數繼續在增加10遍時，平均沉降量只降至到5 mm，這表明路基填料已經趨于穩定狀態。最后采取沖擊30遍同時用精密水準儀和銦鋼尺進行沉降差檢驗，要求沉降差小于5 mm，標準差小于3 mm為合格。

2 沖擊壓實基本原理

當牽引車拖動沖擊輪向前滾動時，沖擊輪重心離地高度高低交替變更，產生集中的沖擊能量向前、向下碾壓，巨大的沖擊波通過弧形輪次序并持續地沖擊路基填料，使填料受到巨大的沖擊力達到破碎和壓實的目的。其具體沖擊作用進程分為2個階段。

(1) 儲能階段；沖擊輪從重心最低狀態向重心最高狀態過度，牽引動力轉化成壓實輪的勢能和動能。

(2) 能量釋放階段；沖擊輪從重心最高點向重心最低狀態過度，沖擊輪的勢能轉化為動能，對路基填料產生巨大的沖擊力。

沖擊壓實同時具有靜力、沖擊、搓揉、振夯的作用并利用低頻大振幅沖擊力作用于路基填料上，并快速、連續周期性地作用，產生強烈的沖擊波向地基下深層轉播，提高土體的固結速度，使得壓實層富有彈性，壓實效果明顯。其結果在于提高路基的壓實度以及均勻性，減少完工后的路基沉降。

3 填石路基沉降觀測控制方法

在施工前，由施工技術人員編制填石路基沉降控制觀測方案，并經測量監理工程師審查認可后實施。在方案中重點應注意以下幾個方面：(1)觀測基點必須建立路線兩側，每側2個基點，且遠離路堤坡腳30 m以外。(2)觀測點設在路堤坡腳處以外2 m和4 m處且沿路線對稱埋設3組觀測點，每側觀測點間距150 m，觀測點用鋼筋水泥土澆筑成方形樁(15 cm)。(3)觀測次數的要求：在路基填筑時，需要每天進行一次觀測；在路基填筑完成一個月之內，需要每5 d進行一次觀測；在路基填筑完成一個月之后，需要每10 d進行一次觀測，并詳細記錄每次觀測的數據。為了更好地控制沉降，必須嚴格控制每層填筑厚度，如超過40 cm范圍的，要采取減薄措施。

4 填石路基工后補強方法

填石路基在施工時如果沒有嚴格控制好施工質量則極易產生路基的整體下沉或不均勻沉陷的隱患，對此可以采用局部壓密注漿處理方法。在壓密注漿處理方案中重點應注意以下幾個方面：(1)確定沉陷范圍，可以采用鉆探方法確定平面范圍和具體深度位置。(2)選擇注漿液體，注漿液體有水泥與水玻璃雙液漿和普通的水泥漿，如填石路基受水侵害較為嚴重則選擇水泥與水玻璃雙液漿作為注漿液體效果較好；一般情況則選擇普通水泥漿即可。(3)鉆機的布孔及孔深的控制，鉆機的布孔一定按照補強方案制定的孔徑和孔距進行施工，一般孔距為1 m并按照梅花形布孔；孔深一定按照設計深度鉆到位，并經驗孔后方可進行下道工序施工。

5 填石路基的質量控制要點

填石路基的質量控制關鍵在于壓實，而壓實關鍵在于如何控制沖擊壓實的使用方法及相關要點。在高陵高速公路填石路基質量控制上重點注意以下幾方面：(1)提高施工技術人員施工質量意識和責任心，增派旁站質檢工程師對整個沖擊壓實過程進行嚴格監督。(2)在保證每層填料厚度情況下還必須要保證沖擊壓實的遍數和沖擊速度，并做好記錄和影像資料。(3)在橋梁、涵洞等結構物的兩側必須保證預留15 m的安全距離，防止巨大的沖擊波將結構物破壞。在預留15 m范圍內采用未篩分碎石(4 cm以下)每層厚度為15 cm逐層填筑而成。(4)在每層沖擊壓實時必須保證路基邊緣得以充分壓實，以防止路基邊坡松散導致雨水侵入或路基邊坡坍塌等質量隱患的發生。(5)沖擊壓實的順序，從低處向高處或從路基邊緣向路基中心開始依次沖擊壓實全部完成一次計為沖擊壓實一遍。

6 小 結

要更好地完成填石路基的施工質量的控制，沖擊壓實是關鍵，應密切結合施工沖擊壓實及沉降值觀測確保填石路基的施工質量。因此施工人員要嚴格按照要求對各層石料的粒徑、厚度、碾壓遍數進行記錄。在整個沖擊碾壓過程中，質檢人員應做到全程監控，以確保填石路基的壓實度和穩定性。

[1] 李繼強.探討公路施工中填石路基施工技術[J].科技資訊，2013，(10):79.

[2] 蘇衛國.沖擊壓實技術在修復舊水泥混凝土路面工程中的應用[J].華南理工大學學報，2009，(6):85-89.

2016-12-12

張益兵(1964-)，男，山西晉城人，工程師，從事公路工程施工技術與管理研究。

U416.1

C

1008-3383(2017)02-0038-02