土石混填路基施工技術的應用實踐

胡文強 楊 娟

(1.山西省工業設備安裝集團有限公司，山西 太原 030032； 2.太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002)

1 工程概況

陵川縣地處山地丘陵地區，地貌單元比較單一，主要為丘陵剝蝕地貌，在丘體之間，沖溝發育，基本呈寬緩的“U”字型。陵川縣“一路兩街”項目，沿線局部起伏較大，中部高，兩端低，巖層產狀平緩，無明顯斷層及褶皺。

工程包括棋山南路、望川街、黃圍街，總長3.915 km,設計等級為城市次干道，設計速度為40 km/h，最大縱坡為5.673%，最小縱坡為1.144%。路基工程：挖方85.3萬m3，填方35.4萬m3，最大挖方深度18 m，最大填方深度8 m。

路塹開挖后邊坡巖石強度不均，上層區間為頁巖、泥灰巖，風化嚴重，表面松散且存在裂隙，下層區間為較堅硬的泥灰巖、石灰巖，風化較弱，裂隙稍發育。

雖然挖方量遠大于填方量，但僅有少量地表土層為均質土，可直接用于路基填筑，大部分開挖的石方因粒徑太大，且路基中還要埋設各類市政管線，不適合填筑石方路基。而外購土方成本較高，且耽誤工期，不適合在本項目采用。

2 土石混填路基施工

土石混合料具有優良的承載力、剛度和水穩性，適用于路基填筑。由于CJJ 1—2008城鎮道路工程施工與質量驗收規范中沒有對土石混填路基的技術要求，施工參考了CJJ 1—2008城鎮道路工程施工與質量驗收規范中石方路基和JTG F10—2006公路路基施工技術規范中土石路堤的相關規定。

2.1 施工工藝檢測辦法的確定

根據CJJ 1—2008城鎮道路工程施工與質量驗收規范中石方路基和JTG F10—2006公路路基施工技術規范中土石路堤的相關規定，確定土石混填路基施工工藝，并以試驗路段確定工藝流程及工藝參數控制壓實過程。

針對土石混合非均質填方材料試驗段壓實的現狀，分析了土石混合料強度形成機理及存在問題，確定以試驗段得出的碾壓遍數及沉降差和孔隙率控制作為土石混合料填筑壓實結果控制的方法。

2.1.1松鋪系數及松鋪厚度的確定

試驗段根據填料的級配、粒徑，規范相關要求，選定試驗段長度為200 m，松鋪厚度為40 cm和50 cm兩種方案，經過試驗段驗證，確定松鋪系數為1.10。最終選定施工松鋪厚度取45 cm。

2.1.2碾壓組合

在試驗段施工過程中，通過試驗數據表明YZ20B振動壓路機強振5遍后，沉降差和孔隙率趨于穩定，以此作為指導后續工程壓實遍數的依據。施工壓實遍數及速度確定如下：

YZ20B振動壓路機關閉振動一檔穩壓1遍→YZ20B振動壓路機一檔強振5遍→3Y18T三輪光輪壓路機一檔穩壓1遍。一檔行駛速度為35 m/min～40 m/min。

2.1.3檢驗標準的確定

根據填料的確定檢測方法為灌水法檢測。經試驗確定當路基碾壓至6遍時，沉降差和孔隙率趨于穩定。

沉降差控制標準制定為：沉降量不大于3 mm,標準差不大于2 mm，上路床以下孔隙率控制標準為：不大于13%，最佳含水率為4.0%左右，外觀及平整度檢測標準：平整度不大于15 mm，路基表面平整密實，表面無松散，填料無離析現象，大粒徑填實無松動，無明顯輪跡和孔洞，表面及邊部無超粒徑石料，邊線順直。其余檢查項目同填實路基檢測標準。

2.2 土石混填路基施工工藝

1)準備工作：包括填筑材料檢測，原地面處理，測量儀器和觀察埋設用鋼球的準備，路基三線放樣，兩邊掛線等工作。

2)依據運輸車輛的運輸方量，按照試驗所得的松鋪厚度，計算出每車填料的鋪筑面積，打上方格網線。

3)按照布設的方格網進行卸料，粗平，進行灑水。燜料灑水時需要控制含水量，根據原材料含水率和最佳含水率估算出需要灑水量。最佳含水率由實驗路段得出為4%左右，依據運輸車輛的運輸方量，按照試驗所得的松鋪厚度，計算出每車填料的鋪筑面積，含水量過大，則將填料晾干至最佳含水量±2%以內。如含水量過小，則需要對填料補充灑水，達到壓實所需的最佳含水量。原材料的含水率根據現場抽樣所得。一般燜料時間達到6 h以上為最佳。

4)將填料燜透，含水率達到最佳時進行平地機精平，精平同時人工挑揀出超粒徑的石料(粒徑大于30 cm)。同時用細粒料填補表面的空間，保證表面平整并無離析現象。

5)埋設鋼球。鋼球采用直徑8 cm的為宜，便于測量。鋼球埋設時根據路段的表度和寬度確定，以20 m為一個斷面，每個斷面埋設5個。

6)采用20 t以上的振動壓路機穩壓一遍，測量鋼球的高程、記錄。碾壓時有出現離析地方，及時用細料填補(壓路機正常碾壓速度35 m/min～40 m/min,沿輪跡往返一次記一遍，每次輪跡重合1/2以上)。

7)壓路機開強振，碾壓4遍，根據現場實際情況進行補水，測量方程，記錄。補水的路基表面濕度且不沾輪。

8)自檢合格后，報監理工程師驗收。

外觀驗收：平整度不大于15 mm，路基表面平整密實，表面無松散，離析現象，邊坡順直。

沉降差：測量第5次碾壓完成的高程，進行第6次碾壓，并進行高程測量，計算兩次高程差，平均差為不大于3 mm，標準差不大于2 mm，即為合格。

隨機抽點檢測孔隙率：采用灌水法檢測孔隙率，根據實驗段得出結論，大于5 mm的顆粒含量在75%～80%，孔隙率不大于13%為合格。

9)驗收合格后用18 t以上的三輪壓路機碾壓一遍，消除輪跡，繼續進行下道工序。沉降差不合格時繼續碾壓，測量，根據現場需要及時適量補水。

2.3 施工控制要點

1)填料的粒徑為硬質石料時最大粒徑不得大于填筑層厚的2/3；填料為風化石或軟質石時，應檢測CBR值是否符合相關要求，粒徑不得大于層厚。

2)計算卸料面積，控制層厚，如現場運輸車輛按18 m3/車計算，則方格網可以按5 m寬、8 m長布設，得到的松鋪厚度為45 cm，缺料前對原路基表面灑水，確保上下兩層路基粘結良好。

3)埋設鋼球，位置為道路中線1個，左右邊線各1個，左右幅道路中線各1個。通過觀測鋼球的沉降量(振動碾壓第5遍和第6遍的高程差)確定壓實是否合格。平均差不大于3 mm、標準差不大于2 mm為合格。

4)測量儀器和碾壓機械的選擇：測量儀采用高精度的電子水準儀或蘇光DS1水準儀配合測微儀和銅鋼尺使用；碾壓機械必須為20 t以上振動壓路機和18 t以上的三輪壓路機。

5)孔隙率采用灌水法檢測。

3 結語

通過公路工程中土石混填路基施工技術的應用，有效解決了山區缺土地區市政道路路基工程填筑的問題，經試驗檢測達到了CJJ 1—2008城鎮道路工程施工與質量驗收規范中路基質量要求，取得了較好的經濟效益和社會效益。