摘 要:因填石路基填料的特殊性質,加大了設計、施工等難度,并對填筑路堤施工中填石料的應用造成了嚴重影響。在公路建設中,大量石質挖方與隧道棄渣是填料的主要來源,填石路基已經成為一種常見的筑路結構形式。為更好地提高工程質量,必須嚴格按照施工現場實際情況,規范施工工藝,做好質量檢測工作。
關鍵詞:公路工程;填石路基;施工工藝
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2018)17-0000-00
俗話說“要想富,先修路”,長久以來,交通不便都被看做是阻礙經濟發展重要因素之一,尤其是在地形地質條件復雜的地區,影響更甚。伴隨社會經濟的高速發展,我國公路工程建設規模越來越大,各類巖性填料資源被廣泛用于公路建設施工,如路塹挖方、隧道棄渣等,此類材料多為粗粒徑碎石材料,材質優良,如無法合理利用此類材料,不僅會增加占用面積,還會對沿線環境造成嚴重影響。或由其他地方借土填筑路堤,則會大大增加工程造價。基于經濟性原理,應采取行之有效的措施,合理利用此類材料填筑路堤。為此,應對填石路基施工工藝、檢測方式進行系統性地深入研究,這對提高工程質量意義重大。
1 工程概況
某公路工程屬于溶蝕洼地地貌,地面高程1090~1240m,地形起伏不大,相對高差最大值為40m,5~35°為自然坡度范圍。現選取K1+900~K2+020段作為試驗段,120m為其長度。該試驗段各層巖土特征如表1所示。
2公路工程填石路基施工工藝
2.1 填料選擇
通過地質資料可見,灰巖、白云巖為本工程填料的主要類型,屬于弱風化,為V級次堅石,A~B組填料。為保證填料質量,可將試驗段進行3段劃分,各段選取3類料,按照最大粒徑,可以SA\SB\SC表示,按照填石路基相關規定,需在70%以上控制粗顆粒含量。其分組如表2所示。此工程填料主要來源于周邊山體爆破,此類填料通常與試驗要求不符,為此,填筑施工前,必須先處理石料。要求先過篩填料,以此將最大粒徑以上的石料剔除,少量可通過人工方式在攤鋪過程中去除。
2.2 攤鋪施工
此次施工以漸進式攤鋪法為主,施工過程中可同時完成卸料、攤鋪作業。要求指派專人負責自卸車按照相應卸料方式進行工作面攤鋪,一般以100㎡作為其面積,相比最終厚度,攤鋪厚度可少20cm左右,隨后通過功率較大的推土機完成初平施工,隨后運送的填料可在該表面直接堆放,并再次選取功率較大的推土機進行攤鋪施工,盡可能在底部位置放置顆粒較大的填料,要求水平擺正。最后選取小石塊通過人工方式進行找平,并在縫隙內填滿石屑、石渣。
2.3 填料整平
完成填石路基攤鋪作業后,需及時整平其表面。在碾壓施工中表面平整度直接影響路基壓實效果。為此,在完成攤鋪作業后,需及時選取刮平機做好初平施工,要求將細料充分填充到壓實表層,且通過人工方式做好整平施工,這樣才能達到良好壓實效果。整平施工的重點在于確保底部為大顆粒石塊,頂部為小顆粒填料,同時孔隙可充分被填充,以此為碾壓施工提供一個良好的壓實面。如路基攤鋪之后,局部細粒料嚴重不足,需及時補充,或將一層碎石、石屑料撒鋪其上,保證大粒徑石料之間的縫隙被碎石等材料充分填充。
施工中往往存在局部填料在最大粒徑限制以上或存有明顯孔隙,此時需及時清除超粒徑材料,或進行破碎,隨后需再次進行整平。如大粒徑填料集中存在于路堤邊緣位置,整平難度較大,應根據實際情況選取人工整平處理。待整平填石路基之后,確定其表面無大石塊露出,滿足平整度需求,即可進行碾壓施工。
2.4 碾壓施工
目前,公路壓實機械種類眾多,不同填料壓實可選用不同的碾壓機械,如粘性土可選用羊角碾,而羊角碾用于非粘性土,則壓實效果不佳。為此,壓實機械選擇是否合理直接關系到碾壓質量。在選擇填石路基壓實機械時,應考慮其工作質量、激振力、振動頻率等因素,一般以拖式振動壓路機為主。本工程選取振動壓路機作為施工機械,其參數如表3所示。
碾壓可按照“靜壓-振動碾壓”的順序施工,一般直線段碾壓時,可從兩邊逐步碾壓至中間;小半徑曲線段,則從內到外進行碾壓施工。碾壓時應保證橫向搭接寬度在20cm左右,且合理控制碾壓速度,本工程以2~4km/h為主,待碾壓無明顯輪跡之后,即可停止施工。
3 公路工程填石路基現場檢測分析
3.1 沉降率檢測
該試驗段可進行3段劃分,分別填筑三種填料,即SA\SB\SC。為對其沉降情況進行檢測,可將4個沉降標埋設到每一段內。碾壓施工前,需選取水準儀測量其高程,以此獲取攤鋪后高程。隨后完成一遍碾壓,即可測量一次高程,以沉降標為軸約10cm范圍內測量4個點,獲取平均值,該值可作為沉降標測量值。碾壓此遍后的沉降可通過碾壓前后高程差表示。可通過下式表示沉降率與壓實系數、密度之間的關系。
由此可見,沉降率增加,則路基密度也會越來越大。
本工程以45、50、55、60cm作為攤鋪厚度,碾壓后,按照測量數據對其沉降率進行計算,結果表明,當50cm為攤鋪厚度時,3種填料均具有較大沉降率。則表明50cm為3種填料最優虛鋪厚度,該值可滿足虛鋪厚度試驗要求。在50cm攤鋪厚度一致的情況下,沉降率最大的填料為SB。經室內試驗篩分試驗結果顯示,SB具有較為良好的級配,20為其不均勻系數。由此可見,當不均勻系數為20時,則具有良好壓實效果。通過分析可見,當不斷增加碾壓遍數時,沉降率卻呈降低趨勢,最終趨于平穩,則表明碾壓遍數的增多,可增加路基的密實度。
3.2 壓實系數檢測
作為一種常規的檢測方法,壓實系數法檢測的重點在于如何確定最大干密度、現場干密度。填料最大干密度可通過室內試驗獲取。當前主要選用室內標準重型擊實試驗確定填料最大干密度,但此方式具有一定局限性,只有在填料最大粒徑4mm以下時使用。為此,針對較大填料粒徑,可通過相似級配縮小原級配法處理,根據室內試驗可見, SA、SB、SC填料最大干密度分別為2.48g/cm?、2.52 g/cm?、2.52 g/cm?。
現場干密度可通過灌水法獲取,根據攤鋪厚度實際情況,進行四層碾壓施工。經試驗可見,在60cm攤鋪厚度情況下,僅有SA填料壓實度系數在規范要求以下,其他壓實系數均與92%規范值相符。通過分析得出,SA填料攤鋪60cm厚度過大。路基松鋪厚度和填料最大粒徑之間關系密切,如路基填料具有較大最大粒徑,則必須適量增加其松鋪厚度。反之,則應適當減小。以此確保壓實層可獲取充分的壓實功能,且達到良好壓實效果。
4 結語
綜上所述,填石路基施工技術作為我國公路建設中常見的施工方式,材料質量和技術水平直接影響著工程質量的好壞。施工單位需要選擇合適的施工方式,根據填土路基的技術規范和要求進行施工,從而提升公路工程的整體質量及使用性能。
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收稿日期:2018-06-08
作者簡介:邵凱凱(1982—),男,河南商丘人,本科,工程師,研究方向:路橋施工。