对公路填石路基施工技术的探讨

对公路填石路基施工技术的探讨

对公路填石路基施工技术的探讨刘昊（宜昌市交通规划勘察设计研究院湖北宜昌443000）【摘要】：本文笔者结合多年从事公路设计及施工的工作经验，就填石路基的施工技术进行了详细的探讨，并介绍了其施工质量检测的方法，希望能够为类似路基工程提供一些参考和建议。【关键词】：公路工程；路基施工；填石路基；质量检测中图分类号：X734文献标识码：A1工程案例概述宜昌市江南一级公路穿越地形主要为丘陵地区，设计四车道，车速60km/h，挖石方总量123万方，且填挖基本平衡，可以利用山体开挖石方作为路基填筑的材料，这样可以大大降低工程成本，节约施工占地面积，同时对生态环境也能起到一定的保护作用。路堑最大挖深36.5米，路堤最高填高为25.6米。2路基的填石修筑在填石工艺中，石料颗粒径对于路基的质量有着直接的影响，颗粒径大小不同所填筑路基的密度也不相同，进而强度也不相同。因此路基的干密度和填筑石料的级配有着密切的联系，在路基填筑工程中工程材料的检验只能作为干密度检测的一个指标。一般来说，石料的颗粒粒径程大小之分，表1是大颗粒石粒的石料。表1大颗粒石粒石料数据除了大颗粒石粒填料外，碎石填料也是路基工程中较为常见的，但是碎石料有一个缺点就是破碎性，在碾压的过程中细小颗粒有可能会沉降进而对路基的稳定性造成一定的影响，第1页共6页n表2是碎石破碎率和施工沉降率的关系。表2破碎率和沉降率的关系3填石路基施工工艺3.1整体施工工序如图1所示图1施工工序图3.2路基承载力的处理第2页共6页n为了保证路基的承载能力，必须对路基的地基承载力进行检测，通常采用K30检测法进行检测，并根据设计规范要求总结出如下数据：①地基承载力大于150kPa；路基高度不得超过10m。②地基承载力大于200kPa；路基高度不得超过20m。③路基基底为岩石基底时；路基高度可大于20m。如果在检测过程中发现地基承载力达不到设计要求时即可进行地基处理，首先将基底的淤泥和软质土层清除，并在原地面挖好排水沟使其与排水设计相互结合，保证地表水不会冲刷路基。如果路基段处于低洼处要沿路基双侧修建排水沟，然后采取土方对开挖段进行填筑，一般回填的过程要符合规范要求，并且在回填过程中按照0.3米一层进行碾压，而且压实度要达到与路基要求承载力相同。如果在路基填筑中出现石质路段，可采取爆破的形式将其炸平，但是在爆破过程中要加大对炸药用量的控制，避免因用药过多加大对而对基础造成更大的扰动。当地震承载能力和满足基底设计时，整体承载力相对差距较大的地方就需要进行置换，并设置过渡段，以保证岩石底部的均匀和平整。3.3边坡码砌边坡码砌施工质量对于路基的稳定性、强度都有着很重要的影响，在工程中常用的施工方法有两种：先填后码、先码后填。根据形势可以分为台阶码砌和边坡码砌，前者的厚度和填方厚度相关，边坡码砌的厚度如表3所示。表3边坡厚度和填方厚度关系填方厚度边坡码砌厚度小于5m一米以上5m至12m1.5米以上12m以上2米3.4填石路基的摊铺目前在一级公路和高速公路以及有特殊标准要求的公路上路基的摊铺都采用分层修筑方法进行。二级以内（含二级）且铺设路面等级较低的公路在山区陡峭位置的施工难度较大或者需要采取大量爆破的方式时，应当采取倾填的方法将铺筑石料填于路堤下面，值得注意的时在路床底面一米范围内还是应当采用分层修筑的方法。不论是分层填筑还是倾填，石料的摊铺都应当采用渐进法进行摊铺，不能一步到位，石料装运车应当严格按照指定路线进行石料的运输，根据“从低到高、先两边后中间”的原则分层卸料。摊铺过程可以概括为：首先，摊铺工作面，沿路线长40米左右，用大功率机进行初次压平，填料逐渐向前推移且距离至少第3页共6页n3米以上；然后将石料运输到施工现场并对方至经过初平的工作面上；最后在用大功率机逐渐向前摊铺。在摊铺过程中需要采取人工方式进行局部找平和补料，在补料中大颗粒的石料面大朝下，摆放平稳后在其上铺设小颗粒十块，最后用石屑将缝隙填补好。如果石料颗粒径较大、填层较厚那么石料填充就会有较大的空隙空间，这时需要在每层填补石料后再加入石屑、石渣，用压力水冲刷，反复循环几次，保证填料的密实，避免由于石料级配过差给路基带来的影响。3.5填石路基的压实路基摊铺好后，用重型压路机将其压实，压路机的碾压压力应当结合试验参数和碾压次数来决定。在碾压中，错轮要求在压路机轮宽的1/4以上，通常情况碾压至路基边缘半米处停止碾压，特殊情况例如路堤高度超过4m，那么压路机需要碾压到路基边缘1m左右。值得注意的时，在碾压至路基边缘2m处时，应当适当降低碾压压力振幅或者降档。3.6填石路堤施工要求（1）路堤填筑石料应当保证有足够的强度，至少不低于15Mpa，如果是护坡填筑石料那么不应低于20Mpa。石料颗粒最大直径应当控制在路堤厚度的2/3以内，不同类型、强度和石料其填筑方法和填筑厚度也不尽相同，应当严格按照相关规范来进行。（2）用强风化石料软岩石填筑路堤时，应按土质路堤施工规定先检验其CBR值是否符合要求，CBR值不符合要求时不得使用，符合使用要求时应按土质路堤的技术要求施工。（3）高速公路及一级公路填石路堤路床顶面以下50厘米范围内应填筑符合路床要求的土并分层压实，填料最大粒径不得大于10厘米。其他公路填石路堤路床顶面以下30cm范围内宜填筑符合路床要求的土并压实，填料最大粒径不应大于15厘米。4压实标准的确定4.1通过试验路段，制定出填石路堤的质量控制标准。根据甲方暂行规定，压实质量可以采用压实沉降差或孔隙率进行检测，考虑到实际施工状况，采用了压实沉降法作为压实检测的方法。4.2检测方法。在施工中我们采用钢球法测定压实度，首先沿路线纵向每20~40m选择一个断面，每个断面设置6个点；平地机粗平后，在选中的6个点上布置6个钢球，钢球露出松铺面2~3cm；然后用15t压路机每压一遍后，测出钢球的沉降高程，各测点在碾压前后的高差就是测点的沉降差。甲方的暂行规定中，压实沉降差平均值应小于5mm，标准差小于或等于3mm。4.3试验路段结果。在填石路堤开工前进行了试验段施工，采用15t振动压路机作为压实机具，确定了填石路段的施工工艺和合适的填筑厚度，粒径等参数，现归纳成如表4。第4页共6页n松铺厚度为40cm、60cm、80cm三种，从表中明显看出，由于填料的不均匀，填料的松铺系数相差甚大，松铺厚度为40cm时，振动压路机碾压5遍，压实沉降差能满足要求；松铺厚度为60cm时，碾压6遍也能满足要求；松铺厚度为80cm时，碾压10遍后仍达不到要求。从施工组织上综合分析以及经济效益、施工进度、机械利用率等方面考虑，决定在施工中采用松铺厚度60cm，碾压遍数不少于8遍。表4试验段试验结果汇总表静静压实结果15t松铺压压振压厚度遍遍点位12345678检测指标（mm）遍数数数压实厚度（cm）35.133.633.333.135.73633.935.1平均沉降差141压实沉降差（mm）32467678=5.38标准差松铺系数1.141.191.21.211.121.1132.81.14=2压实厚度（cm）34.833.932.535.432.534.532.836平均沉降差151压实沉降差（mm）74513234=3.63标准差松铺系数1.151.181.231.131.231.161.221.11=1.740cm压实厚度（cm）33.333.135.436.733.932.534.233.9平均沉降差161压实沉降差（mm）53153334=3.63标准差松铺系数1.21.211.131.091.181.231.171.18=1.7压实厚度（cm）33.633.132.832.534.833.632.533.1平均沉降差171压实沉降差（mm）43123623=3.00标准差松铺系数1.191.211.221.231.151.191.231.21=1.4压实厚度（cm）52.650.45049.653.654.15555.6平均沉降差141压实沉降差（mm）56767564=5.75标准差松铺系数1.141.191.21.211.121.111.091.08=1压实厚度（cm）52.250.848.848.448.851.75554.1平均沉降差141压实沉降差（mm）47354624=4.38标准差松铺系数1.151.181.231.241.231.161.091.11=21.560cm压实厚度（cm）5049.656.65550.851.351.350.8平均沉降差161压实沉降差（mm）23433536=3.63标准差松铺系数1.21.211.061.091.181.171.171.18=1.2压实厚度（cm）50.449.649.248.852.250.448.849.6平均沉降差161压实沉降差（mm）33425215=3.13标准差松铺系数1.191.211.221.231.151.191.231.21=1.4压实厚度（cm）70.267.266.766.171.472.173.474.1平均沉降差151压实沉降差（mm）32887978=6.5标准差松铺系数1.141.191.21.211.121.111.091.08=2.480cm压实厚度（cm）69.667.86564.5656973.472.1平均沉降差161压实沉降差（mm）74867495=6.25标准差松铺系数1.151.181.231.241.231.161.091.11=1.7第5页共6页n压实厚度（cm）66.766.175.573.467.868.468.467.9平均沉降差181压实沉降差（mm）55486566=5.63标准差松铺系数1.21.211.061.091.181.171.171.18=1.1压实厚度（cm）67.266.165.66569.667.26566.1平均沉降差1101压实沉降差（mm）53865457=5.38标准差松铺系数1.191.211.221.231.151.191.231.21=1.55总结填石路基要想保证期施工质量就要在施工方法和施工材料上做文章。石料粒径控制是填石路基工程中最重要的控制项目，只有石料的粒径得到控制才保证路基的压缩度。所以填石路基在施工中要严格控制石料用量，并重视压实技术，只有这样才能提高路基的强度和稳定性。参考文献[1]．《公路工程技术标准》（JTGB01—2003）[2]．《工程建设标准强制性条文（公路工程部分）》[3]．《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）[4]．《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63－2007）[5]．公路路面基层施工技术规范（JTJ034—2000）第6页共6页