探討公路工程中填石路基施工技術(shù)

宋 鵬 飛

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司,山西 太原 030006)

0 引言

在山區(qū)高速公路施工中必須做好攤鋪施工與壓實(shí)施工，基于這兩項技術(shù)內(nèi)容保證對高速公路施工項目的整體施工質(zhì)量控制，提高公路表面平整度、均勻系數(shù)同時減小孔隙比。保證填石路基施工的系統(tǒng)性優(yōu)化。

1 高速公路填石路基施工工藝的基本標(biāo)準(zhǔn)與檢測方法

按照我國交通部所提出的《公路填石路堤壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)與檢測方法總報告》相關(guān)建議，應(yīng)該將公路石質(zhì)路堤定義為路堤填料在2 mm以上粒徑、顆粒含量大于70%、粒徑小于0.074 mm的路堤，這其中還細(xì)分出了碎石路堤、塊石路堤以及小塊石路堤。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)可檢測判斷各種公路路基類型，例如可以通過填料含量、地基覆蓋層土質(zhì)、塊石以及地質(zhì)節(jié)理、裂隙發(fā)育等等有效評判地基穩(wěn)定性，擁有優(yōu)秀穩(wěn)定性的地基可展開填石路基相應(yīng)施工技術(shù)操作。

在施工中對填料的要求很高，因?yàn)樘盍系淖畲舐窂綄簩?shí)質(zhì)量影響較大，如果粒徑過大就需要運(yùn)用到擁有大激振力、大粒徑、大噸位的壓實(shí)機(jī)械輔助展開施工，且施工難度相當(dāng)之大，容易對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。因此在填石路基施工中需要結(jié)合施工實(shí)際情況選擇最大粒徑值，可將粒徑控制在不超過路基層厚2/3的厚度，同時將最大粒徑值控制在25 cm以下，保證填料表面粒徑不超過15 cm為最佳。綜合考量來看，公路施工中填石路基施工若要保證施工進(jìn)度平穩(wěn)，還要首先把握好施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，明確施工檢測方法，特別是對石料粒徑的要求要做到嚴(yán)格，如果在面對超大粒徑石料時則要進(jìn)行破碎或清除處理，為之后的施工流程順利開展做好準(zhǔn)備[1]。

2 高速公路填石路基的攤鋪技術(shù)應(yīng)用

高速公路填石路基施工中的攤鋪技術(shù)應(yīng)用非常關(guān)鍵，它的施工合理性直接決定了后期填石路基的壓實(shí)效果。

2.1 填石路基的基本攤鋪方法

在填石路基攤鋪施工部分主要采用到兩種技術(shù)工藝形式：漸進(jìn)式攤鋪、后退式攤鋪以及混合式攤鋪。其基本的攤鋪方法就是要采用到大功率推土機(jī)，再配合人工輔助細(xì)平方式，結(jié)合橫斷面全寬以及縱向水平分層填筑的基本原則展開施工，保證推土機(jī)初平與平地機(jī)整平，形成一道雙向都具有4%傾斜度的橫坡，保證施工表面呈橫向與縱向平順均勻，同時目測表面層沒有孤石凸起現(xiàn)象即可。一般來說，每一層填料的鋪設(shè)寬度都需要超過路堤設(shè)計寬度的50 cm以上，以便于后期施工時路基邊緣被充分壓實(shí)。在攤鋪過程中還要利用到全站儀為每層填土設(shè)置放出邊樁與中樁，再利用精平機(jī)械進(jìn)行整地，配合人工徹底整平局部坑洞缺陷。

2.2 案例簡析

上文提到填石路基的攤鋪技術(shù)方法有兩種，下文就結(jié)合某地區(qū)的山區(qū)公路施工工程進(jìn)行簡要對比分析，分析漸進(jìn)式攤鋪與后退式攤鋪在攤鋪效果方面有哪些差異。

2.2.1填石路基的攤鋪施工技術(shù)對比選擇

某工程在兩段公路段分別采用到了漸進(jìn)式攤鋪與后退式攤鋪，并展開了攤鋪效果現(xiàn)場對比實(shí)驗(yàn)，分別對兩段公路試驗(yàn)段的表面平整度與松鋪厚度進(jìn)行指標(biāo)分析評價。再者還用到了挖坑實(shí)驗(yàn)觀測兩種方法所分別引發(fā)的填料離析問題，包括被壓實(shí)層的結(jié)構(gòu)情況，最后采用相同的壓路機(jī)與碾壓方式對填石路基段進(jìn)行完全壓實(shí)，對比兩公路段的壓實(shí)效果。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果來看，該工程公路段在采用后退式攤鋪法施工后，其填石路基表面出現(xiàn)了嚴(yán)重的離析現(xiàn)象，其中存在較大粒徑石料凸出于路基表面的不良狀況，平整度表現(xiàn)不佳。再一點(diǎn)，后退式攤鋪未能有效控制填石路基每層厚度，而反觀用漸進(jìn)式攤鋪法則基本保證了路基表面攤鋪平整，沒有大粒徑石料外露凸起。這主要是因?yàn)樵跐u進(jìn)式攤鋪方法中運(yùn)用到了推土機(jī)，推土機(jī)將石料向前方推進(jìn)，其中途中沒有任何阻擋物，而卸料方面與原有壓實(shí)面之間出現(xiàn)較大落差，這為大粒徑石料提供了最佳掉落位置，達(dá)到一種相對穩(wěn)定狀態(tài)。此路段中還用到了細(xì)料進(jìn)行空隙填充，確保填石路基高密度，也為后期的壓實(shí)施工工作提供了較好的壓路機(jī)設(shè)備工作面，如表1所示。

表1 填石路基漸進(jìn)式攤鋪與后退式攤鋪的試驗(yàn)路段數(shù)據(jù)

從表1中可以看出，該山區(qū)高速公路兩試驗(yàn)路段分別進(jìn)行了漸進(jìn)式攤鋪與后退式攤鋪兩種攤鋪方法，其中采用了漸進(jìn)式攤鋪方法的路段在路基壓實(shí)層方面更容易被整平，且其填筑厚度也更容易被控制，從整體上實(shí)現(xiàn)了工序精簡，對提高壓實(shí)質(zhì)量很有好處，因此該公路工程施工最終選擇了漸進(jìn)式攤鋪方法展開施工[2]。

2.2.2基于漸進(jìn)式攤鋪技術(shù)的填石路基壓實(shí)技術(shù)應(yīng)用

1)施工方案。

針對某山區(qū)高速公路施工項目填石路基實(shí)驗(yàn)的施工流程包括八步驟，分別如下：

測量放樣→填前清表、平整、壓實(shí)與檢測→組織路段施工材料→填料實(shí)驗(yàn)(確定填料材料性能)→分層填筑→切方段合理開挖→人工配合機(jī)械整修填挖邊坡→整合總結(jié)試驗(yàn)成果。

該工程將填料攤鋪分為兩層展開，兩層厚度不同，且經(jīng)過對比確定得出優(yōu)選值，其中第一層的松鋪厚度控制在30 cm左右，第二層則控制在40 cm左右，并專門在路基表面采用石灰布置了4 m×5 m的矩形網(wǎng)格，并向網(wǎng)格中卸料。根據(jù)過往同類施工經(jīng)驗(yàn)，此次施工的暫定填料松鋪系數(shù)確定為1.25，松鋪厚度則控制在50 cm左右，結(jié)合運(yùn)料汽車的裝載量與壓實(shí)方計算，按照每輛車裝載量8 m3為例，若要填滿每個網(wǎng)格需要1.5車。當(dāng)填料被順利運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場以后要配備專人卸料，將填料填入到指定方格內(nèi)，然后從路中間向兩邊展開填筑施工。

2)施工結(jié)果分析。

由于該工程采用了分層壓實(shí)方案，所以要基于不同松鋪厚度對其壓實(shí)檢測結(jié)果進(jìn)行分析，以獲得壓實(shí)度與碾壓遍數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖1所示。

結(jié)合圖1可以看到，該工程在采用漸進(jìn)式攤鋪施工技術(shù)后其填石路基的壓實(shí)度伴隨碾壓遍數(shù)的增加而不斷提高，不過隨著碾壓遍數(shù)的增加，其壓實(shí)度變化率也逐漸呈現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展趨勢。再一方面，其松鋪層厚度對碾壓遍數(shù)產(chǎn)生了較大影響，當(dāng)松鋪層次越大時，其就需要越大的壓實(shí)度，且碾壓遍數(shù)也會相應(yīng)增加。一般來說，該公路段松鋪層厚度達(dá)到30 cm～40 cm時，它在不同壓實(shí)遍數(shù)下的壓實(shí)度就會發(fā)生較大變化。結(jié)合該工程填石路基壓實(shí)施工的實(shí)際操作情況，以單位壓實(shí)遍數(shù)(n)為基礎(chǔ)可確定松鋪厚度的適宜值，同時利用ne定義每米厚度填土所需要的壓實(shí)遍數(shù)，可得到：

ne=n/h。

當(dāng)ne越大時，就表示該工程所完成的填石路基填土壓實(shí)厚度越大，所需要碾壓的遍數(shù)越多，施工時間越長。如果該工程施工中的松鋪層厚度為40 cm，假設(shè)其壓實(shí)遍數(shù)為5遍，那么代入上述公式即可計算出其每米厚度填土的單位壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)該為12.5遍。該工程施工中也以松鋪層厚度為40 cm作為標(biāo)準(zhǔn)厚度，其攤鋪與整平碾壓效率最高，可提高高速公路填石路基施工的整體質(zhì)量。

3 結(jié)語

本文結(jié)合理論實(shí)踐案例簡單探討了山區(qū)高速公路施工中的填石路基施工技術(shù)應(yīng)用。一般來說采用漸進(jìn)式攤鋪方法進(jìn)行路基攤鋪可使得路基表面更為平整，基本不存在任何大粒徑石料外露現(xiàn)象，且可較好控制施工質(zhì)量。在壓實(shí)過程中，伴隨最大粒徑的增大，填石路基的壓實(shí)密度也會隨之增大，這種方法非常適合那些空隙率較大且壓實(shí)度不均勻的路基，在經(jīng)過漸進(jìn)式攤鋪及壓實(shí)后期公路路基壓實(shí)度可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)提升，其不均勻系數(shù)也可順利控制在10～20范圍內(nèi)。整體來講，漸進(jìn)式攤鋪技術(shù)方法應(yīng)該成為高速公路填石路基施工的不二之選。