石方路基的質(zhì)量控制

王勇 劉春俏

摘 要： 結(jié)合工程實(shí)際，通過對石方路基試驗(yàn)段的施工質(zhì)量的控制，總結(jié)出了石方路基工程的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)石方填料最大粒徑≤47.5cm，石塊含量超過總量的75%，選用25t振動(dòng)壓路機(jī)，松鋪厚度不大于50cm，碾壓遍數(shù)不少于8遍，沉降量指標(biāo)≤5mm時(shí)，可視為石方路基的壓實(shí)質(zhì)量合格。

關(guān)鍵詞： 石方路基;質(zhì)量控制;空隙率;沉降差;碾壓遍數(shù)

1 ?背景

路基工程的壓實(shí)質(zhì)量一直作為路基工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)。近年來，眾多專業(yè)人士通過理論研究及施工驗(yàn)證，從多個(gè)角度提出了土方路基壓實(shí)度的控制方法，確保了土方路基的質(zhì)量。而對于與土方路基工程處于同樣地位的石方路基工程的質(zhì)量控制，則尚無經(jīng)驗(yàn)可遵循。本文結(jié)合施工實(shí)際，提出了快速、準(zhǔn)確檢測石方路基工程質(zhì)量的方法。

2013年5月，鞍山市建國大道開工建設(shè)。建國大道為一級公路，設(shè)計(jì)速度80km/h，橫斷面為雙幅路型式，雙向八車道，行車道寬度36m，中央分隔帶8m。由于工程所在地緊鄰東礦，石料資源豐富、價(jià)格低，因此，選擇了石方路基的設(shè)計(jì)方案。

由于填石路基是由粒徑不同的石塊組成，孔隙率大，而不同巖石的物理力學(xué)性能又不同。在路基和路面的重力及行車荷載的作用下，加上自然環(huán)境等因素的影響，使石方路基的石料可能被壓碎、重新排列、擠密、產(chǎn)生沉降、收縮等不均勻變形，也可能造成局部或大面積的滑坍。由于《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊（土建工程）》（JTG F80/1-2017）中規(guī)定：“填石路基應(yīng)通過試驗(yàn)路段確定沉降差控制標(biāo)準(zhǔn)。”因此，確定沉降差標(biāo)準(zhǔn)值為該分項(xiàng)工程質(zhì)量控制的關(guān)鍵。

2 ?材料質(zhì)量的控制

根據(jù)現(xiàn)場取樣材料的檢測結(jié)果：該填料的最大粒徑為47.5mm，且石塊含量超過總質(zhì)量的75%，不均勻系數(shù)為17，均滿足規(guī)范要求，可以作為路基填料使用。

3 ?施工工藝

施工時(shí)，將石料分層水平填筑，以層厚50cm控制分層，大面向下擺放平穩(wěn)緊密靠攏，每層用碎石土或其它細(xì)料作為填充縫隙的原料（不得填粘土），以確保路基質(zhì)量。填筑時(shí)安排好運(yùn)行路線，由專人指揮卸料，水平分層填筑，先低后高，先兩側(cè)后中央。卸下的石質(zhì)填料，用推土機(jī)整平，使巖塊之間無明顯高差。自卸車進(jìn)料后，先用推土機(jī)推平，再使用人工配合找平施工。

施工工藝為：驗(yàn)收地面線→挖槽→檢測壓實(shí)度→推土機(jī)粗平→人工精平→碾壓→檢測空隙率→測量沉降差→確定最佳碾壓遍數(shù)

選擇2個(gè)試驗(yàn)段，每段長度200m，分別采用性能良好的ZY18（25t）振動(dòng)壓路機(jī)2臺和SD-175（50t）振動(dòng)壓路機(jī)2臺分別進(jìn)行施工。對施工成果進(jìn)行比較。

碾壓時(shí)先兩側(cè)后中央，輪跡重疊40-50cm，前后相鄰區(qū)段重疊100-150cm，在壓實(shí)過程中繼續(xù)用小石塊或石屑填縫直到壓實(shí)層頂面穩(wěn)定，不再下沉，無輪跡，石塊緊密，表面平整為止。

4 ?孔隙率及沉降差檢測

我們在試驗(yàn)段施工時(shí)，測定固體體積率滿足規(guī)范要求時(shí)的沉降差，作為施工過程中每一壓實(shí)層的檢測標(biāo)準(zhǔn)，符合“施工過程中的檢測方法應(yīng)快速、方便”這一思想。

4.1 檢測孔隙率

填料孔隙率的計(jì)算公式為：

η=e/（1+e）=1-ρd/G

η-孔隙率;e-孔隙比;ρd-填料干密度;G-填料視密度

填石路堤上路堤壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為：距路床頂面以下的深度0.8-1.5m時(shí)，硬質(zhì)石料的孔隙率≤23%。經(jīng)檢測，結(jié)果為18%，滿足規(guī)范要求。

4.2 填料沉降差的檢測

石方路基的頂面經(jīng)人工整平后，采用壓路機(jī)低頻高幅振壓6遍后，布點(diǎn)10個(gè)檢測點(diǎn)，測量壓實(shí)后標(biāo)高并進(jìn)行記錄;壓路機(jī)再次振壓2遍后，在對應(yīng)初始標(biāo)高的測點(diǎn)上測量終壓標(biāo)高。將終壓標(biāo)高減去初始標(biāo)高并綜合平均后，作為該斷面的沉降差。

4.2.1 ?測點(diǎn)的布置

石料作為路基填料，由于粒徑較大，在碾壓過程中粒料有錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象，易造成測試結(jié)果的可靠度降低，故在試驗(yàn)路段布設(shè)10個(gè)控制點(diǎn)，每個(gè)控制點(diǎn)至少布設(shè)3個(gè)子控制點(diǎn)，如圖1所示，以確保測試結(jié)果的可靠性，從而進(jìn)行定量分析。

4.2.2 ?沉降差的檢測

利用精密水準(zhǔn)儀測量各測點(diǎn)高程并記錄。對于工程上一般水準(zhǔn)儀測量精度不能滿足要求的情況，如5mm以下僅能估計(jì)讀數(shù)的問題，可用三角板或厘米尺附于塔尺的相應(yīng)位置上，準(zhǔn)確讀至mm。

測量結(jié)果經(jīng)整理后，沉降差為5.2mm，取5.0mm

5 ?試驗(yàn)結(jié)果分析

5.1 碾壓遍數(shù)對壓實(shí)效果的影響

本工程試驗(yàn)段填料為石灰?guī)r，粒度均偏大，細(xì)粒含量相對較少，采用沉降差確定碾壓遍數(shù)的方法，評價(jià)路基碾壓的密實(shí)程度，如圖2所示，從圖中可以看出，碾壓到一定的遍數(shù)后，沉降量不再增加，且碾壓表面已無輪跡，說明填石料已處于密實(shí)狀態(tài)。

5.2 ?碾壓機(jī)械對壓實(shí)效果的影響

圖3中的a曲線是根據(jù)用25t鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)結(jié)果，b曲線是根據(jù)用50t鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)結(jié)果，從中可以看出，25t的鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)需碾壓1 2～1 6遍，變形量才能達(dá)到穩(wěn)定，而50t的鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)僅需8～10遍即可使變形穩(wěn)定。從圖中還可以看出，噸位大的壓路機(jī)較噸位小的壓路機(jī)能使填石料更加密實(shí)，且壓實(shí)遍數(shù)少將近一半，由此，既可使壓實(shí)質(zhì)量得到保證，又可以大量節(jié)省工期。

6 ?結(jié)束語

根據(jù)現(xiàn)有石方路基實(shí)測資料的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值和現(xiàn)場試驗(yàn)路的測試結(jié)果分析，對石方路基，壓實(shí)機(jī)械應(yīng)選用25t的鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，壓實(shí)厚度不大于50cm，碾壓遍數(shù)不少于8遍，沉降差為不大于5mm，可視為達(dá)到要求的壓實(shí)質(zhì)量。

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