畢貴華 崔麗梅
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隨著我國社會經濟的快速發展和公路網建設的不斷延長,人們對道路施工質量要求也越來越高。相比于其他工程,在山嶺區往往因施工條件差及地質條件復雜等原因而難以修筑路基。為合理利用自然資源,提升社會經濟效益,施工時選擇將開挖石料直接作為路基填料。針對目前填石路基質量影響因素及控制指標較多、施工質量難以保證的情況,本文依托實際工程,對填石路基填料性能,包括壓實特性、破碎性和力學性能進行分析,確定最佳施工工藝,并對施工后的填石路基進行穩定性檢測,探尋工后沉降規律,旨在為我國公路建設在填石路基施工技術方面的應用提供參考。
填石路基作為特殊的路基結構,在地勢險要的山區公路工程中較為適用,其填筑量大、高度高,填筑材料密度大,填筑體結構自重也大,因此對地基承載力也具有更高要求。填石路基填筑料通常以顆粒間黏聚力小的大粒徑碎石為主,通過碎石顆粒的摩擦和嵌擠形成一定的抗剪強度及半剛性體。當地基結構發生不均勻沉降時,大粒徑顆粒的嵌擠作用能夠保證地基穩定性,從而防止更大沉降的發生。但較為嚴重的變形沉降,其地基內部剪應力會遠超出路基所能承受的抗剪強度,引發更大范圍的剪切變形,不利于路基結構的穩定性。可見,加強對填石路基施工技術的處理及施工質量的控制,對保證路基穩定十分關鍵。影響和決定路基質量的主要因素是填石料密度,填石料的密度主要由級配所決定。在進行填石路基施工時,可以通過室內試驗確定填石料密度,并根據施工碾壓試驗所得數據進行填石料密度值的修正。填石料結構與路基結構密實性相關,軟質巖石結構的破碎率高、粒徑小,容易產生密實骨架結構,而硬質巖石結構破碎率低、粒徑大,容易形成孔隙骨架結構,但會因孔隙缺少細粒料的填充而影響粒料之間嵌擠作用的發揮。
某公路工程位于山嶺重丘區,試驗段起止樁號為K70+800—K70+960。因其填筑高度較大,最大值約41.32m,所以選擇將現場開挖石灰巖直接作為路基填料,為保證路基具有良好的穩定性,需要對路基填料的工程特性進行分析。
(1)測量放樣。在對填石路基進行正式施工前,應做好測量放樣,此項工作由測量小組負責,具體操作要點如下:每間隔20m設一組邊線樁,并對路堤兩側進行加寬處理,從而確保填石路基邊緣的壓實度達到規范標準的規定要求;每填筑一層應恢復一次中線和邊線,并對地面高程進行測量。當與路床頂部的距離達到1.5m以內時,應按照設計的縱橫斷面進行控制,在達到路床高程后,對路基中線和邊線進行準確測放。
(2)地基處理。在填石路基填筑前,應將原地面徹底清理,本公路工程K12+234.5—K14+442.7段為耕植土地段,必須將15cm深度的表土層徹底清除,再以符合填筑要求的土料進行原地面開挖段回填,并壓實處理。對于達不到施工強度的基底原狀土應按至少30cm的高度進行換填;對于K16+112—K16+984.5段的鹽漬土及黃土,應進行清淤排水處理,并采用拋石固結及復合地基技術加固。在本工程填石路基排水處理方面,考慮到路基結構有較大的孔隙率,降水會從路面和邊坡處滲入路基,若填筑結構滲透性能較強,則會進一步滲入地基,再在地下水活動的影響下,浸濕地基,導致填石路基結構穩定性大大降低。本工程在基底內地下水活躍的區域應采取有效的引排攔蓄措施,并以片石、塊石等透水性材料設置透水層,起到水分分散散失的作用[1]。
(3)填石路基攤鋪工藝。填石路基施工技術應用中,填石路基需要采取有效的攤鋪工藝,其工藝內容主要為:攤鋪石料表層需要注意碎石的尺寸和數量,碎石的數量應當保持在整個石料的1/5左右,提高大顆粒碎石的數量,將小顆粒碎石填筑在大顆粒碎石的縫隙當中,在具體攤鋪中需要采取灑水的方式增加填料的致命性。但是應當控制灑水的質量,灑水水量過多會造成路基黏性度增加。除此之外,需要根據攤鋪的層次要求檢查攤鋪的層面厚度,使分層攤鋪能夠滿足厚度要求,避免分層攤鋪出現厚度不均勻的問題。因此,掌握正確的施工工藝,對提高路面的攤鋪效果和滿足路基的攤鋪需要具有重要意義。
(4)路基壓實技術。對攤鋪后的路基進行壓實時,由于路基中含有石料,可能會導致普通壓路機難以壓實緊密,對此可使用大功率的壓路機進行碾壓。明確施工的碾壓方向和碾壓順序,其中碾壓順序由路基邊緣兩側逐漸向路基中間位置進行,碾壓后路基厚度控制在35cm。對于局部碾壓不充分的區域,可以人工將石渣或石屑與細粒土進行拌和、攤鋪、碾壓,路基中的縫隙可適當采用石屑進行填補整平[2]。
(5)技術措施。正式進入雨季前,應由項目部組織全員開展雨季施工安全注意事項專題教育,提醒施工人員在雷雨天氣中,不要在易遭雷擊的物體下停留,如高壓桿塔、體量高大的樹木等;室外的電氣設備應增設防御罩,并加裝漏電保護裝置,臨時建筑應與高壓線之間保持安全距離;及時將路基基底、坡腳的積水排除干凈,避免地表水流入取土坑和砂場內;在路基邊坡設置流水槽,并對路基排水系統定期檢查,發現問題及時處理,確保排水暢通;雨后路基碾壓必須在表面晾曬后進行,并在碾壓后對壓實度進行檢測,確認合格后方可對下層進行施工[3]。
本文對某公路工程填石路基施工過程的分析表明,填石路基填筑對填筑材料及施工質量要求較高,必須密切結合工程實際,加強對土質承載力和土壤結構的分析,并從施工準備、石料選取、地基處理及攤鋪、碾壓施工過程控制等角度加強填石路基施工質量控制,以確保公路工程填石路基施工效果的不斷提升。