市政道路填石路基施工要點(diǎn)與質(zhì)量檢驗(yàn)

張戌妮

（山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030001）

0 引言

公路填石路基采用大粒徑碎石填料進(jìn)行路基填筑施工，與土質(zhì)填料相比施工質(zhì)量控制難度更大，控制不當(dāng)施工后很容易產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致路基路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縱、橫向開(kāi)裂。在填石路基施工過(guò)程中，應(yīng)該從填料選擇、碾壓工藝、邊坡防護(hù)、質(zhì)量檢驗(yàn)等方面進(jìn)行全面控制，做好施工全過(guò)程質(zhì)量控制。本文以某市政道路填石路基施工為研究背景，從施工準(zhǔn)備、填料運(yùn)輸、攤鋪與壓實(shí)等方面全面闡述路基施工技術(shù)，并在施工過(guò)程中檢測(cè)沉降差和孔隙率，作為合理確定施工參數(shù)，檢驗(yàn)施工質(zhì)量的主要依據(jù)。

1 工程概況

某市政道路工程，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)22.2km，原設(shè)計(jì)采用雙向2～4車道二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，于1998年開(kāi)工建設(shè)，2000年建成通車。由于交通量不斷增長(zhǎng)，原公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，擬進(jìn)行改擴(kuò)建工程。該市政道路改擴(kuò)建工程采用雙向4車道一級(jí)公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，路基設(shè)計(jì)寬度25.5m，設(shè)計(jì)車速80km/h。公路沿線存在高填方，部分路基采用填石路基設(shè)計(jì)。其中K13+360～K13+952段填石路基最大填筑高度為7.2m，填料選擇城市周邊采石場(chǎng)的石料，主要以花崗巖和石英砂巖為主。為保證路床頂面平整度與壓實(shí)度，上路床填料選用天然砂礫。高填方路段支擋結(jié)構(gòu)采用C30漿砌片石重力式擋土墻，片石選用當(dāng)?shù)亻_(kāi)挖下來(lái)的花崗巖。

2 公路填石路基施工技術(shù)

2.1 施工準(zhǔn)備

公路填石路基施工前準(zhǔn)備工作主要包括技術(shù)準(zhǔn)備、原材料準(zhǔn)備、人員機(jī)械準(zhǔn)備等。

2.1.1 施工技術(shù)準(zhǔn)備

填石路基正式施工前，由工程項(xiàng)目部組織施工技術(shù)人員閱讀和審核圖紙，對(duì)施工區(qū)域的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、交通情況等進(jìn)行分析，計(jì)算工程量，確定施工內(nèi)容和技術(shù)要求，審核并反饋圖紙中存在的問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)工程測(cè)量技術(shù)人員根據(jù)施工需要對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，為后期施工提供測(cè)量基準(zhǔn)。按照施工要求確定C30漿砌片石混凝土重力式擋土墻技術(shù)要求，通過(guò)試驗(yàn)確定砂漿配合比，天然砂礫級(jí)配等。

2.1.2 原材料準(zhǔn)備

（1）路基填料準(zhǔn)備。填石路基基底為基巖，承載力滿足《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTGT 3610-2019）中的相關(guān)要求。路基填料主要為花崗巖，硬度高、強(qiáng)度高、風(fēng)化程度較低，經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)得出石料抗壓強(qiáng)度為42～65MPa，滿足填方路基施工要求。施工過(guò)程中嚴(yán)格控制填筑石料粒徑，對(duì)粒徑過(guò)大的石料進(jìn)行二次破碎，并適當(dāng)摻配一定比例的細(xì)料，保證填料級(jí)配滿足施工要求。填石路基上路堤和下路堤石料粒徑不得超過(guò)40cm，下路床石料粒徑不得超過(guò)20cm，上路床石料粒徑不得超過(guò)10cm，填料不均勻系數(shù)控制在15～20范圍內(nèi)。

（2）重力式擋土墻支擋結(jié)構(gòu)材料選擇。填石路堤重力式擋土墻采用挖方片石，爆破后形狀不規(guī)則的片石經(jīng)人工加工后使用。所選片石為花崗巖，片石不得有裂紋、開(kāi)裂現(xiàn)象，厚度為20～30cm，施工前對(duì)片石進(jìn)行沖洗，保證表面清潔干凈。所選水泥為P·O 42.5水泥，進(jìn)場(chǎng)前檢查水泥出廠合格證等資料，滿足要求方可選用。進(jìn)場(chǎng)后取樣送試驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括水泥細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等指標(biāo)，滿足設(shè)計(jì)要求方可使用。砂選用中粗砂，嚴(yán)控含泥量和細(xì)度模數(shù)。按照要求進(jìn)行砂漿配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)原材料準(zhǔn)確確定生產(chǎn)配合比。

2.1.3 施工機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

根據(jù)施工需要，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)地形、施工便道分布情況、運(yùn)輸距離等基本情況，合理配備施工機(jī)械設(shè)備。運(yùn)輸設(shè)備選擇5輛20t自卸汽車，裝料施工設(shè)備選擇SH210型挖掘機(jī)2臺(tái)。施工現(xiàn)場(chǎng)配備TY220型推土機(jī)1臺(tái)，用于路基填料粗平，PY190型平地機(jī)1臺(tái)，用于路基填料精平作業(yè)。路基壓實(shí)設(shè)備選配2臺(tái)LSS2012型壓路機(jī)，載重量為21t，施工現(xiàn)場(chǎng)配備灑水車2臺(tái)。

2.2 填料運(yùn)輸

本項(xiàng)目填石路基施工采用全寬水平填筑施工，挖方段爆破開(kāi)挖后由專人負(fù)責(zé)填料篩選，組織人員和施工機(jī)械裝車。現(xiàn)場(chǎng)采用2臺(tái)SH210型挖掘機(jī)裝車，5臺(tái)20t自卸汽車運(yùn)輸，裝料運(yùn)輸過(guò)程中保證作業(yè)連續(xù)，即保證挖掘機(jī)持續(xù)作業(yè)，以提高工作效率。運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后通過(guò)專人指揮卸料，試驗(yàn)路段單層松鋪厚度不超過(guò)40cm。卸料前在下承層上部畫(huà)5m×5m灰格子，以作為自卸汽車卸料的參考依據(jù)，攤鋪厚度采用花桿掛線控制。通過(guò)灰格子確定卸料數(shù)量，按照先高后低、先邊后中的順序卸料。

2.3 分層攤鋪

卸料后操作TY220型推土機(jī)進(jìn)行粗平，局部作業(yè)困難位置采用人工找平。現(xiàn)場(chǎng)由專人指揮推土機(jī)進(jìn)行整平作業(yè)，作業(yè)順序?yàn)橄戎泻筮叄仍谥胁客瞥鲆粭l標(biāo)準(zhǔn)帶，然后向兩側(cè)作業(yè)。攤鋪過(guò)程中注意做出路拱，確保中間高、兩側(cè)低，路拱橫坡度按2%控制，以保證排水要求。攤鋪過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)超尺寸石料，應(yīng)人工擊碎或清除，確保最大粒徑不得超過(guò)2/3單層攤鋪厚度。大粒徑填料之間的空隙，采用石屑或砂石料填充，以降低路基填料孔隙率，提高密實(shí)度。粗平后采用PY190型平地機(jī)進(jìn)行精平，進(jìn)一步提高路基表面平整度，修整路拱橫坡度。攤鋪完成后采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行復(fù)測(cè)，準(zhǔn)確確定松鋪厚度，以保證壓實(shí)質(zhì)量[1]。

2.4 分層碾壓

攤鋪平整后采用2臺(tái)LSS2012型自行式光輪振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，分初壓、復(fù)壓和終壓三步。初壓為穩(wěn)壓，在關(guān)閉振動(dòng)的狀態(tài)下進(jìn)行靜壓，碾壓遍數(shù)為2遍，碾壓速度不超過(guò)3km/h。第3遍開(kāi)始為復(fù)壓階段，首先進(jìn)行弱振碾壓，調(diào)整壓路機(jī)激振力為190kN，振動(dòng)頻率為28Hz，碾壓速度不超過(guò)3km/h；第4遍開(kāi)始為強(qiáng)振碾壓，調(diào)整壓路機(jī)激振力為330kN，振動(dòng)頻率為28Hz，第4遍碾壓速度不超過(guò)3km/h，第5～7遍碾壓速度不超過(guò)5.5km/h，碾壓過(guò)程中對(duì)路基頂面高程進(jìn)行測(cè)量。最后2遍為終壓，也采用靜壓，主要目的是消除輪跡，提高路基頂面平整度。填石路基碾壓按照先邊后中、先慢后快、先靜壓再振動(dòng)再靜壓、先弱振后強(qiáng)振的原則，輪跡碾壓重疊按1/3輪跡寬控制，縱向相鄰施工區(qū)段重疊0.8～1.0m。碾壓過(guò)程中嚴(yán)格按照碾壓程序施工，不得在施工路段掉頭或急剎。碾壓過(guò)程中對(duì)路基表面高程進(jìn)行測(cè)量，計(jì)算沉降差，進(jìn)而確定路基填層的密實(shí)度。另外，碾壓施工過(guò)程中對(duì)路面平整度進(jìn)行檢測(cè)，復(fù)壓（第7遍碾壓）后重點(diǎn)檢查路面平整度，以保證路基平整度[2]。

3 公路填石路基壓實(shí)質(zhì)量檢驗(yàn)

為保證該路段填石路基壓實(shí)質(zhì)量，在各個(gè)施工工序進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量控制的同時(shí)，采用“沉降差+施工參數(shù)”雙控的方式控制路基壓實(shí)質(zhì)量。在試驗(yàn)路段，對(duì)沉降差和孔隙率進(jìn)行檢測(cè)，確定壓實(shí)效果。

3.1 沉降差檢驗(yàn)

選取K13+400～K13+500段作為試驗(yàn)路段，以K13+400、K13+420、K13+440、K13+460、K13+480、K13+500作為監(jiān)測(cè)斷面，在路基碾壓過(guò)程中對(duì)各斷面中線位置、中線左側(cè)、中線右側(cè)高程進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算確定沉降量。試驗(yàn)段路基松鋪厚度為40cm，分別在碾壓第3～7遍時(shí)對(duì)路基表面沉降量進(jìn)行測(cè)量。統(tǒng)計(jì)施工現(xiàn)場(chǎng)各斷面沉降監(jiān)測(cè)結(jié)果，6個(gè)監(jiān)測(cè)斷面沉降差監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 K13+400～K13+500段路基沉降差檢測(cè)結(jié)果

在碾壓3遍后各檢測(cè)斷面沉降差分別為53mm、55mm、47mm、57mm、53mm、48mm，平均值為52.7mm，說(shuō)明填石路基沉降差仍然很大。碾壓4～7遍后路基沉降差平均值分別為36.5mm、14mm、5.7mm、2.8mm，可以得出隨著碾壓遍數(shù)的增加，沉降差不斷下降，在碾壓到第7遍后沉降差平均值低于3mm。通過(guò)分析上述6個(gè)監(jiān)測(cè)斷面沉降差監(jiān)測(cè)結(jié)果，可以得出碾壓到第7遍后，沉降差已經(jīng)很小了，說(shuō)明路基密實(shí)度已經(jīng)達(dá)到了規(guī)定要求，可進(jìn)行終壓。碾壓7遍后試驗(yàn)路段路基沉降差平均值為3mm，在大規(guī)模填石路基施工時(shí)可將3mm作為標(biāo)準(zhǔn)值，即相鄰兩次沉降差<3mm時(shí)可認(rèn)為壓實(shí)度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

3.2 孔隙率檢驗(yàn)

路堤填料孔隙率檢測(cè)是確定填石路基的一種施工方法，根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T 3610-2019）中的相關(guān)規(guī)定，采用硬質(zhì)石料作為填料，上路堤（0.8～1.5m）孔隙率不得超過(guò)23%，下路堤（1.5m以上）孔隙率不得超過(guò)25%，本文檢測(cè)部位為上路堤。同樣以K13+400～K13+500段作為試驗(yàn)路段，采用灌水法檢測(cè)碾壓后路基填料的孔隙率。按照同樣的檢測(cè)頻率，分別在碾壓3～7遍后檢測(cè)孔隙率，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 K13+400～K13+500段路基孔隙率檢測(cè)結(jié)果（單位：%）

分析表2所列數(shù)據(jù)，碾壓3~7遍各檢測(cè)斷面孔隙率平均值分別為30.6%、27.3%、24.2%、23.3%、21.8%，可以得出隨著碾壓遍數(shù)的增加路基孔隙率不斷下降。各檢測(cè)斷面在碾壓到第6遍后大部分檢測(cè)斷面孔隙率仍高于23%，碾壓第7遍后孔隙率均下降到了23%以下，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。根據(jù)試驗(yàn)段沉降差監(jiān)測(cè)結(jié)果，說(shuō)明碾壓遍數(shù)確定為7遍可滿足該路段填石路基壓實(shí)質(zhì)量的要求，與沉降差檢測(cè)結(jié)果相同，因此碾壓7遍后可進(jìn)行終壓，可達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)質(zhì)量要求。

3.3 施工參數(shù)總結(jié)

根據(jù)K13+400~K13+500段試驗(yàn)路段沉降差和孔隙率檢測(cè)結(jié)果，得出采用LSS2012型自行式光輪振動(dòng)壓路機(jī)碾壓7遍后，沉降差平均值低于3mm，孔隙率低于23%，可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)質(zhì)量。總結(jié)K13+360~K13+952段填石路基主要施工參數(shù)：松鋪厚度為40cm，初壓靜壓2遍，復(fù)壓采用LSS2012型自行式光輪振動(dòng)壓路機(jī)弱振1遍、強(qiáng)振4遍，最后終壓（靜壓）2遍消除輪跡，提高路基表面平整度。按照上述施工機(jī)械配備方案，現(xiàn)場(chǎng)配置管理人員10人、司機(jī)12人、普通工人8人。現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中做好施工組織管理，協(xié)調(diào)好施工人員與施工設(shè)備，保證填石路基施工效率。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文以某市政工程填石路基施工為例，在施工現(xiàn)場(chǎng)建立試驗(yàn)段，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制定施工方案，合理選配施工人員與機(jī)械設(shè)備，做好現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)管理。從施工準(zhǔn)備、填料運(yùn)輸、攤鋪和壓實(shí)等方面全面闡述填石路基施工技術(shù)，總結(jié)了施工技術(shù)要點(diǎn)。從沉降差和孔隙率2個(gè)方面檢測(cè)路基壓實(shí)質(zhì)量，分析檢測(cè)結(jié)果得出路基碾壓7遍后試驗(yàn)路段各斷面沉降差平均值為3mm，各測(cè)點(diǎn)孔隙率均<23%，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，進(jìn)一步確定了松鋪厚度、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)，明確了施工設(shè)備與施工人員的配置，確定了施工方案。