填石路基施工技術(shù)研究

趙 棟，卞明智

林同棪國際工程咨詢（中國）有限公司，重慶市 401121）

1 施工背景

在現(xiàn)場(chǎng)工程中所遇到的深挖路塹和隧道施工造成了大量的大粒徑碎石材料，限于目前施工規(guī)范的粒徑要求，這些石料一般不能用于路堤填筑，挖方石料需要及時(shí)清除或處理才能繼續(xù)施工。

2 填料的工程特性

填方路基的填料中粒徑大于60 mm的顆粒含量大于50%，粒徑小于0.074 mm的顆粒含量小于10%。依照石料的巖性，主要按照強(qiáng)度，結(jié)合其風(fēng)化程度將其分為堅(jiān)硬類石料、次堅(jiān)硬類石料、軟質(zhì)巖類石料和極軟類石料。大粒徑碎石路基對(duì)應(yīng)的分為堅(jiān)硬類巖石大粒徑碎石路基、次堅(jiān)硬類巖石大大粒徑碎石路基和軟質(zhì)巖類大粒徑碎石路基，見表1。

表1 大粒徑碎石路基的石料分類表

幾個(gè)重要粒徑的顆粒含量在總體上主導(dǎo)形成了填石路基的機(jī)構(gòu)類型，從而決定了碎石填料的壓實(shí)特性。

大粒徑的碎石填料在碾壓過程中的壓碎情況比較復(fù)雜，其破碎現(xiàn)象對(duì)路基施工質(zhì)量既有減少孔隙比的有利方面，也有破壞路基穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的不利方面，見圖1。在施工中應(yīng)對(duì)填料的巖性、粒徑組成以及壓實(shí)功能進(jìn)行控制，以使大粒徑碎石路基填料的破碎現(xiàn)象朝好的方面發(fā)展，保證路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

圖1 破碎率與路基沉降率的關(guān)系

3 壓實(shí)機(jī)械選型技術(shù)

選用振動(dòng)壓路機(jī)保證填石路基施工質(zhì)量，振動(dòng)壓實(shí)時(shí)，石料顆粒處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，填料內(nèi)部阻力大大減少，同時(shí)振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械靜重作用和壓力波形式的動(dòng)力作用產(chǎn)生壓實(shí)力和剪應(yīng)力，促使顆粒移動(dòng)，重新排列得以密實(shí)。

隨著石料強(qiáng)度的增大應(yīng)相應(yīng)的增大壓實(shí)機(jī)械的激振力，當(dāng)松鋪層厚在60～80 cm之間時(shí)，壓實(shí)機(jī)械的噸位應(yīng)大于18 t，其激振力在400 kN左右較宜。

振動(dòng)壓路機(jī)的激振頻率越接近填料的固有自振頻率，路基的壓實(shí)效果越好。填石路基采用振動(dòng)壓路機(jī)施工時(shí)的適宜頻率為30～35 Hz。

4 施工工藝

填石路基的攤鋪應(yīng)采用漸進(jìn)式攤鋪方法，不同填筑深度部位允許的填料最大粒徑控制值不同。最大粒徑應(yīng)隨路基填筑深度的降低而逐漸減小，對(duì)于強(qiáng)度不同的石料，最大粒徑控制值也應(yīng)不同，見表2。

表2 大粒徑碎石路基最大粒徑的控制建議值

填石路基攤鋪過程中不均勻系數(shù)的控制，當(dāng)不均勻系數(shù)小于10時(shí)難以達(dá)到有效壓實(shí)，不均勻系數(shù)為20時(shí)最易于壓實(shí)。建議用于填石路基的碎石填料不均勻系數(shù)應(yīng)為10～30。

填石路基在壓實(shí)過程中，松鋪厚度對(duì)壓實(shí)質(zhì)量有著很大的影響，對(duì)于某一類型的大粒徑碎石路基，存在著較佳的碾壓厚度，壓實(shí)層可達(dá)到較好的沉降率，見圖2。

圖2 層厚與沉降率的關(guān)系

5 質(zhì)量檢測(cè)方法與評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

目前填石路基施工現(xiàn)場(chǎng)中主要采用的質(zhì)量檢測(cè)方法有壓實(shí)度法、試驗(yàn)路段法、彈性模量法、沉降法、壓實(shí)計(jì)法、面波法、附加質(zhì)量法等。

在正常施工過程中每一壓實(shí)層的質(zhì)量檢測(cè)要求應(yīng)以快速、方便為主，在滿足質(zhì)量檢測(cè)合理性與準(zhǔn)確度的前提下，檢測(cè)方法應(yīng)簡便快捷，不過分耽誤施工進(jìn)度而又便于推廣。建議先在試驗(yàn)路段上，以較為精確的施工控制條件來進(jìn)行沉降率與密度、粒徑組成等相關(guān)參數(shù)的對(duì)比，確定施工檢測(cè)時(shí)的沉降率標(biāo)準(zhǔn)，隨后在正式施工中采用沉降率來檢測(cè)壓實(shí)質(zhì)量，并在碾壓過程中輔以碾壓遍數(shù)的監(jiān)控可以達(dá)到較好的檢測(cè)目的和施工效率。

對(duì)于較高填方的填石路基，在施工一段時(shí)間或壓實(shí)幾層后，開展階段性施工質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)方法要全面、詳實(shí)的反映路基的真實(shí)壓實(shí)情況，此時(shí)可不必過多的考慮檢測(cè)的快速性，而更應(yīng)著重關(guān)注檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

可以在檢測(cè)面上選定少量的幾個(gè)測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行較為精確的灌水法試驗(yàn)，一是可以測(cè)得路基填筑體的密度參數(shù)，二是可以就填料的粒徑組成情況作一檢查，看是否有大量超徑的石料存在，三是可就破碎現(xiàn)象進(jìn)行調(diào)查，以便更好的指導(dǎo)下一階段的施工工藝與控制。

在臨近填石路基竣工階段，施工質(zhì)量檢測(cè)的項(xiàng)目要增多，力度要增大，不僅需要測(cè)其平整度、寬度等項(xiàng)目，還要就其彎沉和路基模量進(jìn)行檢測(cè)，這時(shí)可加上落錘式彎沉儀加以質(zhì)量評(píng)價(jià)，以便同時(shí)獲得多項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)。

6 結(jié)論

填石路基在我國公路施工中占有較大的比例，填石路基的施工技術(shù)還在不斷研究和發(fā)展。由于填石路基的開挖、填筑、壓實(shí)、檢測(cè)等一系列施工工序復(fù)雜多變，填石路基施工過程中必須加強(qiáng)對(duì)壓實(shí)技術(shù)的重視，采取良好的施工工藝，這樣才能提高路基的整體強(qiáng)度與變形穩(wěn)定性。

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