高速公路山皮土路基填筑施工工藝及質量控制

摘要：近年來，山皮土路基填筑高速公路路基正逐漸被認可，其施工工藝中虛鋪系數(shù)、碾壓組合的確定及沉降差觀測等影響著路基填筑的質量。文章對高速公路山皮土路基填筑的施工工藝及質量控制進行了探討。

關鍵詞：高速公路；山皮土；路基填筑；施工工藝；質量控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：U416 文章編號：1009-2374（2016）06-0098-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.06.049

1 概述

常州至溧陽高速公路CL-7標全長為4.300km。采用四車道高速公路標準，路基寬度采用28m，雙車道匝道路基寬15.5m，單車道匝道路基寬8.5m。

本標段沿線位于溧陽河谷平原工程地質區(qū)河谷洼地平原亞區(qū)，本區(qū)主要連續(xù)分布有1～2層軟土，土性為淤泥質粉質黏土層，土層力學性能差，因此全線采取單向及雙向水泥攪拌樁對軟基進行處理。軟基處理完成后，雖然解決了工后沉降過大的問題，但是由于臨時無法承受輪式荷載，因此土方施工難度較大。

山皮土具有施工速度快、檢測方便等優(yōu)點，且造價與石灰土大抵相仿，因此在經(jīng)過了設計方、業(yè)主方及監(jiān)理方共同確認后，正式確定采用山皮土進行路基底層的填筑代替原本的40cm基底灰土。其上根據(jù)現(xiàn)場實際情況，靈活采用。

2 設計標準

一般意義上的山皮土其實是山皮土與山皮石的混合體，俗稱山皮土，在溧陽市的南部山區(qū)廣泛存在。山皮土為山石表面的土質，一般為巖石風化形成，含砂石。山皮石為灰色雜棕紅色塊石。經(jīng)檢測，山皮土中的土自由膨脹率為20%，屬于非膨脹土。對山皮土的顆粒分析實驗結果符合設計及規(guī)范的要求。經(jīng)現(xiàn)場試驗檢測，山皮石的抗壓強度檢測結果為132.2MPa。

山皮土路基填筑的壓實參考一般的土體按壓實度控制。當山皮土路基高度小于80cm時，基底壓實不應小于94%。然后采用土石混合料進行填筑，路床頂面以下0.8～1.5m壓實度≥94%，1.5m以下壓實度則為≥93%。

3 山皮土路基施工

山皮土路基填筑時需在以下兩個方面進行質量控制：一是填料的要求；二是施工工藝。

路堤填料：上路堤要求山皮土的最大粒徑不超過15cm，下路堤要求山皮土的最大粒徑不超過20cm，石料抗壓強度不應小于15MPa；填料中不得含有泥巖、頁巖、云母片巖等易遇水軟化或易崩解的巖類。

4 施工工藝

4.1 施工工藝流程

場地整平、碾壓→施工放樣→運輸、攤鋪整平→壓實→檢測。

4.2 山皮土填筑工程詳細施工方法

4.2.1 場地整平、碾壓。濕噴樁施工完成且經(jīng)檢測合格后，用推土機整平場地，并用壓路機進行碾壓，兩側開挖臨時排水溝，便于臨時排水。

4.2.2 施工放樣。中樁放樣采用全站儀，每20m作為一橫斷面，平曲線位置每10m放出中線和邊線，確定中樁及邊樁位置。使用水平儀測量對原有高程點進行加密，路基填筑前按預測虛鋪厚度埋設木樁或以白灰點作為虛鋪高度控制點，以便于形成路拱。山皮土填筑前，恢復中線及平面位置后，報測量監(jiān)理工程師檢測合格后，進行備料。

4.2.3 山皮土運輸、攤鋪整平。自卸汽車運輸至現(xiàn)場后，大型推土機攤鋪找平，同時配合人工細平，若含水量偏大時，用推土機反復切料、推料、堆卸，以降低含水量。采用汽車倒退卸料，推土機在料堆上平整，這樣料物不易產生分離現(xiàn)象。攤鋪過程中發(fā)現(xiàn)的超粒徑顆粒用挖掘機配合人工進行剔除，根據(jù)試驗報告顯示，山皮土填筑屬于填石路堤，最大松鋪厚度不大于40cm。調整巖石大小顆粒均勻，并將所含樹根等雜物清理干凈。

4.2.4 山皮土壓實。山皮土初步檢測合格后采用振動壓路機進行靜壓1遍，暴露出因顆粒不均勻所引起的潛在不平整，用平地機進行找平，然后進入壓實工序。壓實工序由振動壓路機和三輪壓路機完成，壓實組合如下：

首先采用振動壓路機碾壓5遍，其中穩(wěn)壓1遍、強振4遍，壓路機的碾壓行進速度為慢速，車速為2～4km/h。碾壓時由兩邊向中間縱向進退式碾壓，橫向重疊1/2輪寬，達到無漏壓，無死角，確保碾壓均勻、密實。然后采用三輪壓路機碾壓2遍，碾壓時重疊1/3后輪寬，碾壓速度小于4km/h。

選取K54+170～K54+270段落進行現(xiàn)場的試驗，在碾壓的施工過程中對路基的松鋪厚度、松鋪系數(shù)指標進行了記錄，如下：

K54+180中樁處填前高程1.76m，填后碾壓前高程2.153m，碾壓后高程2.052m，松鋪厚度39.3cm，壓實厚度29.2cm；K54+180左側7.6m處填前高程1.737m，填后碾壓前高程2.121m，碾壓后高程2.017m，松鋪厚度38.4cm，壓實厚度28cm；K54+180右側11.5m處填前高程1.747m，填后碾壓前高程2.138m，碾壓后高程2.042m，松鋪厚度39.1cm，壓實厚度29.5cm。

K54+200、K54+220、K54+240、K54+240相應數(shù)據(jù)分別為：

K54+200中樁1.755/2.136/2.038/38.1/28.3；左側1.9m處1.731/2.118/38.7/29.0；右側2.8m處1.734/2.127/2.030/39.3/29.6。

K54+220中樁1.764/2.147/2.056/38.3/29.2；左側9.1m處1.734/2.132/2.031/39.8/29.7；右側1.5m處1.732/2.129/2.023/39.7/29.1。

K54+240中樁1.745/2.135/2.033/39.0/28.8；左側9.2m處1.766/2.150/2.050/38.4/28.4；右側14.0m處1.754/2.143/2.036/38.9/28.2。

K54+260中樁1.767/2.157/2.058/39.0/29.1；左側18.3m處1.761/2.160/2.048/39.9/28.7；右側4.0m處1.760/2.141/2.041/38.1/28.1。

平均松鋪厚度為：（39.3+38.4+39.1+38.1+38.7+39.3+38.3+39.8+39.7+39.0+38.4+38.9+39+39.9+38.1）/15=38.9cm。

平均壓實厚度為：（29.2+28.0+29.5+28.3+29.0+29.6+29.2+29.7+29.1+28.8+28.4+28.2+29.1+28.7+28.1）/15=28.9cm。

松鋪系數(shù)為38.9/28.9=1.346。

4.2.5 檢測。碾壓后路基表面必須密實、無松動、無明顯輪跡、無坑洼，振動壓路機強振碾壓無明顯輪跡，石塊嵌擠密實無松動。

山皮土路堤用前后兩次的碾壓沉降差來檢測密實度時，當沉降差平均值≤3mm時，即認為路堤已達到密實度的要求。沉降差檢測要求如下：（1）在壓實后的路堤表面，用振動壓路機做檢測碾壓，檢測碾壓后各測點高程，其碾壓后應無明顯輪跡沉降差平均值≤3mm；（2）布點方法：點位避免位于大石上和壓路機不能壓到的地方；（3）每2000m2至少檢測16點，在壓實面積不足2000m2時，至少檢測8點。

碾壓后路基表面密實、無松動、無輪跡、無坑洼，以振動壓路機強振碾壓無輪跡，石塊嵌擠密實無松動用鎬刨不動。前后兩次的碾壓沉降差滿足圖紙及規(guī)范要求。K54+170～K54+270段山皮土路基在經(jīng)過7遍的碾壓之后，沉降差觀測數(shù)據(jù)整理如下：

K54+180中樁碾壓前讀數(shù)1.384m，碾壓后讀數(shù)1.388m，讀數(shù)差0.004m，沉降差4mm；K54+180左側18.4m處碾壓前讀數(shù)1.568m，碾壓后讀數(shù)1.572m，讀數(shù)差0.004m，沉降差4mm；K54+180右側13.6m處碾壓前讀數(shù)1.520m，碾壓后讀數(shù)1.523m，讀數(shù)差0.003m，沉降差3mm。

K54+200、K54+220、K54+240、K54+240相應數(shù)據(jù)分別為：

K54+200中樁1.384/1.385/0.001/1；左側4.7m處1.431/1.435/0.004/4；右側9.8m處1.482/1.485/0.003/3。

K54+220中樁1.384/1.384/0.000/0；左側19.5m處1.579/1.579/0.000/0；右側3.6m處1.420/1.425/0.005/5。

K54+240中樁1.385/1.386/0.001/1；左側7.0m處1.455/1.460/0.005/5；右側20.9m處1.594/1.598/0.004/4。

K54+260中樁1.385/1.390/0.005/5；左側3.9m處1.424/1.424/0.000/0；右側12.2m處1.507/1.510/0.003/3。

平均沉降差（4+4+3+1+4+3+0+0+5+1+5+4+5+0+3）/15=2.8mm，符合設計的要求。

4.3 山皮土施工質量控制關鍵點

4.3.1 嚴格控制松鋪厚度。山皮土中摻雜有不同粒徑的碎石、石塊，如果虛鋪厚度過大，遇上較大粒徑的石料，很容易造成壓實不均勻。

4.3.2 施工中做好地面排水，保證路基范圍內不積水，開挖臨時排水溝，并保證邊溝內不積水，以降低路基地表水位。

4.3.3 使用大功率碾壓設備。山皮土顆粒間作用力較大，需要使用大功率碾壓設備進行強振碾壓才能有效加強山皮土顆粒間的嵌擠，顯著提高壓實效率和壓實效果，達到理想的壓實效果。當遇有超粒徑塊石時，挖掘機配合人工進行剔除，以保證壓實效果。碾壓過程中應經(jīng)常檢查振動碾壓的工況特性，如不符合要求，應及時檢修處理。不同顏色的山皮土分段施工，嚴禁混填。

4.3.4 大型推土機攤鋪找平，同時配合人工細平，松鋪厚度不大于40cm。對于局部超厚地段，用推土機向兩側攤平，直至厚度符合要求為止。

5 結語

由試驗段數(shù)據(jù)并結合大量的現(xiàn)場實際施工情況確定施工機械組合方式及碾壓遍為振動壓路機碾壓5遍，其中穩(wěn)壓1遍、強振4遍，碾壓速度為2～4km/h，橫向重疊1/2輪寬；三輪壓路機碾壓2遍，碾壓速度小于4km/h，碾壓時重疊1/3后輪寬；松鋪厚度為40cm，松鋪系數(shù)為1.35。

作者簡介：吳志名（1982-），男，山東壽光人，中石化勝利建設工程有限公司工程師，研究方向：高速公路路基施工技術。

（責任編輯：秦遜玉）