土石混填路基施工技術(shù)的應用實踐

胡文強 楊 娟

(1.山西省工業(yè)設備安裝集團有限公司，山西 太原 030032； 2.太原市政建設集團有限公司，山西 太原 030002)

1 工程概況

陵川縣地處山地丘陵地區(qū)，地貌單元比較單一，主要為丘陵剝蝕地貌，在丘體之間，沖溝發(fā)育，基本呈寬緩的“U”字型。陵川縣“一路兩街”項目，沿線局部起伏較大，中部高，兩端低，巖層產(chǎn)狀平緩，無明顯斷層及褶皺。

工程包括棋山南路、望川街、黃圍街，總長3.915 km,設計等級為城市次干道，設計速度為40 km/h，最大縱坡為5.673%，最小縱坡為1.144%。路基工程：挖方85.3萬m3，填方35.4萬m3，最大挖方深度18 m，最大填方深度8 m。

路塹開挖后邊坡巖石強度不均，上層區(qū)間為頁巖、泥灰?guī)r，風化嚴重，表面松散且存在裂隙，下層區(qū)間為較堅硬的泥灰?guī)r、石灰?guī)r，風化較弱，裂隙稍發(fā)育。

雖然挖方量遠大于填方量，但僅有少量地表土層為均質(zhì)土，可直接用于路基填筑，大部分開挖的石方因粒徑太大，且路基中還要埋設各類市政管線，不適合填筑石方路基。而外購土方成本較高，且耽誤工期，不適合在本項目采用。

2 土石混填路基施工

土石混合料具有優(yōu)良的承載力、剛度和水穩(wěn)性，適用于路基填筑。由于CJJ 1—2008城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范中沒有對土石混填路基的技術(shù)要求，施工參考了CJJ 1—2008城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范中石方路基和JTG F10—2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范中土石路堤的相關(guān)規(guī)定。

2.1 施工工藝檢測辦法的確定

根據(jù)CJJ 1—2008城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范中石方路基和JTG F10—2006公路路基施工技術(shù)規(guī)范中土石路堤的相關(guān)規(guī)定，確定土石混填路基施工工藝，并以試驗路段確定工藝流程及工藝參數(shù)控制壓實過程。

針對土石混合非均質(zhì)填方材料試驗段壓實的現(xiàn)狀，分析了土石混合料強度形成機理及存在問題，確定以試驗段得出的碾壓遍數(shù)及沉降差和孔隙率控制作為土石混合料填筑壓實結(jié)果控制的方法。

2.1.1松鋪系數(shù)及松鋪厚度的確定

試驗段根據(jù)填料的級配、粒徑，規(guī)范相關(guān)要求，選定試驗段長度為200 m，松鋪厚度為40 cm和50 cm兩種方案，經(jīng)過試驗段驗證，確定松鋪系數(shù)為1.10。最終選定施工松鋪厚度取45 cm。

2.1.2碾壓組合

在試驗段施工過程中，通過試驗數(shù)據(jù)表明YZ20B振動壓路機強振5遍后，沉降差和孔隙率趨于穩(wěn)定，以此作為指導后續(xù)工程壓實遍數(shù)的依據(jù)。施工壓實遍數(shù)及速度確定如下：

YZ20B振動壓路機關(guān)閉振動一檔穩(wěn)壓1遍→YZ20B振動壓路機一檔強振5遍→3Y18T三輪光輪壓路機一檔穩(wěn)壓1遍。一檔行駛速度為35 m/min～40 m/min。

2.1.3檢驗標準的確定

根據(jù)填料的確定檢測方法為灌水法檢測。經(jīng)試驗確定當路基碾壓至6遍時，沉降差和孔隙率趨于穩(wěn)定。

沉降差控制標準制定為：沉降量不大于3 mm,標準差不大于2 mm，上路床以下孔隙率控制標準為：不大于13%，最佳含水率為4.0%左右，外觀及平整度檢測標準：平整度不大于15 mm，路基表面平整密實，表面無松散，填料無離析現(xiàn)象，大粒徑填實無松動，無明顯輪跡和孔洞，表面及邊部無超粒徑石料，邊線順直。其余檢查項目同填實路基檢測標準。

2.2 土石混填路基施工工藝

1)準備工作：包括填筑材料檢測，原地面處理，測量儀器和觀察埋設用鋼球的準備，路基三線放樣，兩邊掛線等工作。

2)依據(jù)運輸車輛的運輸方量，按照試驗所得的松鋪厚度，計算出每車填料的鋪筑面積，打上方格網(wǎng)線。

3)按照布設的方格網(wǎng)進行卸料，粗平，進行灑水。燜料灑水時需要控制含水量，根據(jù)原材料含水率和最佳含水率估算出需要灑水量。最佳含水率由實驗路段得出為4%左右，依據(jù)運輸車輛的運輸方量，按照試驗所得的松鋪厚度，計算出每車填料的鋪筑面積，含水量過大，則將填料晾干至最佳含水量±2%以內(nèi)。如含水量過小，則需要對填料補充灑水，達到壓實所需的最佳含水量。原材料的含水率根據(jù)現(xiàn)場抽樣所得。一般燜料時間達到6 h以上為最佳。

4)將填料燜透，含水率達到最佳時進行平地機精平，精平同時人工挑揀出超粒徑的石料(粒徑大于30 cm)。同時用細粒料填補表面的空間，保證表面平整并無離析現(xiàn)象。

5)埋設鋼球。鋼球采用直徑8 cm的為宜，便于測量。鋼球埋設時根據(jù)路段的表度和寬度確定，以20 m為一個斷面，每個斷面埋設5個。

6)采用20 t以上的振動壓路機穩(wěn)壓一遍，測量鋼球的高程、記錄。碾壓時有出現(xiàn)離析地方，及時用細料填補(壓路機正常碾壓速度35 m/min～40 m/min,沿輪跡往返一次記一遍，每次輪跡重合1/2以上)。

7)壓路機開強振，碾壓4遍，根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行補水，測量方程，記錄。補水的路基表面濕度且不沾輪。

8)自檢合格后，報監(jiān)理工程師驗收。

外觀驗收：平整度不大于15 mm，路基表面平整密實，表面無松散，離析現(xiàn)象，邊坡順直。

沉降差：測量第5次碾壓完成的高程，進行第6次碾壓，并進行高程測量，計算兩次高程差，平均差為不大于3 mm，標準差不大于2 mm，即為合格。

隨機抽點檢測孔隙率：采用灌水法檢測孔隙率，根據(jù)實驗段得出結(jié)論，大于5 mm的顆粒含量在75%～80%，孔隙率不大于13%為合格。

9)驗收合格后用18 t以上的三輪壓路機碾壓一遍，消除輪跡，繼續(xù)進行下道工序。沉降差不合格時繼續(xù)碾壓，測量，根據(jù)現(xiàn)場需要及時適量補水。

2.3 施工控制要點

1)填料的粒徑為硬質(zhì)石料時最大粒徑不得大于填筑層厚的2/3；填料為風化石或軟質(zhì)石時，應檢測CBR值是否符合相關(guān)要求，粒徑不得大于層厚。

2)計算卸料面積，控制層厚，如現(xiàn)場運輸車輛按18 m3/車計算，則方格網(wǎng)可以按5 m寬、8 m長布設，得到的松鋪厚度為45 cm，缺料前對原路基表面灑水，確保上下兩層路基粘結(jié)良好。

3)埋設鋼球，位置為道路中線1個，左右邊線各1個，左右幅道路中線各1個。通過觀測鋼球的沉降量(振動碾壓第5遍和第6遍的高程差)確定壓實是否合格。平均差不大于3 mm、標準差不大于2 mm為合格。

4)測量儀器和碾壓機械的選擇：測量儀采用高精度的電子水準儀或蘇光DS1水準儀配合測微儀和銅鋼尺使用；碾壓機械必須為20 t以上振動壓路機和18 t以上的三輪壓路機。

5)孔隙率采用灌水法檢測。

3 結(jié)語

通過公路工程中土石混填路基施工技術(shù)的應用，有效解決了山區(qū)缺土地區(qū)市政道路路基工程填筑的問題，經(jīng)試驗檢測達到了CJJ 1—2008城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范中路基質(zhì)量要求，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。