填方公路填石路基施工關(guān)鍵技術(shù)分析

張 巖

(山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006)

0 引言

隨著公路工程建設(shè)能力和技術(shù)的快速提升，大量山區(qū)公路建設(shè)項目不斷開工，為了實現(xiàn)省內(nèi)農(nóng)村公路建設(shè)的質(zhì)量和效率，必須進一步細化山區(qū)部分填方路段的施工能力。在山區(qū)填方公路中，路基填石施工技術(shù)是常見的施工方式之一，也是確保公路路基穩(wěn)定性和承載能力的關(guān)鍵。本文以省內(nèi)填方公路填石路基施工為研究案例，對具體的填石路基施工技術(shù)進行了相應(yīng)分析，就路基填石的施工標準、施工質(zhì)量控制及施工關(guān)鍵技術(shù)和流程進行對應(yīng)分析，以期提升省內(nèi)公路工程中填石路基的施工質(zhì)量。

1 省內(nèi)填石路基施工技術(shù)規(guī)范

在省內(nèi)填方公路填石路基施工過程中，為了保證路基施工質(zhì)量和路基承載能力和穩(wěn)定性滿足設(shè)計及規(guī)范要求，必須從以下幾方面進行規(guī)范控制:

1)應(yīng)控制填筑材料質(zhì)量，路基填筑石材標準為：填筑材料最大粒徑應(yīng)低于路基石材厚度的65%，且最大粒徑值應(yīng)低于300 mm，若原有石材粒徑值較大，可選用機制設(shè)備粉碎，防止石材粒徑過大導(dǎo)致的石材間內(nèi)摩擦力較低、密實度不足的問題。

2)在路基填筑過程中，為了保證路基層形成較強的承載能力，必須保證粒徑骨料之間的咬合力，路基填筑后，應(yīng)及時組織壓實，做好路基材料的初壓和終壓施工，保證后期路基層總體沉降值和不均勻沉降值均滿足規(guī)范和設(shè)計要求。

3)需對填筑材料的性能進行控制，保證施工填筑材料的飽水率及抗壓強度達到規(guī)范和設(shè)計要求，具體控制指標為：填筑材料在飽水情況下的極限抗壓強度應(yīng)大于20 MPa，路基層總體抗壓強度滿足設(shè)計和使用要求。

4)需保證材料的質(zhì)量，加強施工材料的管理和監(jiān)督，確保膨脹性巖土、粉質(zhì)巖石等物理性能較低的巖石堅決不進施工現(xiàn)場使用。

2 山區(qū)公路填石路基施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 做好路基設(shè)計和壓實質(zhì)量控制

由于地質(zhì)條件的不同造成路基施工的環(huán)境復(fù)雜多樣，而路基的施工質(zhì)量往往直接決定公路工程的質(zhì)量和使用年限。因此如何確保路基施工的強度和穩(wěn)定性成為了公路施工的重中之重。為加強對公路填石路基的質(zhì)量控制，首先應(yīng)在設(shè)計階段進行管理，即對設(shè)計方案進行審查。嚴格審查設(shè)計方案的征地情況與當(dāng)?shù)貙嶋H情況是否相符，路面寬度是否可滿足交通量的需求。路基是否能承擔(dān)起相應(yīng)的荷載等級，是否具有安全性，道路工程的預(yù)算是否合理，只有嚴格地對設(shè)計階段進行控制，才能對工程質(zhì)量進行保障。此外，道路施工質(zhì)量的管理離不開施工工藝。一般而言，選擇合適的施工工藝、制定合適的施工方案，對最終工程的質(zhì)量具有控制作用。因此為制定切實可行的施工方案，需要在進行方案的設(shè)計人員對方案進行制定時嚴格遵循規(guī)范。在現(xiàn)場進行施工時需要安排專業(yè)人員對施工過程進行監(jiān)督，做好施工過程的監(jiān)督報告，對施工方案的實施和建設(shè)進行實時監(jiān)督以控制施工的質(zhì)量。例如在填方施工進行前，首先對填方材料進行壓實試驗，得到準確的數(shù)據(jù)來滿足預(yù)定的壓實度、密實度的要求。施工時為防止地基層與原土層的連接不良，通常會在填方施工前對原土層的表面進行清理。而為保證地基的承載力通常會在清理工作完成后對原地面進行壓實，防止將來投入使用后因為水或車輛荷載發(fā)生地基的不均勻沉降，破壞路面結(jié)構(gòu)的完整性和功能性。對壓實的技術(shù)要求一般是分層壓實，即待松鋪厚度達到要求時就用壓實機進行一次壓實，由于路基粒徑均值大于150 mm，為了保證攤鋪質(zhì)量和厚度均勻，應(yīng)選用大功率攤鋪設(shè)備，本項目中路基初壓采用振動式鋼輪壓路機，終壓采用振動式鋼輪壓路機和雙膠輪壓路機配合施工。即待松鋪厚度達到要求時就采用相應(yīng)的壓實機進行一次壓實，在每次壓實工作完成后還需對壓實質(zhì)量進行檢查，這樣可以有效避免因施工過程的不達標帶來的安全隱患。

2.2 填方公路填石路基分層填筑層厚控制

在山區(qū)填方公路填石路基施工實踐中，為了保證填石路基的整體質(zhì)量和整體夯實度，必須選用分層填筑、分層壓實的施工方式。路基填石經(jīng)壓實后分層填筑料之間應(yīng)能夠形成足夠的咬合力，層間的內(nèi)摩擦力需滿足設(shè)計及規(guī)范試驗指標，只有這樣才能確保路基的整體性。經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn)填石粒徑超過標準粒徑值時，不但會影響壓實設(shè)備的正常工作，而且難以使石料之間達到設(shè)計咬合力和承載能力的要求。因此為確保路基層間的連接，填石的粒徑應(yīng)低于填筑厚度的65%。進行攤鋪工作前應(yīng)設(shè)置專人對填石粒徑進行嚴格篩分，從而間接的控制單層攤鋪厚度。

2.3 山區(qū)填方公路填石路基壓實控制

在山區(qū)公路填石路基施工過程中，為了保證填石路基的整體質(zhì)量和承載能力，必須確保攤鋪及壓實的可靠性，在路基壓實施工中，為了保證填石路基各層充分密實，防止后期路基在荷載作用下出現(xiàn)大幅整體沉降及局部不均勻沉降，應(yīng)采用重型振動鋼輪壓路機和膠輪壓路機聯(lián)合施工。此外，在壓實過程中，可以在填筑料中添加一定比例的水，用以潤滑填石石料。一般情況下，振動鋼輪壓路機的振動頻率應(yīng)控制在20 Hz～35 Hz之間，具體振動頻率應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境進行微調(diào)。在碾壓過程中，為了保證壓實質(zhì)量，初壓及終壓共計壓實至少8次，壓實施工必須保證全方位，防止出現(xiàn)局部漏壓問題。圖1為填石路基攤鋪及壓實施工現(xiàn)場。

3 山區(qū)填方公路填石路基施工技術(shù)及工藝特點

3.1 填方公路填石路基施工材料及壓實施工特點

公路填石路基施工質(zhì)量取決于施工填筑石材的粒徑和石材密度，通常情況而言，由于施工材料選用的差異，導(dǎo)致路基填筑成型質(zhì)量和承載能力存在較大差異，因此，為了保證填方公路的填筑質(zhì)量，必須對備選石料進行試驗檢測。且試驗初始密度指標僅作為參考。此外，填方公路填石材料性質(zhì)與普通路基填筑材料的性質(zhì)存在差異，普通公路的路基填筑料，在長期荷載作用下，很容易出現(xiàn)不均勻沉降及變形，導(dǎo)致路基結(jié)構(gòu)使用壽命縮短，但填石路基材料的彈性模量指標較高，在同樣荷載作用下，變形較小，相應(yīng)的沉降值也較小。在后續(xù)壓實施工過程中，必須保證攤鋪均勻，骨料級配合理，防止在壓實過程中出現(xiàn)嚴重的離析問題，從而導(dǎo)致路基材料局部不均勻。

3.2 科學(xué)選取填石路段

在填方公路填石路基施工實踐中，為了保證填石路基的施工質(zhì)量和施工適用性，必須選取滿足填石路段要求的路段進行施工，一方面充分發(fā)揮填石路基高承載能力和小變形特性，另一方面是最大程度降低施工路段后期養(yǎng)護維修成本，提升公路使用的可持續(xù)性和公路建設(shè)投資效率。此外，具體的施工方法必須嚴格依照路基材料性質(zhì)，主流的施工方法有分層填筑和土石方交替填筑兩種基本方法。例如，對于沿河高填方路基施工而言，由于沿河路段在長期河水侵蝕作用下，路基結(jié)構(gòu)容易滲水，長期作用下，容易引起路基材料級配變化，影響路基的綜合承載能力和耐久性。為了提升路基填筑材料的密實性，應(yīng)采用土石方交替填筑的方式進行，確保壓實效果和壓實質(zhì)量。

3.3 填方公路填石路基基礎(chǔ)施工方式

在填方公路填石路基施工基礎(chǔ)底部施工過程中，應(yīng)加強基礎(chǔ)施工質(zhì)量，必須意識到基底質(zhì)量對整個填石路基的質(zhì)量影響，基礎(chǔ)底部承載能力均勻性應(yīng)處于規(guī)范給定范圍內(nèi)。在使用土石方交替填筑施工方法中，應(yīng)對顆粒直徑較小的進行處置，保證石材及小粒徑土層之間的承載能力二者間差異降低。此外，選用土石方交替施工法進行施工前，應(yīng)確保設(shè)置三層以上的過濾網(wǎng)，且填石材料的厚度應(yīng)超過400 mm以上。

3.4 填方公路填石路基攤鋪施工

在具體的填方公路填石路基施工階段，為了保證分層攤鋪質(zhì)量和填筑后路基結(jié)構(gòu)層的整體質(zhì)量，應(yīng)選用可靠的漸進式攤鋪施工技術(shù)，以保證每層路基填筑材料的夯實能力，為了提前落實路基結(jié)構(gòu)攤鋪工作，應(yīng)先安裝項目實際情況對路基結(jié)構(gòu)的寬度和攤鋪面積進行提前設(shè)計試算，使用功率較大的推土和攤鋪設(shè)備進行路基攤鋪和壓實。且在攤鋪過程中，必須保證路基材料向前推移有效值在5 m以上，一層推移完成后，在已經(jīng)推平的路面上再次放上施工材料，并再次使用大功率推土機來進行二次攤鋪施工作業(yè)。最后，在填石路基攤鋪施工的尾聲，還應(yīng)該使用部分施工材料來填補原有填石路基上的孔隙和微裂縫，直至路基表面未見明顯裂縫為止。