鄭 力（湖南省懷化公路橋梁建設(shè)總公司，湖南懷化418000）

公路工程填石路基施工工藝控制技術(shù)的探究

鄭 力（湖南省懷化公路橋梁建設(shè)總公司，湖南懷化418000）

公路工程作為我國(guó)民生工程的重點(diǎn)，是貨物運(yùn)輸安全的根本保障，其質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越受到相關(guān)部門(mén)的關(guān)注，而路基是公路工程的核心和路表負(fù)荷的根本承載面，其質(zhì)量和穩(wěn)定性主要受到自然因素和人為因素的影響。本文主要從填石路基施工的特點(diǎn)入手，并對(duì)公路工程填石路基施工工藝相關(guān)的控制技術(shù)進(jìn)行分析，僅供參考。

公路工程；填石路基；控制技術(shù)

1 引言

公路工程是保障經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)在迅猛發(fā)展的同時(shí)，也相應(yīng)帶動(dòng)了我國(guó)公路工程行業(yè)的發(fā)展，在這種情況下，人們對(duì)公路工程的質(zhì)量及穩(wěn)定性提出了更為嚴(yán)格的要求。填石路基施工是公路工程重要的施工環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量直接對(duì)公路工程整體的穩(wěn)定性能和安全性能產(chǎn)生影響，因此，施工企業(yè)應(yīng)對(duì)填石路基施工技術(shù)及質(zhì)量予以重視，并對(duì)每個(gè)施工環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而保障公路工程的安全性。

2 填石路基施工的特點(diǎn)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路的修筑逐漸傾向于山區(qū)、高原、低谷等地形，而填石路基施工應(yīng)根據(jù)施工地形的不同，選擇適宜的施工方案和施工技術(shù)。填石路基一般應(yīng)用在地形較為復(fù)雜的山嶺地區(qū)，由于山自身特有的線(xiàn)性，路堤的填筑高度普遍較高，其填方量相應(yīng)較大，再加上碎石填料本身的密度較大，直接加重了公路填筑體的自重荷載，在一定程度上，對(duì)公路地基承載力面提出了更高的要求。公路路基在整體上呈現(xiàn)一定的剛性，若路基發(fā)生較大沉降時(shí)，路基填筑體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的剪應(yīng)力，一般情況下，該剪應(yīng)力會(huì)比路基的極限抗剪強(qiáng)度大，導(dǎo)致路基發(fā)生較大的變形，從而無(wú)法保障路基的穩(wěn)定性。而填石路基對(duì)地基中碎石的不均勻沉降表現(xiàn)的極為敏感，若石料之間發(fā)生嵌擠作用，在遭到破壞后難以恢復(fù)。填石路基在較高的填方路堤中，地基承載力是保障路基壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，也是保證公路能夠正常投入使用的前提條件，若是地基出現(xiàn)承載力不足的現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致路基塌方，從而使得路基遭受到破壞。

3 公路工程填石路基施工工藝控制技術(shù)

3.1 填石路基基底處理

由于填石路基填料的自重荷載較大，若路基基地處理不到位，則會(huì)導(dǎo)致路基的填筑堤出現(xiàn)較為嚴(yán)重的沉降或不均勻沉降現(xiàn)象，因此，在正式施工前，應(yīng)對(duì)填石路基進(jìn)行施工預(yù)處理。

3.1.1 路基承載力

填石路基由于對(duì)路基施工后的沉降要求較高，因此，應(yīng)制定嚴(yán)格的路基承載力標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)保障路基的穩(wěn)定性，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)的承載力測(cè)試結(jié)果，針對(duì)路基填筑高度的不同，地基承載力應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：①當(dāng)路基填石高度＜10m時(shí)，地基承載力應(yīng)≥150kPa；②當(dāng)路基填石高度為10～20m時(shí)，地基承載力應(yīng)≥200kPa；③當(dāng)路基填石高度＞20m時(shí)，路基應(yīng)填筑在巖石的基面上。

3.1.2 地基處理

在填石路基填筑前，應(yīng)將地表面的雜物清理干凈，一般耕植土地段表土的清除深度為0.15m，同時(shí)，用滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求的土料回填原地面的坑和洞，并按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行壓實(shí)處理。若基地為松散土，應(yīng)保證其重型壓實(shí)度≥90%；若填石路基深度＜0.8m時(shí)，基地的壓實(shí)度應(yīng)≥95%。若基地存在特殊路基，比如軟土路基、膨脹土路基或黃土路基，應(yīng)采取排水固結(jié)、換填、復(fù)合地基的方式對(duì)路基進(jìn)行加固處理。

在土質(zhì)地基上填筑填石路基的過(guò)程中，為了避免填料中細(xì)粒料發(fā)生遷移現(xiàn)象，可適當(dāng)設(shè)施過(guò)渡層，且過(guò)渡層填料的粒徑組成應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：M15/F15＞5，M15/F85＜5，其中M15主要是指過(guò)渡層中通過(guò)率為15%的粒徑，F(xiàn)15是地基細(xì)料土中通過(guò)率為15%的粒徑，F(xiàn)85為地基細(xì)料土中通過(guò)率為85%的粒徑，過(guò)渡層的厚度為0.5m，從而保障地基強(qiáng)度和均勻性。

3.1.3 排水處理

由于填石路基內(nèi)部的空隙較大，水分已通過(guò)填石路基的縫隙滲入基底，從而浸濕路基基底，對(duì)路基的穩(wěn)定性產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，對(duì)于填石路基應(yīng)提前設(shè)置必要的引排及攔截措施，將水分及時(shí)疏散開(kāi)，避免水分為路基質(zhì)量埋下安全隱患。3.1.4坡度處理

當(dāng)原基地有一定坡度時(shí)，為了保障路基整體的穩(wěn)定性，針對(duì)地基應(yīng)采取以下處理措施：①在地基橫坡陡于1：5的地段，保證原地面所挖的搭接臺(tái)階寬度≥1m，高度為0.3m，同時(shí)對(duì)臺(tái)階進(jìn)行內(nèi)傾處理，并平整壓實(shí)，使得基底強(qiáng)度和密實(shí)度能夠達(dá)到相關(guān)的設(shè)計(jì)要求；②低地基橫坡緩于1：5的地段，應(yīng)將樹(shù)根、雜草、腐殖土清除干凈，并在承載力滿(mǎn)足相關(guān)要求的前提下，可在天然地面上填筑路基。

3.2 填石路基的填料攤鋪

3.2.1 填料的質(zhì)量控制

在填石路基施工開(kāi)始前，應(yīng)先對(duì)填料的巖性進(jìn)行鑒定，防止降膨脹性巖石用于路基填筑中，同時(shí)，還應(yīng)保證石料的強(qiáng)度、吸水率、壓碎值等各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿(mǎn)足相應(yīng)的使用要求，其中最重要的就是保證石料飽和和抗壓強(qiáng)度的合格，各項(xiàng)指標(biāo)的控制標(biāo)準(zhǔn)要求可參照表1。

表1 巖石分類(lèi)表飽和和抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

另外，根據(jù)填石路基填料的最大粒徑控制提出以下建議值：①填石路基路床頂面以下3m范圍內(nèi)，填筑要求應(yīng)滿(mǎn)足路床的相關(guān)要求，并實(shí)行分層壓實(shí)，以此來(lái)改善路床的受力條件及路床面的平整度；②填石路基路床頂面以下0.3～0.8m范圍內(nèi)，填料的最大粒徑應(yīng)≤0.15m；③填石路基路床頂面以下0.8～5m范圍內(nèi)，填料最大粒徑可控制在0.35m范圍內(nèi)，軟巖石應(yīng)≤0.2m；④填石路基路床頂面以下5～12m范圍內(nèi)，對(duì)于堅(jiān)硬類(lèi)巖石填料最大粒徑可控制在0.45m范圍內(nèi)，軟巖石應(yīng)≤0.25m。

3.2.2 攤鋪方式的選擇

常用的路基攤鋪方式主要有以下三種：

①漸進(jìn)式攤鋪法。這種方法是運(yùn)料汽車(chē)在新卸的松鋪填料面上逐步向前卸料，推土機(jī)隨時(shí)攤鋪整平；②后退式攤鋪法。這種方法主要是指運(yùn)料汽車(chē)在上一層已經(jīng)壓實(shí)好的路基表面上逐步將填料卸下來(lái)，形成眾多填料堆，并用推土機(jī)進(jìn)行整平，該方法在細(xì)料含量較多的填料及細(xì)粒土中較為適用；③混合攤鋪法。該方法主要是指在已經(jīng)壓實(shí)的層面上先采用后退式攤鋪法進(jìn)行卸料，形成一些較為密集的填料堆，再用漸進(jìn)式攤鋪法進(jìn)行卸料，推土機(jī)進(jìn)行整平，使其達(dá)到所要求的厚度，這種方法主要結(jié)合了后退式和漸進(jìn)式的優(yōu)點(diǎn)，適用于層厚較大的情況，但比較浪費(fèi)時(shí)間。

3.2.3 整平施工

整平施工處理的施工方式主要是在公路工程中主要采取對(duì)路基表面明顯的空隙鋪撒碎石或碎石屑，對(duì)于大粒徑碎石間的空隙，主要采用填充方式，但不允許采用細(xì)粒土對(duì)空隙進(jìn)行填充，若填石路基的表面存在粒徑較大的碎石，可將其挖出或敲碎，在整平施工后，有利于保障填石路基表面的平整，不會(huì)有突出石塊影響到路基壓實(shí)問(wèn)題。

3.2.4 壓 實(shí)

壓實(shí)對(duì)填石路基的施工質(zhì)量具有直接影響，填石路基在施工完成后，由于壓實(shí)度不足，會(huì)引起嚴(yán)重的裂縫、不均勻沉降及路面錯(cuò)臺(tái)的問(wèn)題，因此，在填石路基的施工作業(yè)中，應(yīng)將壓實(shí)作為施工控制管理的關(guān)鍵。

（1）壓實(shí)方式。路基的壓實(shí)方式主要包括靜力壓實(shí)、振動(dòng)壓實(shí)、沖擊壓實(shí)等，其中振動(dòng)壓實(shí)是施工中最為常用的壓實(shí)方式，通過(guò)振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械的機(jī)械凈重壓力及震動(dòng)壓力波，使石料能夠處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，克服石料間的嵌擠阻力，產(chǎn)生移動(dòng)，從而形成穩(wěn)定、牢固的路基，不僅有利于保證路基的壓實(shí)度，還有利于避免石料的大量破碎，進(jìn)而保證填石路基的穩(wěn)定性。

（2）壓實(shí)參數(shù)。①碾壓速度。壓實(shí)功效和碾壓速度是呈反比的，和碾壓遍數(shù)呈正比，因此，在有效控制碾壓速度的基礎(chǔ)上，若要保證壓實(shí)層的壓實(shí)能量不變，取得相同的壓實(shí)效果，碾壓速度提高一倍，碾壓遍數(shù)相應(yīng)提高一倍，因此，碾壓速度較慢的情況下，可達(dá)到較好的壓實(shí)效果。但碾壓速度又是決定壓路機(jī)面積生產(chǎn)率的關(guān)鍵因素，減慢碾壓速度則會(huì)對(duì)壓實(shí)效率產(chǎn)生負(fù)面影響。在對(duì)壓實(shí)機(jī)械的性能、經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性等因素進(jìn)行綜合考慮后，壓實(shí)施工中最佳的碾壓速度為3～6km/h。但在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)路基碎石的不同巖性，所用合適的壓路機(jī)，并通過(guò)相關(guān)的鋪筑試驗(yàn)，來(lái)確定適宜的碾壓速度。②碾壓遍數(shù)。碾壓施工中，碾壓遍數(shù)和填石路基壓實(shí)的質(zhì)量會(huì)因填料的巖性、粒徑組成及機(jī)械條件的不同而有所差異，其一般規(guī)律是：路基填筑體的密實(shí)度會(huì)隨著碾壓遍數(shù)的增加而增加，在碾壓遍數(shù)在增加到一定程度后，路基填筑體的密實(shí)度的增長(zhǎng)率開(kāi)始變小，甚至?xí)档汀?/p>

（3）碾壓施工過(guò)程中質(zhì)量控制。對(duì)于填石路基的碾壓施工，可采用重型振動(dòng)壓路機(jī)實(shí)行分層碾壓，比如采用18T光輪拖碾對(duì)填石路基進(jìn)行碾壓，若壓實(shí)層厚度在0.5m時(shí)，在碾壓8遍后，沉降差降為9.6mm，碾壓在12遍以后才會(huì)達(dá)到較為理想的效果；若壓實(shí)層厚度為0.7m時(shí)，碾壓至14遍時(shí)，沉降率才會(huì)呈緩和下降的趨勢(shì)，因此，在填石路基壓實(shí)的過(guò)程中，18T拖式振動(dòng)光輪壓路機(jī)應(yīng)配合其它型號(hào)的壓路機(jī)進(jìn)行組合碾壓。

（4）填石路基施工質(zhì)量的檢測(cè)。在碾壓施工完成后，應(yīng)對(duì)填石路基的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，填石路基的沉降量檢測(cè)可將壓實(shí)質(zhì)量直接反映出來(lái)，并通過(guò)灌水試驗(yàn)對(duì)路基填筑的密度參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，壓實(shí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求如表2所示。

表2 填石路基的上、下路基壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，公路工程建設(shè)中存在越來(lái)越多的質(zhì)量問(wèn)題，這些問(wèn)題會(huì)對(duì)人們出現(xiàn)安全構(gòu)成威脅，為了提高公路工程的整體質(zhì)量，施工企業(yè)應(yīng)從根本上加大對(duì)工程施工質(zhì)量的控制力度，將填石路基施工技術(shù)應(yīng)用在公路工程施工中，有利于節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，避免對(duì)土地的侵占。

[1]焦玉輝.對(duì)公路工程填石路基施工技術(shù)的探討[J].黑龍江科學(xué)，2014，5（1）：199.

[2]張金云.填石路基施工工藝控制技術(shù)探討[J].西江月，2014：98.

[3]閆奕龍.公路工程填石路基施工技術(shù)控制探討[J].城市建筑，2013（16）：239.

U416.1

A

2095-2066（2016）24-0205-02

2016-7-20

鄭 力（1985-），男，主要從事公路工程建設(shè)工作。