楊勁

【摘要：】文章分析了巨粒土填筑技術(shù)的特點和影響巨粒土填筑施工的因素，并與工程實際相結(jié)合，對高速公路路基巨粒土填筑施工需要開展的填料性能檢測、施工工藝以及施工結(jié)果進(jìn)行探討，證明將巨粒土填筑技術(shù)應(yīng)用在高速公路路基施工中不但能使施工成本降低，還能使施工質(zhì)量和施工效率得到提高。

【關(guān)鍵詞：】巨粒土填筑技術(shù);路基施工;高速公路

U416.1+11A080253

0 引言

在高速公路結(jié)構(gòu)中路基是非常重要的部分，高速公路的穩(wěn)定性會受到路基填筑質(zhì)量的影響。在路基填筑中使用巨粒土材料，必須對含泥量進(jìn)行合理控制，從而防止對壓實效果產(chǎn)生影響。當(dāng)擁有過大的粒徑時，必須合理地進(jìn)行剔除與壓碎處理。為了使巨粒土填筑路基擁有更高的質(zhì)量，必須充分了解和掌握相關(guān)技術(shù)要點。

1 巨粒土填筑技術(shù)的特點

巨粒土路基是一種使用土石混合填料作為填筑土，采用不同的內(nèi)部土石占比，使其擁有不同的結(jié)構(gòu)特性，在通過碾壓施工后表現(xiàn)出不同工程性質(zhì)的路基。巨粒土擁有較好的透水性和較高的結(jié)構(gòu)強度，相比于普通填筑土擁有更大的壓縮模量和固結(jié)系數(shù)，在施工時使用巨粒土可以對大面積變形進(jìn)行有效預(yù)防，使路基的整體穩(wěn)定性得到明顯提升[1]。但是當(dāng)增加巨粒土的含石量時，整個填料就會向骨架空隙結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，所以在含石量不同時對巨粒土的工程性質(zhì)存在不同的影響：當(dāng)擁有較大含石量時，填料土質(zhì)為影響巨粒土工程性質(zhì)的主要因素;當(dāng)擁有較小含石量時，石料性質(zhì)能夠直接影響其工程性質(zhì);當(dāng)擁有較少的細(xì)粒土含量時會對填料內(nèi)粗細(xì)集料組成差異產(chǎn)生影響，使各粒徑集料之間的嵌擠作用降低[2]。巨粒土含量豐富的地區(qū)大多存在非常復(fù)雜的地形，如溝谷或斜坡等，壓實難度較高，如果不合理選擇施工技術(shù)會對路基壓實效果產(chǎn)生不利影響，所以必須對巨粒土壓實工藝進(jìn)行合理選擇與控制。

2 影響巨粒土填筑施工的因素

2.1 巨粒土填料性質(zhì)

填料性質(zhì)主要是由填料的級配、結(jié)構(gòu)、粒徑等決定的。填料性質(zhì)能夠?qū)Ω咚俟仿坊┕さ碾y度和方式產(chǎn)生影響，填料質(zhì)量好，在施工時受到其他因素的影響較小，能夠有效提高施工效率、縮短施工周期;如果填料性質(zhì)較差，會增加施工過程中出現(xiàn)問題的概率，需要滿足更高的管理要求和技術(shù)規(guī)范，同時在填料的級配、粒徑存在差異時，需要采用不同的壓實機械和壓實方式。

2.2 氣候條件

當(dāng)填料為硬質(zhì)碎石或軟質(zhì)巖石時，風(fēng)化的可能性很大，這時處在水分較大的環(huán)境中會導(dǎo)致填料崩解或松散，如遇雨水天氣會使車輛行駛的難度提升，在很大程度上對施工進(jìn)度產(chǎn)生影響[3]。

2.3 場地條件

料場、邊坡及原地面的處理是項目施工場地的主要影響因素。當(dāng)高速公路邊坡穩(wěn)定性較好時，能夠有效避免在雨季發(fā)生崩塌、滑坡等問題，對施工影響較小。當(dāng)原地面邊坡?lián)碛休^好的穩(wěn)定性時，無須特別處理即可使安全性得到一定保障。如果存在完整的巖體結(jié)構(gòu)，可以利用洞室爆破;在缺乏穩(wěn)定性時，可以對地面爆破的方式進(jìn)行利用;如果在爆破后還有較大的顆粒粒徑以及級配，需再次進(jìn)行爆破。

2.4 施工周期

施工周期就是對于各項施工任務(wù)的時間安排計劃。能否合理地安排工期將對整個高速公路路基工程的效益和質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。如果一味地縮短工期，將會在不同程度上降低施工質(zhì)量。

2.5 項目管理

由于巨粒土填筑路基工程的工作量較大且施工難度較高，參與施工的人員較多，因此必須充分重視管理工作的有效開展[4]。同時，由于各種機械的操作非常復(fù)雜，需要有效地協(xié)調(diào)各項施工任務(wù)和人員調(diào)配，所以在管理時應(yīng)該對現(xiàn)階段各種先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行充分利用，如多媒體技術(shù)、計算機技術(shù)等。

2.6 壓實方式

在巨粒土路基填筑施工中，利用不同的壓實機械會產(chǎn)生不同的施工效果、質(zhì)量以及效率。在氣候條件、場地條件以及填料性質(zhì)一致的基礎(chǔ)上，選擇不同的壓實機械和壓實方式會產(chǎn)生不同的經(jīng)濟效益。

3 工程實例

3.1 工程概況

某高速公路路基工程寬24.5 m，長32.3 km，設(shè)計為雙向六車道，線路中存在山嶺重丘地形地貌，結(jié)合降低工程造價的目標(biāo)和該路段的實際條件，決定對當(dāng)?shù)卦胁牧线M(jìn)行利用，到附近天然取土場完成路基填筑材料巨粒土的獲取，并與沖擊碾壓技術(shù)相結(jié)合，使巨粒土填筑路基擁有更高的施工質(zhì)量。

高速公路路基施工中巨粒土填筑技術(shù)的應(yīng)用/楊 勁

3.2 填料性能

在開展正式施工前，選擇一路段為試驗段，開展路基巨粒土的界限含水率檢測、CBR值檢測以及重型擊實試驗。

3.2.1 重型擊實試驗

試驗的目的是為了明確本次工程中巨粒土填料中石料的最佳摻加比。所以在進(jìn)行試驗時分別選擇含有60%、50%、40%、30%、20%石料摻量的巨粒土，并選擇重4.5 kg、直徑50 mm的擊實錘進(jìn)行重型擊實試驗。將擊實錘提升至45 cm高度，并選擇高12 cm、內(nèi)徑15.5 cm的試驗桶，確定三層擊實層數(shù)，進(jìn)行共98次擊實。具體重型擊實試驗結(jié)果見表1。

3.2.2 界限含水率檢測和CBR值檢測

界限含水率能夠直接反映巨粒土填筑材料的物理性能，選取40%石料摻量的巨粒土填料，利用液塑限聯(lián)合檢測儀檢測界限含水率。顯示結(jié)果為，其擁有7%的塑性指數(shù)、23%的塑限、26%的液限，能夠滿足有關(guān)規(guī)范。

對巨粒土填料的CBR值進(jìn)行檢測得出，上路堤為36.6%，下路堤為14.1%，路基頂面0.8 m以下為75.2%。與相關(guān)規(guī)定中的路基填料強度下限相比，巨粒土填料明顯擁有更高的CBR值，表明本次路基工程選用的巨粒土填料能夠滿足相關(guān)的強度要求。

3.3 施工工藝

由于巨粒土填筑材料擁有較高的石料含量，為了使路基工程擁有更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和強度，必須充分重視碾壓壓實施工。所以，在正式開展該高速公路路基施工前，在試驗段同時開展分層壓實施工試驗，從而對最佳的碾壓次數(shù)、碾壓速度、碾壓方式以及攤鋪厚度等參數(shù)進(jìn)行明確，并與相關(guān)參數(shù)相結(jié)合開展正式路基施工[5]。F9B57ECE-6143-440D-9FE3-977D76C47B17

3.3.1 基底處理

路基的整體質(zhì)量受路基基底壓實度和基底強度的影響。由于巨粒土填筑路基出現(xiàn)沉降問題的概率較大，所以更應(yīng)該開展高質(zhì)量的基底處理工作。在開展基底處理施工時，對于原地面橫坡1/5以下的路段，需要先對土層和雜草進(jìn)行有效處理，然后再進(jìn)行路基填筑施工。如果存在不足2 m的覆蓋土，應(yīng)先挖除覆蓋土層。由于當(dāng)?shù)貧夂蜃兓鄻?，所以在清理原地表時，正常情況下應(yīng)選擇約30 cm的地表處理厚度。與設(shè)計和施工相關(guān)規(guī)范相結(jié)合，當(dāng)碾壓和夯實基底時，如果路堤整體高度>10 m，地基應(yīng)該達(dá)到180 kPa以上的承載強度;如果路堤擁有10 m以內(nèi)的整體高度，地基應(yīng)達(dá)到145 kPa以上的承載強度。當(dāng)完成地基驗收后，需要與施工方案相結(jié)合開展中線和邊線的測量放樣，確定“設(shè)計值+50 cm”的路基測放寬度，并將路基邊線、中線以及相應(yīng)高程標(biāo)出。

3.3.2 運輸及攤鋪填料

在對巨粒土填料進(jìn)行采集時必須保證相應(yīng)的強度滿足要求，并且結(jié)合人工和機械的選料方式提升選料的準(zhǔn)確度。由于巨粒土存在不同的粒徑和形狀，離析現(xiàn)象出現(xiàn)的概率較大，在路基攤鋪施工開展前，運輸車輛應(yīng)以較低的速度將巨粒土填料從天然取土場運輸至施工現(xiàn)場，這樣做能夠有效避免因劇烈晃動產(chǎn)生的離析現(xiàn)象。

巨粒土填料攤鋪施工時會有攤鋪不均勻的現(xiàn)象出現(xiàn)，往往需要二次補挖。為了避免這種情況，必須與設(shè)計的施工流程相結(jié)合，有序地開展攤鋪施工。該高速公路路基工程的施工流程為：按照先兩側(cè)后中間、由低至高、水平分層的次序卸料，并且對各側(cè)填料鋪設(shè)寬度進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其滿足“設(shè)計寬度+50 cm”的標(biāo)準(zhǔn)，從而為路基邊緣壓實提供有效保障。在根據(jù)相關(guān)要求卸下巨粒土后，應(yīng)該先利用推土機粗略找平，再利用平地機進(jìn)行精確找平。如果發(fā)現(xiàn)巨粒土填料存在過大的粒徑，應(yīng)該采用人工方式進(jìn)行剔除。

在使用巨粒土填筑高速公路路基時，必須與設(shè)計坡度相結(jié)合完成專用排水橫坡的修建，保證順利排出路基積水及降雨，并且應(yīng)該將排水溝、截水溝等設(shè)施修建在橫坡下，從而防止路基邊坡受到水流的過度沖刷，為邊坡穩(wěn)定提供有效保障。

3.3.3 實際含水率控制

在路基填料攤鋪完成后，必須先檢測巨粒土填料的實際含水率，并以重型擊實試驗得到的最佳含水率為標(biāo)準(zhǔn)，確保填料實際含水率值與試驗值的誤差≤2%。若是填料實際含水率無法滿足上述要求，需要合理選擇晾曬或者補水的方式對其含水率進(jìn)行調(diào)整，在補水后需要進(jìn)行持續(xù)2～4 h的悶料，從而為碾壓施工提供有效保證。

3.3.4 碾壓施工

使用振動壓路機和自行式壓路機相結(jié)合的方式碾壓高速公路路基巨粒土，在碾壓曲線段時應(yīng)該由內(nèi)側(cè)向外側(cè)進(jìn)行，碾壓直線段時應(yīng)該由兩邊向內(nèi)側(cè)進(jìn)行。兩種碾壓機應(yīng)該控制約3 km/h的行進(jìn)速度，其中保持2.0～2.5 km/h的中振碾壓速度和2.5～3.0 km/h的重振碾壓速度。在進(jìn)行壓實時，行與行之間應(yīng)該保持約45 cm的重疊，前后相鄰段應(yīng)保持約130 cm重疊。在對路基邊緣進(jìn)行碾壓時，兩種機械的碾壓應(yīng)與路線橫斷面保持45°，從而有效避免死角、漏壓等問題[6]。在完成碾壓后還應(yīng)該用灑水的方式養(yǎng)護(hù)路基，最后使用光輪壓路機進(jìn)行一遍靜壓收光整平。

3.4 實際施工效果

3.4.1 沉降觀測

完成高速公路巨粒土路基填筑施工后，在碾壓和自重等因素的共同作用下，路基結(jié)構(gòu)中必然會發(fā)生沉降，高速公路的行車舒適性和安全性會受到沉降情況的影響，所以必須在較長時間內(nèi)觀測該路段的沉降情況。本工程擁有較大的路基寬度，應(yīng)該將3塊沉降板分別設(shè)置在路基斷面的兩側(cè)及中間，從而做到全面掌握路基沉降情況，詳細(xì)沉降結(jié)果見表2。

由表2可知，剛結(jié)束填筑施工的路基擁有較大的沉降量和較快的沉降速率，而后期則越來越穩(wěn)定;早期的沉降速率和沉降量能夠滿足相關(guān)規(guī)范;與路基中間相比，路基兩側(cè)的沉降速率和沉降量更小。這些路基沉降趨勢也與相關(guān)研究的結(jié)論相符合。

3.4.2 壓實質(zhì)量觀測

在高速公路路基填筑施工完成后，應(yīng)該采用環(huán)刀法來抽檢路基實際壓實度，與相關(guān)結(jié)果相結(jié)合，所選取的8個測點分別擁有98.0%、97.2%、96.9%、98.8%、96.8%、96.7%、97.7%、97.3%的壓實度。抽檢結(jié)果表明，在完成巨粒土路基填筑施工后，本公路路基工程滿足了相關(guān)規(guī)范要求，證明工程施工取得了較好的壓實效果。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路路基的填筑材料可以選用巨粒土，但要使巨粒土的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮，必須對相關(guān)的施工規(guī)范與要點進(jìn)行準(zhǔn)確掌握，同時結(jié)合科學(xué)準(zhǔn)確的測試試驗，保證巨粒土的性能符合相關(guān)要求，為高速公路路基的穩(wěn)定提供有效保障。所以，相關(guān)人員應(yīng)該加強對巨粒土路基填筑施工技術(shù)的研究力度，促進(jìn)其不斷完善和改進(jìn)，助力于我國的公路建設(shè)。

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