陳瑾

（山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

路基作為公路的重要組成部分，其施工效果直接關(guān)乎公路工程的整體質(zhì)量。填石路基是一種常見的公路工程路基結(jié)構(gòu)，其施工難度低且能有效提升路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。合理運(yùn)用填石路基施工技術(shù)能夠?yàn)槁坊こ添樌┕ぬ峁┍Ｕ?。通常公路工程工程的填石路基施工量大，且不同地區(qū)地質(zhì)條件存在較大差異，所以必須對填石路基施工技術(shù)進(jìn)行不斷完善，提高施工質(zhì)量。填石路基施工質(zhì)量受諸多因素的影響，施工時(shí)應(yīng)結(jié)合公路工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，對填石路基施工技術(shù)加以改進(jìn)，明確施工工藝要點(diǎn)，加強(qiáng)壓實(shí)質(zhì)量控制，以切實(shí)提高公路工程路基施工質(zhì)量。本文將以某公路工程項(xiàng)目為例，對填石路基施工工藝進(jìn)行分析。

1 工程實(shí)例

某公路工程全長4.69km，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場淤泥、淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層厚度較大，沿線地下水豐富，路基填筑高度達(dá)3m 以上。沿線多為丘陵地帶，山皮石的石質(zhì)優(yōu)良，可滿足工程填石路基施工要求。按照設(shè)計(jì)規(guī)范，山皮石強(qiáng)度應(yīng)低于30MPa，且壓實(shí)度大于96%，孔隙率低于22%，CBR 達(dá)到5%[1]。施工前對原材料進(jìn)行檢測，主要分析巖石飽水抗壓強(qiáng)度、CBR 指標(biāo)，試驗(yàn)要保證所用檢測材料為同一批次、同一類型?？箟簭?qiáng)度、承載比CBR檢測結(jié)果見表1和表2。

表1 工程所用石料單軸飽水抗壓強(qiáng)度檢測結(jié)果

表2 工程所用石料承載比CBR檢測結(jié)果

石料的最大粒徑不能超過100mm 且保證泵送時(shí)泥塊含量、含泥量、吸水率分別低于0.5%，1.0%,1.5%，石料含量≥70%，其他材料也要符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 填石路基施工工藝

2.1 施工前準(zhǔn)備

（1）技術(shù)準(zhǔn)備。在正式開展施工前，要做好施工準(zhǔn)備工作，其中技術(shù)準(zhǔn)備工作的重點(diǎn)是對施工圖紙進(jìn)行復(fù)核，如在復(fù)核中發(fā)現(xiàn)問題則要及時(shí)處理。與施工技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)交底，全面了解與掌握質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，查閱施工現(xiàn)場地質(zhì)資料，以確保填石路基施工的有序進(jìn)行。

（2）材料準(zhǔn)備。施工前做好填石路基所需材料的準(zhǔn)備工作，確定材料類型，保證材料正常供應(yīng)，以免因材料準(zhǔn)備不齊而出現(xiàn)停工待料等問題。與此同時(shí)，對材料質(zhì)量進(jìn)行檢查，保證所有施工材料質(zhì)量符合施工規(guī)范要求。采購材料前，組織相關(guān)人員對材料廠商進(jìn)行實(shí)地考察，驗(yàn)收材料質(zhì)量和規(guī)格是否達(dá)標(biāo)，然后上報(bào)監(jiān)理工程師審批，審批合格后方可采購。

（3）場地準(zhǔn)備。結(jié)合填石路基施工要求，對施工場地進(jìn)行平整處理。從現(xiàn)場附近變壓器架設(shè)支線，解決臨時(shí)用電問題；分析施工現(xiàn)場可能存在的安全隱患，準(zhǔn)確辨識危險(xiǎn)源，制定合理可行的安全措施，避免重大安全事故的發(fā)生。

2.2 施工測量

（1）組織專業(yè)測量小組復(fù)核施工現(xiàn)場控制樁情況。復(fù)核前要對用于復(fù)核的全站儀及其他高精度設(shè)備進(jìn)行檢查，確保無誤后，結(jié)合填石路基施工要求，在項(xiàng)目施工現(xiàn)場布設(shè)點(diǎn)位，包括水準(zhǔn)點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)等。布設(shè)時(shí)可結(jié)合實(shí)際狀況合理加密導(dǎo)線點(diǎn)，以確保測量結(jié)果的精準(zhǔn)度。在此基礎(chǔ)上，復(fù)測路基橫斷面與原地面高程，然后繪制橫斷面圖，并根據(jù)圖紙計(jì)算路基所需的填筑石料量，為備料提供參考依據(jù)。

（2）在開展施工前，恢復(fù)路基中線?；謴?fù)時(shí)，注意觀察中線樁是否與相鄰施工段中線重合，如果發(fā)現(xiàn)問題，要分析問題出現(xiàn)的原因，然后匯報(bào)給現(xiàn)場監(jiān)理工程師。此外，要有效固定交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)控制樁。

2.3 地基基礎(chǔ)處理

測量工作完成后，緊接著就要處理地基基礎(chǔ)，要點(diǎn)如下：①根據(jù)設(shè)計(jì)要求，分析路基范圍內(nèi)構(gòu)筑物情況，挖除樹木根莖，填平坑穴，然后進(jìn)行機(jī)械碾壓（采用小型壓實(shí)機(jī)），保證土體密實(shí)度。②徹底清理路基表面雜物，對需要填石施工的路段進(jìn)行整平處理，然后進(jìn)行壓實(shí)。表層土需要集中堆放，為后續(xù)施工提供便利。

2.4 分層填料

（1）采用分層填筑的方法進(jìn)行填石路基施工，根據(jù)路基橫斷面全寬情況，采用水平分層方法，即從最下層開始，然后向上逐層填筑。采用白灰標(biāo)畫網(wǎng)格，按照每層松鋪厚度，準(zhǔn)確計(jì)算單個(gè)方格內(nèi)的卸料量（砂礫石），從而有效控制松鋪厚度。

（2）一般情況下，如果填石路基高度超過3m，每層填筑要沿路基橫向填筑，兩側(cè)至少超填500mm，方便后續(xù)壓實(shí)作業(yè)。填筑到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，組織相關(guān)人員根據(jù)邊坡坡度進(jìn)行刷坡，刷坡順序?yàn)樽陨隙隆?/p>

2.5 石料攤鋪

該公路項(xiàng)目石料攤鋪采用推土機(jī)，保證填筑層施工按照縱橫方向進(jìn)行，同時(shí)攤鋪應(yīng)盡可能的平順、均勻。通常情況下，如果石料粒徑過大，會對攤鋪施工效果造成負(fù)面影響，所以在施工過程中通過“人工+裝載機(jī)”的方式及時(shí)剔除超過標(biāo)準(zhǔn)粒徑的石料。對于找平處不滿足要求的路段，采用人工找平的方法，然后根據(jù)實(shí)際情況選擇石屑（或石塊）找平。此外，石料攤鋪施工前應(yīng)對石料級配進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)問題需重新選擇石料，避免攤鋪?zhàn)鳂I(yè)后存在較大空隙。各層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成后，要及時(shí)對其表面進(jìn)行清理，同時(shí)將空隙填滿。石料攤鋪結(jié)束后，觀察表面無明顯空隙時(shí)，采用平地機(jī)實(shí)施精平處理。

2.6 攤鋪層碾壓

石料攤鋪完成后，應(yīng)對攤鋪效果進(jìn)行檢查。檢查合格后方可開始碾壓作業(yè)，以有效提升攤鋪層密實(shí)度。碾壓分為初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)環(huán)節(jié)，碾壓方向?yàn)橛傻拖蚋?、由兩?cè)向中間。而在攤鋪層碾壓階段，需要合理控制壓路機(jī)的碾壓速度（保持速度為1.5～2.0km/h），待碾壓作業(yè)結(jié)束后按照規(guī)定要求進(jìn)行壓實(shí)度檢測。此外，考慮到壓路機(jī)難以將大粒徑或質(zhì)地較堅(jiān)硬的石料壓碎，需采用人工方式將大粒徑石料剔除，或采用有效措施完成大粒徑石料的破碎處理。破碎處理后的石料尺寸必須滿足施工要求，均勻分布在路基壓實(shí)層內(nèi)。攤鋪層碾壓施工完成的參考標(biāo)準(zhǔn)是壓實(shí)層頂面穩(wěn)定、碎石緊密、表面平整，且無明顯輪跡。

3 壓實(shí)質(zhì)量控制

3.1 壓實(shí)原則

填料卸完后，采用平地機(jī)進(jìn)行整平處理，注意精細(xì)化操作，并形成路拱，以保證填石路基后期排水效果。碾壓時(shí)根據(jù)先低后高的順序，遵循“先輕后重、先慢后快”的原則，合理控制碾壓速度（一般大于4km/h[10]）。本工程碾壓主要分為3 個(gè)階段：第一階段是初壓，采用靜壓方法；第二階段是復(fù)壓，利用振動(dòng)壓實(shí)模式；第三階段為終壓，該階段以消除壓路機(jī)輪痕為主。部分路段情況特殊，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定碾壓參數(shù)，并合理設(shè)置壓實(shí)次數(shù)。

3.2 壓實(shí)方法

振動(dòng)壓實(shí)主要通過振動(dòng)滾輪產(chǎn)生的沖擊力進(jìn)行壓實(shí)，可對壓實(shí)層產(chǎn)生持續(xù)剪切應(yīng)力和壓力，在大粒徑碎石材料壓實(shí)中應(yīng)用效果較好。在采用振動(dòng)壓路機(jī)的過程中，需要對壓實(shí)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，包括壓實(shí)次數(shù)、壓實(shí)速率及靜荷載等。一般情況下，靜荷載越大，振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)質(zhì)量越大，壓實(shí)效果越好。有研究認(rèn)為，當(dāng)填石路基壓實(shí)層厚度大于60cm 時(shí)，路面層會產(chǎn)生較大的靜壓力作用，如果振動(dòng)壓實(shí)作用過大反而會降低壓實(shí)效果；如果壓實(shí)層厚度不變，壓實(shí)速率與壓實(shí)質(zhì)量成反比，與壓實(shí)次數(shù)之間則為正比例關(guān)系[11]。因此，必須結(jié)合實(shí)際情況對振動(dòng)壓路機(jī)的靜荷載進(jìn)行合理控制，以確保壓實(shí)效果。

3.3 填料粒徑的確定

在施工過程中，多種因素均有可能對填料的最大粒徑產(chǎn)生影響，因此在配置壓實(shí)機(jī)械設(shè)備時(shí)，應(yīng)符合壓實(shí)施工規(guī)范要求，不能盲目提升壓實(shí)設(shè)備自身功率。如果層厚維持不變，增大填料最大粒徑，會增強(qiáng)路基強(qiáng)度，但若厚度超出標(biāo)準(zhǔn)，則會產(chǎn)生相反的作用。因此，本工程碎石填料最大粒徑的選擇需結(jié)合路基填筑深度情況，如果填筑深度減小，最大粒徑也要隨之減小。針對不同強(qiáng)度的石料，要合理控制最大粒徑。本工程結(jié)合施工現(xiàn)場實(shí)際情況開展相關(guān)試驗(yàn)，確定不同厚度填料的最大粒徑范圍如表3所示。

表3 不同厚度（路床頂面之下）填料的最大粒徑范圍標(biāo)準(zhǔn)

3.4 壓實(shí)檢測

壓實(shí)施工結(jié)束后，開展填石路基壓實(shí)度檢測。本工程采用核子密度儀進(jìn)行壓實(shí)度檢測，分析填石路基含水量，并與施工前所確定的最佳含水量數(shù)值進(jìn)行對比，保證各層壓實(shí)度符合施工要求。如果檢測結(jié)果顯示路基含水量不符合施工規(guī)范要求，則要組織施工技術(shù)人員重新進(jìn)行碾壓。通常，填石路基壓實(shí)施工后，所用填料的含水量不能低于或高于最佳含水量的2%[12]。如果含水量過低，應(yīng)根據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際情況適當(dāng)灑水，從而使填料含水量得以提升；如果壓實(shí)后含水量過高，則要及時(shí)對含水量進(jìn)行調(diào)整，主要采用翻曬、晾曬等方式進(jìn)行處理，然后重新進(jìn)行碾壓。

4 沉降觀測

為保證填石路基的整體施工質(zhì)量，要高度重視填石路基沉降觀測，科學(xué)布置觀測點(diǎn)，包括基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)。對于基準(zhǔn)點(diǎn)和沉降點(diǎn)，應(yīng)采取必要措施保證各點(diǎn)位布設(shè)準(zhǔn)確，同一個(gè)測區(qū)范圍內(nèi)布置3 個(gè)或3 個(gè)以上高程控制點(diǎn)，并將其作為加密點(diǎn)，避免某個(gè)沉降觀測控制點(diǎn)遭到破壞。為保證路基沉降觀測頻率符合要求，最大程度地提高觀測精度，要嚴(yán)格控制基點(diǎn)設(shè)置。本工程沿路基路線方向依次進(jìn)行基點(diǎn)布置，路基中線與控制點(diǎn)距離≥50m，但是不可超過300m，為沉降觀測提供便利。在路基填筑過程中，每填筑3～4 層進(jìn)行一次測量，所有填筑作業(yè)完成后，在結(jié)束的12 周內(nèi)每周檢測一次，之后根據(jù)要求定期進(jìn)行檢測，并做好記錄。有研究認(rèn)為，填石路基在填筑過程中，若道路中線沉降速度＞1 cm/d 或水平位移速度＞0.5 cm/d，說明填石路基處于不穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)及時(shí)停止填筑作業(yè)，并結(jié)合實(shí)際情況采取有效措施進(jìn)行處理，將沉降速度控制在合理范圍之內(nèi)，保證水平位移速度不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求，且在此過程中要繼續(xù)開展水平位移及路基沉降觀測，如果連續(xù)3～5d 內(nèi)相關(guān)數(shù)值符合施工規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，才能繼續(xù)開展填筑作業(yè)。當(dāng)填筑至路面結(jié)構(gòu)層底部后，若連續(xù)8 周的觀測值＜8mm，方可認(rèn)定水平位移以及路基沉降趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

5 結(jié)語

填石路基具有操作簡單、效果突出等特點(diǎn)，能夠顯著提升路基結(jié)構(gòu)承載力與穩(wěn)定性。不過，填石路基施工技術(shù)的應(yīng)用容易受工藝流程及施工機(jī)械設(shè)備的影響，導(dǎo)致施工質(zhì)量降低，為避免上述情況發(fā)生，施工過程中要注意做好施工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，并保證各項(xiàng)施工流程的有序進(jìn)行，同時(shí)結(jié)合施工實(shí)際情況優(yōu)化與改進(jìn)施工工藝，有效發(fā)揮填石路基技術(shù)優(yōu)勢，切實(shí)保證公路工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。工程實(shí)踐表明，為了確保路基施工效果，需在施工前開展石料抗壓強(qiáng)度、石料承載比CBR 等試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定填料類型，同時(shí)結(jié)合施工要求，對施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行不斷改進(jìn)，加大施工質(zhì)量控制力度。