公路施工中填石路基施工技術(shù)的應(yīng)用研究

朱元桂

摘 要：文章針對(duì)公路橋梁工程中填石路基在施工過(guò)程中需要注意的重要環(huán)節(jié)以及相關(guān)技術(shù)與處理方法進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：公路；施工；填石；路基

填石路基一般填筑高度較高、天放量大，同時(shí)由于填料本身密度較大導(dǎo)致其填筑體的自重荷載很大，因此提高了地基承載力的要求。由于填石路基采用粒徑較大的碎石，其顆粒間基本不存在粘聚力，抗剪強(qiáng)度多由顆粒間的摩擦力和嵌擠力形成，其強(qiáng)度較高而可將其視為半剛性體，若地基存在較小的不均勻沉降則顆粒間的嵌擠作用可保證其穩(wěn)定性而免于出現(xiàn)較大的變形沉降，但若地基產(chǎn)生較大沉降其內(nèi)部產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過(guò)路基所能承受的抗剪強(qiáng)度則會(huì)因較大的剪切變形而失穩(wěn)，因此認(rèn)真研究填石路基處理技術(shù)，對(duì)保證路基及整個(gè)道路的質(zhì)量具有重要意義。

一、 填料質(zhì)量的要求

使用巖石作為路基的填料，填料的抗壓強(qiáng)度可以劃分為兩大類(lèi)：軟質(zhì)巖和硬質(zhì)巖，強(qiáng)度使用尺寸為50×50×50 mm 大小的巖石在飽水狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定，如下表1 所示：

在路基填方材料中選用的巖石，它的飽水抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)不能低于15Mpa，當(dāng)巖石的抗壓強(qiáng)度比規(guī)定強(qiáng)度要小的時(shí)候，對(duì)巖石的強(qiáng)度要按CBR 的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，并不低于15%，當(dāng)不滿(mǎn)足規(guī)定要求的時(shí)候，應(yīng)該嚴(yán)格按照施工要求控制和檢驗(yàn)。填料中的石料含量少于所有填料的一半以下的時(shí)候，按照填土路堤的施工方式進(jìn)行施工；當(dāng)填料中的石料含量大于所有填料的七成以上的時(shí)候，應(yīng)該按照填石路堤的施工方式進(jìn)行施工；當(dāng)填料中的石料含量在所有填料的五至七成的時(shí)候，應(yīng)該按照土石混填路堤的施工方式進(jìn)行施工。

二、加強(qiáng)地基承載力的控制

填石路基在施工過(guò)程中對(duì)沉降的要求比較高，在山嶺地區(qū)，施工受到地形與地勢(shì)的影響較大，路基的施工填方較多且重量大，因此對(duì)地基的承載能力提出了很高的要求。在進(jìn)行施工前，做好填石路基的荷載能力測(cè)試，保障地基的荷載能力能夠很好地滿(mǎn)足各種程度的路堤施工要求與填石要求。當(dāng)路基有大規(guī)模的沉降現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，路基的內(nèi)部很容易出現(xiàn)剪應(yīng)力，會(huì)使路基的穩(wěn)定性下降。如果出現(xiàn)地基的承載能力不足的現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)地進(jìn)行控制與處理，否則會(huì)誘發(fā)路基坍塌和沉降，對(duì)路面工程的施工造成嚴(yán)重的影響，甚至對(duì)整個(gè)公路的質(zhì)量與運(yùn)行造成損壞。

三、填石路基對(duì)地基的排水要求

由于填石路基的孔隙較大，水較易從邊坡或路面等部位進(jìn)入路基中，而且由于填筑體的滲透性好，水很容易滲入地基，同時(shí)若地基范圍內(nèi)存在地下水，也會(huì)浸濕地基，這都會(huì)影響填石路基的整體穩(wěn)定。所以路堤基底范圍內(nèi)地面水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí)，填石路基應(yīng)采取必要的引排、攔截等措施或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石、砂礫石或塊石等透水性材料來(lái)設(shè)置透水層，及時(shí)疏散水分，以防止水對(duì)地基的不良影響。

四、施工技術(shù)及質(zhì)量要求

1）填料要求

填石粒料的最大粒徑不易超過(guò)層厚的2/3，由于最大粒徑對(duì)壓實(shí)機(jī)械和攤鋪厚度產(chǎn)生以下影響：相同條件下隨填料最大粒徑增大，壓實(shí)機(jī)械的噸位和激振力均應(yīng)隨之增大，由于粒徑越大則填筑體的阻尼影響越大，則需更大的壓實(shí)功，因此從壓實(shí)機(jī)械角度而言粒徑不易過(guò)大；最大粒徑增大則壓實(shí)層的松鋪厚度隨之增大，但由于壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)功的限制其松鋪厚度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)；相同密度下粒徑較小的填筑體需更多的壓實(shí)能，其荷重也應(yīng)增大，同時(shí)其抗剪強(qiáng)度也隨之增大，但粒徑越大則越不宜壓實(shí)，其壓實(shí)能量就要小，且強(qiáng)度存在降低的可能，但在相同壓實(shí)功能下隨最大粒徑增大其抗剪強(qiáng)度也增大，因此粒徑增大時(shí)則不應(yīng)以較小的密度值來(lái)控制壓實(shí)效果，而應(yīng)以足夠的壓實(shí)功能來(lái)保證路基具備足夠的抗剪強(qiáng)度。因此，應(yīng)在保證施工機(jī)械能滿(mǎn)足壓實(shí)要求的前提下不可一味增大粒徑，應(yīng)認(rèn)識(shí)到一定層厚下最大粒徑的增大實(shí)在能促進(jìn)結(jié)構(gòu)更加密實(shí)、穩(wěn)定的范圍內(nèi)顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)的，一旦超過(guò)一定范圍則最大粒徑的作用會(huì)適得其反，同時(shí)應(yīng)考慮松鋪厚度，因最大粒徑的增大會(huì)導(dǎo)致松鋪厚度的增大，而松鋪厚度越大則對(duì)施工機(jī)械的要求越高。

2）攤鋪要求

當(dāng)前粒料攤鋪可分為漸進(jìn)式攤鋪、后退式攤鋪和混合攤鋪。漸進(jìn)式攤鋪即用運(yùn)料汽車(chē)在新卸的填料上面逐步向前卸料，后用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪整平；后退式攤鋪即用運(yùn)料汽車(chē)在已經(jīng)壓實(shí)的路基表面進(jìn)行后退卸料以形成更多密集的填料堆，后用推土機(jī)整平，該方法更適用于細(xì)料含量較多的情況；混合攤鋪是在已經(jīng)壓實(shí)的層面上先用后退法卸料形成分散的填料堆，而后在其上用漸進(jìn)式攤鋪法卸料，后用推土機(jī)整平以達(dá)到所需厚度。

3）粒料整平

攤鋪完成后的粒料層的平整度在一定程度上決定壓實(shí)層填料的粒徑組成及后期壓實(shí)效果，因此應(yīng)在攤鋪層表面填充細(xì)料并進(jìn)行人工整平以給后期碾壓提供平順的工作面，整平的關(guān)鍵是使較大石塊位于層底，較細(xì)的顆粒局于頂部并填充縫隙以保證最佳的嵌鎖和壓力傳遞，并保證碾壓時(shí)表面不受損；對(duì)攤鋪后明顯缺少細(xì)料的部位應(yīng)補(bǔ)充細(xì)料，一般可鋪灑一層碎石或石屑料來(lái)填滿(mǎn)縫隙，但應(yīng)嚴(yán)禁采用細(xì)粒土填充。同時(shí)由于攤鋪后的粒料會(huì)出現(xiàn)局部存在超大粒徑或填料內(nèi)存在明顯空洞的現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)配合人工進(jìn)行超大粒徑碎石的破碎、清除，處理時(shí)應(yīng)先就地挖坑將其大面朝上擺放平整，若不便擺放則應(yīng)將高出表面的部分破碎掉，若石材堅(jiān)硬而不宜破碎則應(yīng)將其清除出場(chǎng)，集中放置等待二次破碎。

4）粒料壓實(shí)

碾壓組合。碾壓機(jī)械的組合直接影響壓實(shí)的效率與質(zhì)量，由于填石路基內(nèi)填料的巖性、粒徑組成及風(fēng)化程度等方面性質(zhì)變化較大，因此對(duì)路基的壓實(shí)要求也存在較大變化，同時(shí)不同的整平工藝也對(duì)填料的粒徑組成產(chǎn)生較大影響，因此碾壓組合應(yīng)結(jié)合工程特性及攤鋪工藝進(jìn)行考慮，基本原則是優(yōu)先選用拖式振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓而盡量避免采用自行式壓路機(jī)，優(yōu)先采用噸位級(jí)激振力較大的壓路機(jī)，且應(yīng)盡量減少壓路機(jī)數(shù)量。碾壓速度。碾壓速度直接影響著壓路機(jī)振動(dòng)輪對(duì)單位面積內(nèi)壓實(shí)材料的壓實(shí)時(shí)間，速度低則單位面積內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)較速度高時(shí)要多，但速度過(guò)高則在石塊上的停留時(shí)間過(guò)短而減少作用在壓實(shí)層上的能量，對(duì)于一定層厚的路基而言壓路機(jī)從表面?zhèn)鬟f到層內(nèi)下部的能量和碾壓速度間存在能量是碾壓遍數(shù)和碾壓速度的關(guān)系，因此若要保證壓實(shí)層內(nèi)的能量不變，達(dá)到相同的壓實(shí)效果，則若碾壓速度提高一倍則碾壓遍數(shù)也應(yīng)增加一倍，但同時(shí)碾壓速度決定著壓路機(jī)面積生產(chǎn)率，因此不可無(wú)限制的降低速度來(lái)提高壓實(shí)效果，因?yàn)闀?huì)影響生產(chǎn)率而提高生產(chǎn)成本，經(jīng)驗(yàn)表明壓實(shí)施工中的最佳碾壓速度在3～6km/n范圍之內(nèi)，且壓實(shí)開(kāi)始時(shí)宜采用慢速，之后再慢慢提高。碾壓遍數(shù)。壓實(shí)中碾壓變數(shù)因填料巖性、粒徑組成等不同而異，但一般情況下最終密實(shí)度隨碾壓變數(shù)增加而提高，但碾壓遍數(shù)達(dá)到一定程度后填筑體密實(shí)度的增長(zhǎng)率會(huì)降低，甚至?xí)霈F(xiàn)反而降低的現(xiàn)象，同時(shí)不同的壓實(shí)組合達(dá)到相同的壓實(shí)效果需不同的壓實(shí)遍數(shù)。■

五、 結(jié)語(yǔ)

填石路基作為一種公路施工手段，存在著它固有的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。雖然填石路基方式在目前仍然沒(méi)有一個(gè)健全的施工標(biāo)準(zhǔn)，但是在施工過(guò)程中只要施工人員科學(xué)地進(jìn)行組織設(shè)計(jì)，在施工前詳細(xì)編制出一條切實(shí)可行、符合客觀(guān)實(shí)際、具有操作性的施工設(shè)計(jì)方案，在施工過(guò)程中施工人員通過(guò)對(duì)路基填筑工藝、填料、采取綜合技術(shù)措施和質(zhì)量檢驗(yàn)控制等方面的掌握，完全可以建造出符合標(biāo)準(zhǔn)要求的道路。

參考文獻(xiàn)

[1]王仲.對(duì)公路施工中填石路基處理技術(shù)的探討[J].科學(xué)與財(cái)富，2011.15