石質(zhì)填方路基施工技術(shù)應(yīng)用

陳茂喜，章琪

（浙江省長興縣人民政府畫溪街道辦事處城建辦，浙江長興313100）

石質(zhì)填方路基施工技術(shù)應(yīng)用

陳茂喜，章琪

（浙江省長興縣人民政府畫溪街道辦事處城建辦，浙江長興313100）

隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，我國多數(shù)城市的道路交通建設(shè)步入了高速發(fā)展軌道。作為城市道路重要組成部分的城市快速路，在其施工中涉及的施工工藝復(fù)雜、施工技術(shù)廣泛且交叉、施工環(huán)境特殊，因此其施工技術(shù)及施工安全性備受關(guān)注。對(duì)于特殊的城市快速路路基施工，其難度更大，不合理的施工技術(shù)直接影響路基質(zhì)量。針對(duì)城市快速路中石質(zhì)路基施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探討，分析總結(jié)石質(zhì)路基的施工工藝及施工中的管理控制要點(diǎn)。

城市快速路；石質(zhì)路基；施工技術(shù)；施工管理

0　引言

進(jìn)入21世紀(jì)，我國城市道路建設(shè)迎來高峰期，伴隨著城市人口密集及道路擁堵等交通問題，許多城市逐漸加強(qiáng)城市快速路的修建工作。對(duì)于一些靠山的特殊地區(qū)，修建城市快速路具有石方比大、高填方等特點(diǎn)，其路基施工技術(shù)更為復(fù)雜且施工環(huán)境特殊，對(duì)此相關(guān)石質(zhì)路基施工技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要。隨著技術(shù)發(fā)展，石質(zhì)路基成為現(xiàn)代道路建設(shè)中新型路基的運(yùn)用日漸廣泛。石質(zhì)路基施工技術(shù)不同于傳統(tǒng)路基施工，其使用的填料石塊通常具有塊粒徑范圍廣、塊間孔隙大、透水性較強(qiáng)等特性。因此，對(duì)特殊填方路基中的地基處理、相關(guān)施工技術(shù)及工藝運(yùn)用等進(jìn)行深入探究具有重要的實(shí)際意義及工程價(jià)值。

1　路基施工對(duì)地基的要求

1.1地基的承載能力

針對(duì)石質(zhì)路基（特別是高填方路堤），地基承載能力是石質(zhì)路基壓實(shí)質(zhì)量和安全正常使用的重要保證，直接關(guān)系到路基的安全穩(wěn)定性。按照相關(guān)技術(shù)要求，當(dāng)石質(zhì)路基高于80 cm時(shí)，要求基底的壓實(shí)必須大于95%，若路基底部的原狀土強(qiáng)度不夠時(shí)必須換填。對(duì)于不良地基情況（黃土、膨脹土等）， 應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程環(huán)境采取進(jìn)一步措施加固（如排水固結(jié)、換填或應(yīng)用復(fù)合地基等）。

1.2地基的透水要求

由于石料間空隙較大，水容易從邊坡等區(qū)域進(jìn)入路基，進(jìn)一步容易浸濕地基，會(huì)嚴(yán)重影響石質(zhì)路基的穩(wěn)定性。一旦路基底部有地下水影響時(shí)，在石質(zhì)路基上必須采取攔截、引排等措施，亦可在路基底部鋪砂礫石等透水材料，通常透水層厚度不能低于30 cm。

1.3地基的坡度處理

對(duì)于地基坡度低于1∶5的情況采用常用處理方式，否則應(yīng)在原地面基礎(chǔ)上挖出高度30 cm且寬度不低于1 m的搭接臺(tái)階，并對(duì)臺(tái)階進(jìn)行內(nèi)傾處理和壓實(shí)平整處理，從而保證基底的強(qiáng)度和密實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

2　石質(zhì)路基的施工流程及填筑石料工藝技術(shù)

與土質(zhì)路基施工流程有所不同，石質(zhì)路基通常會(huì)利用當(dāng)?shù)厥献魈盍闲拗?，盡可能選擇強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好且便于施工的石料，石質(zhì)路基施工的流程見圖1。

圖1　石質(zhì)路基施工的一般流程

2.1攤鋪工藝

通常在石質(zhì)路基施工流程中，如圖1所示，填料是比較種重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而在此環(huán)節(jié)中，攤鋪工藝直接影響路基的施工質(zhì)量。正確合理的攤鋪方法不僅能夠有助于鋪層形成滿足要求的結(jié)構(gòu)類型，還能進(jìn)一步避免離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。這是由于填料的巖性對(duì)路基壓實(shí)層的構(gòu)型及壓實(shí)效果都有直接影響。因此施工中攤鋪工藝決定了石質(zhì)路基的最終壓實(shí)質(zhì)量。目前常用的路基攤鋪方法較多，根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，石質(zhì)路基施工中采用漸進(jìn)式攤鋪法時(shí)，路基表面會(huì)較為平整且無較大石塊突出現(xiàn)象，相反后退式攤鋪法會(huì)出現(xiàn)表面不平整、離析現(xiàn)象等。綜合考慮，針對(duì)石質(zhì)路基的攤鋪工藝，應(yīng)優(yōu)先選用漸進(jìn)式的攤鋪法。

2.2填平工藝

在完成填料攤鋪工序后，待壓層平整度會(huì)影響到壓實(shí)層填料的粒徑范圍，甚至進(jìn)一步關(guān)系到碾壓過程中壓路機(jī)對(duì)路基的壓實(shí)作用。因此，攤鋪后應(yīng)在其壓實(shí)層表面進(jìn)行細(xì)料填充，并進(jìn)行人工整平，為碾壓工序提供較好的工作面，一定程度上改善壓實(shí)效果。石質(zhì)路基施工中整平工藝的關(guān)鍵之處時(shí)，保證較大石塊位于各層底部而較細(xì)石塊位于相應(yīng)的頂部，其間孔隙要進(jìn)行填充保證最佳壓力傳遞。攤鋪后路基表面一旦出現(xiàn)孔隙，需進(jìn)一步鋪灑碎石或石屑以填補(bǔ)縫隙。特殊地，技術(shù)人員需加強(qiáng)現(xiàn)場檢驗(yàn)工作，防止攤鋪后出現(xiàn)大粒徑石料或明顯的孔隙，一旦出現(xiàn)需采取措施將碎石破碎并整平路面。需要注意的是，路基邊緣處容易出現(xiàn)大粒徑碎石集中且不易整平的現(xiàn)象，因此需要關(guān)注石質(zhì)路基攤鋪整平中較為薄弱路肩部位。

2.3壓實(shí)工藝

在石質(zhì)路基施工流程中，當(dāng)石料爆破后，通常產(chǎn)生的石料直徑分布范圍廣、各石塊大小參差，無法滿足施工技術(shù)要求，而且容易引起石料間接觸松動(dòng)、嵌鎖不緊密等問題。若施工管理上也存在疏忽，將進(jìn)一步使石質(zhì)路基出現(xiàn)不穩(wěn)狀態(tài)，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。因此深入分析壓路機(jī)的碾壓組合、碾壓速度和遍數(shù)，針對(duì)不同施工環(huán)境采取不同施工要求，以便石質(zhì)路基達(dá)到最佳壓實(shí)效果。

（1）施工中的碾壓組合

碾壓組合是壓實(shí)工藝中較重要的影響因素。合理的碾壓組合一方面確保路基的強(qiáng)度變形指標(biāo)滿足技術(shù)要求，另一方面能有效提高工作效率并帶來良好的工程經(jīng)濟(jì)效益。石質(zhì)路基施工中，填料各項(xiàng)性質(zhì)層次不齊（石料巖性、風(fēng)化程度及粒徑范圍等），路基的壓實(shí)要求也會(huì)隨之不同。因此，碾壓組合與攤鋪整平工藝、填料屬性等緊密相關(guān)。對(duì)此，可進(jìn)行現(xiàn)場碾壓組合試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)效果對(duì)碾壓組合進(jìn)行優(yōu)化選擇，盡可能優(yōu)先選擇拖式振動(dòng)壓路機(jī)而非單一選用自行式壓路機(jī)，優(yōu)先選擇大噸位且大激振力的壓路機(jī)，同時(shí)使碾壓組合所使用的壓路機(jī)數(shù)量盡量少些。

（2）施工中的碾壓速度

當(dāng)碾壓速度較低時(shí)，振動(dòng)次數(shù)會(huì)相應(yīng)提高，當(dāng)速度過高時(shí)單位面積收到的振動(dòng)輪接觸時(shí)機(jī)就會(huì)變少。即當(dāng)振動(dòng)輪壓實(shí)路面單位面積所需時(shí)間跟碾壓速度與直接相關(guān)聯(lián)。若以能量衡量，壓實(shí)層上受到的能量低速時(shí)要多于高速情況。對(duì)于層厚相同的石質(zhì)路基，壓路機(jī)從壓實(shí)層表面?zhèn)鬟f給下部的能量跟其碾壓速度有如下關(guān)系：

式中：W是壓實(shí)能量；n是碾壓遍數(shù)；v是碾壓速度。

從式（1）可以看出，在壓實(shí)能量不變情況下，碾壓速度提高1倍碾壓遍數(shù)也將提升1倍，碾壓速度較慢時(shí)能達(dá)到較好的壓實(shí)效果。然而另一方面，碾壓速度又是影響壓路機(jī)工作效率的主要因素，其速度必須適當(dāng)控制以提高工作生產(chǎn)率。因此，綜合考慮壓實(shí)效能、施工進(jìn)度、安全性等，工程中壓實(shí)施工一般以3～6 km/h作為最佳碾壓速度，且在碾壓開始階段采用適當(dāng)慢速施工。當(dāng)然，實(shí)際工程中還需根據(jù)特定的施工器械和施工環(huán)境選擇最合適的碾壓速度。

（3）施工中的碾壓遍數(shù)

石質(zhì)路基施工中，碾壓遍數(shù)與壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)系與填料巖性、石料粒徑、機(jī)械設(shè)備等施工條件相關(guān)。根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，碾壓遍數(shù)跟路基填筑體的密實(shí)度成線性關(guān)系，并且當(dāng)碾壓遍數(shù)達(dá)到一定量級(jí)時(shí)，密實(shí)度的增長率會(huì)逐漸減緩并趨于緩和。不同的碾壓組合情況下，壓買層到達(dá)同樣沉降率所需的碾壓遍數(shù)也是各不相同。實(shí)際施工中，應(yīng)先進(jìn)行一定的事前試驗(yàn)鋪筑，根據(jù)試驗(yàn)中填料工程性質(zhì)、施工環(huán)境和機(jī)械機(jī)械等情況對(duì)碾壓遍數(shù)與壓實(shí)質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行一定的探究，為后續(xù)施工提高可靠的數(shù)據(jù)分析依據(jù)，找出滿足壓實(shí)質(zhì)量要求情況下合理經(jīng)濟(jì)的碾壓遍數(shù)。

3　石質(zhì)路基的邊坡施工及檢驗(yàn)要求

3.1工程實(shí)例簡述

通過選取無錫市境內(nèi)312國道快速路工程作為工程實(shí)例進(jìn)行研究，該工程西起江海西路，東至雪梅互通立交，以地面道路和高架道路為主，全長約30 km，設(shè)計(jì)行車速度80 km/h，全線為設(shè)雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)的城市快速路。該工程的主要施工內(nèi)容為路面、安全設(shè)施、綠化等工程。路面工程為本工程的重點(diǎn)與難點(diǎn)，其中石質(zhì)路基的邊坡是施工的核心部分。石質(zhì)路基的邊坡是保護(hù)路基的重要結(jié)構(gòu)，能防護(hù)路基不受氣候因素、地表水流等外部影響，由此可見其施工質(zhì)量關(guān)系重大，與路基的強(qiáng)度特性及安全穩(wěn)定性休戚相關(guān)。在施工過程中，正確處理邊坡施工問題并對(duì)邊坡進(jìn)行清刷檢驗(yàn)等，將有效避免路基竣工通車后發(fā)生路基沉陷、邊坡坍塌等事故現(xiàn)象。

3.2邊坡施工要求

根據(jù)312國道快速路工程特征，在具體的施工實(shí)踐過程中，進(jìn)行石質(zhì)路基的邊坡施工時(shí)，必須遵循幾個(gè)重要準(zhǔn)則：

首先，邊坡施工中碼砌工序必須與該公路的路基填筑工作同步進(jìn)行，以保證碼砌結(jié)構(gòu)與路基較好地結(jié)合，有效避免路基填筑體結(jié)構(gòu)與碼砌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分離現(xiàn)象；其次，在邊坡的碼砌施工進(jìn)程中，要加強(qiáng)對(duì)路基修筑中的石料質(zhì)量進(jìn)行審查，嚴(yán)格控制石料的強(qiáng)度、粒徑等工程特性，從源頭上控制材料對(duì)邊坡變形失穩(wěn)產(chǎn)生影響；然后，需要注重邊坡碼砌的施工工藝，加強(qiáng)石塊擺放方式確保石料間咬合力度并控制碼砌厚度；最后，邊坡碼砌時(shí)，需要關(guān)注路段所在坡面平整度和石料間填隙等關(guān)鍵問題。

3.3邊坡檢驗(yàn)

對(duì)于312國道快速路工程，其石質(zhì)路基邊坡清刷和路床檢驗(yàn)要求一般參照表1執(zhí)行。

4　施工技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)

城市快速路是城市道路交通組成的重要部分，對(duì)于特殊地區(qū)（靠近山區(qū)地帶），修建城市快速路具有特殊性，其特殊填方路基施工技術(shù)復(fù)雜。本文對(duì)此特殊施工技術(shù)進(jìn)行深入分析，對(duì)施工方法及相關(guān)施工工藝等進(jìn)行深入探討，其施工要點(diǎn)總結(jié)見表2。

表1　石質(zhì)路基邊坡檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

表2　石質(zhì)路基施工要點(diǎn)

武漢市1 750億元投資基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

2015年，武漢市城市基礎(chǔ)設(shè)施投資將達(dá)到1750億元，建成一批重大工程。

武漢市將創(chuàng)新城建投融資體制，完善市、區(qū)共建體制，積極推廣政府和社會(huì)資本合作模式（PPP），通過特許經(jīng)營、投資補(bǔ)助、政府購買服務(wù)等方式，鼓勵(lì)引導(dǎo)社會(huì)資本參與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)上市融資，提高平臺(tái)公司資本化運(yùn)作能力。

2015年，武漢市將新建綠道228 km，打通斷頭路、暢通微循環(huán)，改造60條連通道，力爭每個(gè)區(qū)消除4～5個(gè)堵點(diǎn)，新建100 km排水干管，新增100 km污水管網(wǎng)，整體拆除10個(gè)以上城中村，完成還建房項(xiàng)目開工、竣工各300 m2以上。

此外，2015年武漢市還將完善市域快速交通系統(tǒng)，確保地鐵3號(hào)線一期建成通車，實(shí)現(xiàn)中心城區(qū)地鐵初步成網(wǎng)，開工建設(shè)1號(hào)線徑河延長線和24號(hào)線。

U415

B

1009-7716（2015）05-0136-03

2015-01-26

陳茂喜（1982-），男，江蘇如皋人，工程師，從事市政工程技術(shù)與管理工作。