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摘要:公路建设中,要想很好的利用填石路基这项施工技术,首先要了解填石路基的特征,还要确保管理技术及施工工艺技术的准确性,更要做好质量检测和维护。
关键词:公路;填石路基;施工技术
1、填石路基施工技术的特征分析
填石路基施工技术主要是在山岭路段被采用,这类地区地势比较特殊,地形、地貌都和平原地区有很大的不同,这样就给施工带来了不同程度的挑战。填石路堤本身就比较高,路基范围内原地基承载的负荷强度就比较大,加上石料的密度和重量又都比较大,一旦在操作中稍有不慎就会引发不良事故。
填石路基施工时,因为石料的颗粒之间不存在粘聚力,所以石料内部的抗剪强度主要取决于各石料之间的摩擦。而且石料的粒径比较大,强度较高,本身不能够被压缩,因此碾压也只是减少了颗粒与颗粒之间的空隙,使石料的颗粒之间改变松散的状态而紧密的接触。所以,必须重视碾压的强度和次数,否则不仅会对路基的稳定性造成影响,甚至会影响整个公路的使用年限。
2、公路施工填石路基的特点及存在的问题
2.1填石路基的特点
在公路工程建设中,填石路基具有土方路基的一般特点,同时又有自身特有的一些特征。
(1)石料密度决定了路基质量
在填石路基建设过程中,石料的密度从根本上决定了路基工程的质量。由于同类型的石料之间存在级配上的差别,所以其密度也不尽相同,有高有低。所以说,在具体施工时,室内试验所得来的石料密度只能作参考用,具体的填料指标还应当根据施工现场测量得来的准确数据进行调整。
(2)路基压实中的变化
由于石料颗粒较大且均匀性较差,因此在压实过程中极易出现大粒径集中的问题,从而导致不同路段、不同部位的密度存在一定的差异。此外,在压实过程中,石料很容易被压碎,粒径也由此发生了转变,进而导致路基密度以及稳定性发生了较大的变化。
2.2填石路基存在的问题
公路施工填石路基施工过程中,存在较多问题,包括路基出现侧滑甚至塌陷现象,公路的横纵面发生开裂以及公路自身下沉等。出现这些问题的主要原因包括外界环境因素、施工设计及施工技术问题。
环境因素指的是公路填石路基施工的条件比较恶劣,路基范围内原地基土壤松软,导致路基施工稳定性不足。施工设计问题主要是指设计人员在设计施工方案时,没有对现场进行实地考察,导致方案中涉及的石料、工艺等都不符合实际要求。施工技术方面主要是填石施工的顺序不对。另外,养护措施不到位等也会造成以上几种问题的产生。
3、填石路基施工技术及质量控制
3.1填石路基施工技术
(1)填料要求
公路施工中石料来源主要是路堑和隧道爆破后的石料,在选取石料时,其强度(饱水试件极限抗压强度)、风化程度应符合规范要求。用于填石路堤的石料,饱水试件极限抗压强度应不小于15MPa,其最大粒径对于硬质岩石应不大于500mm,对于较软岩石不应大于300mm,对于极软岩石不应大于100mm,并不大于层厚的2/3。用于边坡码砌的石料,最大粒径不大于800mm。
(2)填筑方法及施工工艺流程
填石路堤应按照填方路段划分为四级施工台阶、四个作业区段,并按照八个施工工艺流程进行水平分层法施工。四级施工区段为:在路基面以下0.5m为第一台阶、0.5~1.5m为第二台阶、1.5~3.0m为第三台阶、3.0m以下为第四台阶。四个区段为:填石区段、平整区段、碾压区段、检测区段。八个施工流程为:施工准备与测量放线、基底处理、分层填筑、摊铺平整、振动碾压、检验签认、路基整修、边坡整修。
在填石路堤施工时应根据具体情况,统筹计划,使各个施工工序之间结合紧密,经济合理。这里我们只论述与土方路堤有区别的重要工序和施工方法。
1)边坡码砌
填石路堤的边坡一般为全坡面干码砌,按照设计图纸的坡率用大块石进行施工,分为先填筑后码砌和先码砌后填筑两种方法,在施工中根据具体情况选用适当的方法施工。通常情况下,填石路基的边坡码砌厚度为60~100cm,当填方高度大于10m时,应设台阶分级,台阶宽度为2~3m。若在边坡上进行植物绿化时,可在台阶上铺60~80cm的种植土,并做好种植土层的保水、排水和防止水土流失的措施。
2)路基填料的装运
填石路堤石料装运采用挖掘机配合大型自卸车进行,装料时尽量使填料混合均匀,避免粗粒径石料过分集中,逐层填筑时,应根据现场实际情况先安排好石料运输线路,专人指挥,按水平分层,先低后高,先两侧后中央卸料。
3)堆料及整平
路堤石方填筑采用分层填筑方式施工,通常以机械操作为主并辅以人工配合。在摊铺过程中采用渐进式摊铺法进行施工,该方法就是运料汽车在路堤上先两侧后中间逐渐向前卸料,边卸料边用大型推土机摊铺,摊铺厚度根据边坡码砌厚度或拟定的松铺厚度进行控制并整平,局部不平处人工用小粒径石块或石屑找平,确保每层表面相对平顺,有利于碾压施工。
当级配较差、粒径较大、填筑较厚、石块间的空隙较大时,可于每层表面的空隙内扫入石渣等细料,再以压力水将细料冲入下部,反复数次,使空隙填满。
4)碾压方法
填石路堤碾压应特别注意碾压的方法和方式。通常采用重型振动压路机进行碾压施工,特殊区域还用到冲击压实和强力夯实等方法,这里我们主要叙述重型振动压路机进行碾压施工。
在重型振动压路机进行碾压施工中,通常按初压、复压和终压三个阶段施工,初压的目的是整平的稳定路堤表面的填石料,为复压创造有利的条件,是压实的基础。初压先用压路机静压1遍,然后弱振2遍,碾压速度控制在2.0~3.5km/h,在初压第一遍后对碾压后的路堤表层进行找平检查,对局部低洼或明显空洞用细料填补后再进行弱振碾压。如有个别凸起,应凿除或打碎,以防凸起石块造成局部无法压实。
复压的目的是使填料密实、稳定、成型,填石路堤的密实程度取决于这一道工序,因此必须与初压紧密衔接,复压先用重型压路机静压3遍,再强振3遍,碾压速度控制在2.0~4.0km/h,碾压频率30hz,复压的最终结果使石料之间的空隙充填密实,满足压实度的要求。
终压的目的是消除轮迹,最终形成平整的压实面,终压应紧跟着复压进行,终压采用重型压路机静压1遍。
3.2填石路基质量控制
施工质量主要由施工工序配合质量检测进行控制,在各个施工工序中,特别是对填料最大粒径、压实厚度、压实遍数、压实沉降差等,应严格按照规定要求进行控制。在施工中技术人员要详细记录每层填料的粒径、供监理工程师随时查证。
由于填石路堤压实度的判定方法目前国内外各种规范尚无统一的规定,根据路基的作用,即当压实层顶面稳定,不在下沉,无明显轮迹时,判定为密实状态。因为石块自身几乎是不能压缩的,只要石块之间大部分的缝隙已紧密靠拢,当20T以上重型压路机通过时,路堤可达到稳定不再有下沉的轮迹。根据这一原理,我们认为沉降与压实两个指标都反映出施工质量的好坏,因此填石路堤施工中采用压实沉降差法来测定压实度。为了验证压实沉降差控制压实度的准确性,再布置个别点以水密法检测压实度。
压实沉降差法测定压实度的方法有钢制垫板法、钢球测定法及坐标定位法,三种方法的操作大同小异。当压路机每压一遍,就相同点位测量一次,并计算一次压实沉降差,当压实沉降差平均值小于5mm,标准差不大于3mm,就可以认为路基已被压实。
4、结论
随着社会的高速发展,公路填石路基的优势逐渐得到体现,承载能力高、下沉现象不明显,刚度较强等等,目前填石路基已经成为山区公路构建的重要组成形式。本篇论文主要从填石路基施工基本要求以及注意事项、填石路基的施工技术及质量控制等内容进行论述。相信填石路基在国家的相应调控政策下一定会有更广阔的应用空间。
参考文献
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