公路施工中填石路基施工技术的应用探究

发表时间:2021/3/25   来源:《建筑实践》2020年12月第35期   作者:郭金魁
[导读] 结合工程实例,提出填石路基地基处理的施工要求,
        郭金魁
        中冶京诚工程技术有限公司,北京市 102600
        摘要:结合工程实例,提出填石路基地基处理的施工要求,并探讨了填石路基填料摊铺整平技术、压实工艺等技术中的相关问题。分析结果表明,妥善运用填石路基施工技术能有效解决地势险峻山岭地区路堤建设高度较高、填方需求量较大、碎石填料密度大、公路自重荷载大、对公路路基承载力要求较高的技术问题,但与填土路基相比,填石路基对碎石料不均匀沉降敏感度更高,一旦出现变形沉降则很难恢复,应重点改善填石路基结构承载力,提升公路路基结构整体性能。
        关键词:公路施工;填石路基;施工技术
中图分类号:U416  文献标识码:A
1 引言
        随着我国社会经济的快速发展和公路网建设的不断延长,人们对道路施工质量要求也越来越高。相比于其他工程,在山岭区往往因施工条件差及地质条件复杂等原因而难以修筑路基。为合理利用自然资源,提升社会经济效益,施工时选择将开挖石料直接作为路基填料。
2 工程概况
        某公路工程主线全长6.578km,其中第二标段的长度为2.75km,该标段内的主要工程量为路基石方填筑。由于该公路的整体工期较紧,为避免延误工期,要求该标段提前完工。为在不影响填石路基整体质量的前提下,加快施工速度,作业人员应进一步了解并掌握填石路基的施工工艺及实施要点。
3 填石路基施工要求
        3.1 地基承载力
        公路地基修筑必须采用砾石及密度大、抗压强度高、质地坚硬、透水性强的填料,以保证降水及时排出路基路面,以防因积水而造成路基沉降。一般情况下,地基承载力和稳定性随路基填筑高度的增大而增强,能有效避免因持续荷载而导致路基发生沉降变形和坍塌等病害。为此,公路路基施工过程中对地基承载力往往有较高要求:填石路基填筑高度在15m及以下,其地基承载力应至少为180kPa;路基填筑高度若在15~25m范围内,则其地基承载力应至少为220kPa;若填筑高度超出25m,则路基应在岩石基面填筑。
        3.2 填石料
        路基填料若采用岩石,根据CBR执行标准,其在饱水的状态下抗压强度应至少为15MPa,若无法达到规定水平,必须加强性能检验与控制。若填料内石料含量占比高出70%,则应按照填石路基施工工艺进行施工,若石料含量仅占填料总量的50%~70%,则应采用土石混合路基填筑技术。
4 公路工程填石路基施工工艺
        4.1 施工前期准备
        (1)在施工前期复测线路导线、中线、水准点和横断面,如实记录测量数据,上报到监理工程师审查;待监理工程师核准之后,在施工现场按照图纸设置具体位置桩,包括路堑堑顶、坡脚、路基地界桩、边沟、截水沟、护坡道等,将这些位置桩用标志物标明基本轮廓,再上报到监理方进行审查。(2)在施工前期要确定工程用地范围,设置施工场地界线,调查用地范围内涉及的所有通信设施、建筑物、排水沟、道路等具体的情况,区分哪些建筑物或构筑物需要保护,哪些可以清除;根据用地平面图和用地计划表,结合工程项目实际情况,及时办理拆迁手续和临时占地手续,在手续齐全后开展拆除和清理工作;完成上述准备工作后上报到监理方进行验收,验收合格后正式进入施工阶段。
        4.2 清表整平
        路基填筑开始前,应先清除施工范围内的各种杂物,包括腐殖土、草皮、树根等。清表最为主要的作用是避免填石路基施工中,杂物的存在影响填筑质量。

可按照施工现场的实际情况对清表深度进行控制,如果地表下的植物根系埋深较浅,则清表深度只要能够完全清除这些根系即可。清表后应报现场监理工程师验收,确认合格后,使用振动碾将地基压实,局部坑洼可以用填料进行回填整平。经过清表整平之后的路基应在全宽范围内达到承载力的要求。
        4.3 边坡码砌
        在地基处理好后,还应进行边坡的码砌,本工程采用常用的台阶码砌方式,首先,将边坡坡度内向收敛速率控制在 1∶5 以内,并设置伸缩缝,保障施工材料的强度至少为30MPa;为防止石块出现夹缝应严格控制灰缝尺寸,之后采用砂浆填筑石料孔隙。
        4.4 石料摊铺
        (1)用于填石路基的石料除了要满足质地坚硬外,还应具备足够的抗压强度。采用挖掘机配合自卸式汽车进行运输,在石料装车的过程中,应确保混合均匀,避免粒径较大的石块过于集中。需要注意的是,质地较软的石块不得与质地坚硬的石块混用,以免对填筑质量造成影响。按照水平分层、先低后高、先两侧后中间的顺序进行卸料摊铺。堆料应与摊铺同步进行,可将石料直接堆放在摊平的路基表面,借助推土机对石料进行摊铺,根据试验得出的摊铺厚度对松铺厚度进行控制。(2)针对石料中的超粒径石块,可使用破碎锤进行处理,应确保破碎后的石块粒径在允许范围内。当石料初步摊铺完成后,可通过人工的方式挑除超粒径的石料。对于粒径较大的石块,可人工进行摆平,使块石与底面贴紧,大面朝下。需要注意的是,尽可能不要将大粒径的石块重叠堆放。细料偏少的区域,应在摊铺初平后,在石料表面撒布一层石屑,用量控制在大粒径石料的20%以内,以此填塞缝隙,通过压实使石块之间更加紧密。
        4.5 填石路基压实处理
        填石路基碾压施工过程中,考虑到石料粒径、组分、岩性、风化程度等方面的差异,本工程采用激振力较大的拖式振动压路机进行碾压施工,并加强碾压速度的控制,以防止因碾压速度过慢导致振动频次增加、能耗增加以及碾压速度过快而在石块停留时间过短,影响压实度。本工程填石路基碾压施工速度应保持在3.0~6.0km/h,在碾压开始时先使用慢速,再逐渐提升碾压速度。根据碾压程度检测结果可知,从摊铺上层至下层沉降率逐渐减小。表层填料所获得的压实能量较大,而压路机振动压实能量在向下面层传递的过程中会逐渐减小和散失,影响深层碾压效果。由表2数据可以看出,当松铺厚度大于80cm,下层的沉降仅为上层的43.57%,压实效果显然低于上层,为此,为控制填石路基的压实质量,其松铺厚度取值应适中。为确定松铺厚度,必须严格区分机械激振力所到达的深度和达到压实质量的设计压实深度,对于碾压施工质量影响较大的是后者,因为后者代表着每层松铺厚度的理想值。
        4.6 质量检查
        (1)执行质量检验程序,检查施工过程,收集整理质量检验资料;及时向监理方汇报施工质量情况。(2)制定施工测量方案,对质量控制网点进行检查,做好测量验收工作,将验收资料上报工程师审核,对检验仪器设备进行校验。(3)对材料产品质量进行检验,施工前进行原材料试验,在施工中进行材料抽样试验,以保证材料质量合格。(4)在每道工序完工后,及时清理施工现场,对工序进行质检,由工程师负责跟踪自检过程;在连续施工过程中,质检人员要在工序交接环节做好交接班记录,尤其针对隐蔽工程应收集整理相关资料。
5 结束语
        公路施工中填石路基的处理是一项较为复杂且系统的工作,在处理过程中,应了解并掌握相关的技术要点,并在工程中进行合理运用,以此来确保填石路基的整体质量,从而为公路施工的顺利进行奠定基础。
参考文献:
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