填石路堤的施工工藝原理

 填石路堤的施工工藝原理

　　關(guān)鍵詞：填石路堤,石料,攤鋪,壓實(shí),邊坡碼砌

　　一、填石路堤的施工工藝原理

　　填石路堤是由大、小粒徑不等的石料及土組成，填料中石的粒徑不大于25cm，不同粒徑石料的含量大于70%，細(xì)料或土的含量小于30%，形成天然級(jí)配組合。通過(guò)細(xì)料嵌縫，機(jī)械的振動(dòng)壓實(shí)，使大小顆粒重新排列、相互擠壓、相互鑲嵌、緊密咬合體積減小、密實(shí)度增加，從而保證路堤的穩(wěn)定性。填石路基密實(shí)度與施工所選擇的壓實(shí)機(jī)型、機(jī)械組合、填筑材料和厚度、機(jī)械碾壓遍數(shù)等因素有關(guān)。通過(guò)試驗(yàn)段總結(jié)，由現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)路基下沉值來(lái)確定碾壓遍數(shù)，為填石路堤提供一個(gè)合理的控制參數(shù)，進(jìn)行指導(dǎo)施工。

　　二、施工前的準(zhǔn)備

　　（一）填料的控制

　　填石路堤的石料強(qiáng)度不低于15Mpa。因此，施工前應(yīng)在路基挖方或隧道棄渣中選擇合適的石料。一般情況下，中硬圍巖以上的巖石均可滿足石料要求。為了確保路堤的壓實(shí)，一般對(duì)填料的粒徑均有要求，《路規(guī)》中規(guī)定石料的粒徑不宜超過(guò)層厚的2/3。因此，石方開(kāi)挖時(shí)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋�破試�?yàn)，優(yōu)選爆破參數(shù)，限制其爆破最大粒徑，并對(duì)超過(guò)粒徑的石塊進(jìn)行人工解小，保證滿足填筑要求時(shí)方可調(diào)運(yùn)。

　�。ǘ�）機(jī)械選擇

　　填石路堤由于填料粒徑大，填層厚度一般控制在40～50cm。填石路堤施工的壓實(shí)必須選用大噸位振動(dòng)壓路機(jī)。

　�。ㄈ�）施工放樣及現(xiàn)場(chǎng)清理

　　進(jìn)行施工放樣，然后清除表土和樹根草皮或腐殖土。地基填筑前應(yīng)進(jìn)行壓實(shí)，基底壓實(shí)度不小于85％。填土高度小于路床厚度時(shí)，基底的壓實(shí)度不小于路床的標(biāo)準(zhǔn)�；�底松散層厚度大于30cm時(shí)，要翻挖后再分層回填壓實(shí)。

　　（四）邊坡碼砌

　　填筑前首先人工分層碼砌邊坡，每填層碼砌寬度垂直路基中線方向不小于0.5m，碼砌時(shí)邊坡每側(cè)加寬0.2m。碼砌采用較大石塊，較大石塊碼成直角梯形，注意大面朝下，擺穩(wěn)放實(shí)，空隙用碎石填塞密實(shí)，做到坡面平順。邊坡碼砌好后，按工藝試驗(yàn)確定的層厚計(jì)算出堆卸石料的數(shù)量并標(biāo)點(diǎn)，按路堤橫斷面全寬，縱向分層填筑。填筑應(yīng)先低后高，先兩側(cè)后中央。半填半挖地段及幫填石質(zhì)路堤要先挖臺(tái)階，分層搭接，形成整體，然后再填筑。每層填料石質(zhì)應(yīng)基本一致，級(jí)配應(yīng)良好，厚度控制在0.5m以內(nèi)，對(duì)于填料中大于層厚2/3的石塊應(yīng)進(jìn)行解小。應(yīng)沿縱向每20m設(shè)一斷面，每斷面布設(shè)3～5個(gè)測(cè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測(cè)出各點(diǎn)高程，相對(duì)下層標(biāo)高檢查其鋪填厚度。卸下的石質(zhì)填料采用大型推土機(jī)整平初壓，使石塊間大致水平，局部不平地段人工用細(xì)顆粒料找平。

　　三、填石路堤的施工技術(shù)要點(diǎn)

　　（一）施工工藝流程圖

　�。ǘ�）施工技術(shù)要點(diǎn)

　　1、填料攤鋪

　�。�1）逐層填筑時(shí)，應(yīng)安排好石料運(yùn)輸路線，專人指揮協(xié)調(diào)，按水平分層先低后高的原則。

　�。�2）自卸車上料時(shí)，填石料直接堆放在粗平石料表面上，自卸車倒退卸料；堆料和攤鋪?lái)樞蚴窍葟穆坊鶅蓚?cè)邊坡碼砌結(jié)合部位向中間攤鋪；邊坡碼砌與路基結(jié)合部位盡量用細(xì)料或小碎塊石填料；用大功率推土機(jī)向前推平，有利于石料間的初步密實(shí)。

　�。�3）對(duì)于石料級(jí)配較差、粒徑較大時(shí)，應(yīng)先鋪大粒徑塊石料，應(yīng)人工擺平，石塊大面向下，小面向上，分開(kāi)擺平放穩(wěn)，擺放過(guò)程中應(yīng)盡量貼近底層，再用小石塊找平，每層表面嵌縫隙用碎石土和石屑用推土機(jī)攤平；在同一位置大粒徑塊石不應(yīng)重疊擺放，隨時(shí)檢查填料的均勻性，避免石塊特別是大石塊的過(guò)度集中，確保內(nèi)部密實(shí)沒(méi)有空洞。

　�。�4）對(duì)粒徑不滿足設(shè)計(jì)要求的超粒徑石料用鎬頭機(jī)或人工配合進(jìn)行二次破解，或者用挖掘機(jī)將形狀規(guī)則的大粒徑石塊撿出用于邊坡碼砌；對(duì)于表面細(xì)料明顯偏少的段落，鋪撒一層細(xì)石料或山皮土，人工嵌縫保證填滿大粒料間的縫隙；對(duì)于有明顯空洞空隙的地方，應(yīng)補(bǔ)充細(xì)料，鋪設(shè)細(xì)料時(shí)攤鋪層面相對(duì)平順。

　�。�5）經(jīng)過(guò)人工和推土機(jī)初平后，石料攤鋪厚度控制在不超過(guò)40cm，并在初平后的上表面再填筑10cm左右的山皮土，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量出每層路基頂面標(biāo)高，用平地機(jī)進(jìn)行找平調(diào)整橫坡，平整度滿足規(guī)范要求，同時(shí)有利于壓路機(jī)的碾壓夯實(shí)。

　　2、壓實(shí)技術(shù)要點(diǎn)

　　填石路堤應(yīng)在攤鋪、整平工作完成并且整個(gè)工作面表面平整度達(dá)到要求后方可進(jìn)行壓實(shí)工序。填石路堤的穩(wěn)定和變形主要和填石料的密實(shí)程度有關(guān)，為確保填石路堤有足夠的壓實(shí)效果，其壓實(shí)應(yīng)采用噸位較大（《路規(guī)》中規(guī)定應(yīng)在12t以上）的振動(dòng)型壓路機(jī)碾壓，其主要作用是：

　　（1）振動(dòng)時(shí)，石為料顆粒處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，填料內(nèi)部阻力大為減少，利于填料的壓實(shí)；

　�。�2）由于振動(dòng)壓路機(jī)的靜重和壓力波形式的動(dòng)力作用，填料中產(chǎn)生壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，促使顆粒間阻力減小，產(chǎn)生移動(dòng)重新排列而壓實(shí)。

　　另外，壓路機(jī)的行走速度也影響著填料的壓實(shí)效果，行速越慢，單位時(shí)間內(nèi)填料承受的壓實(shí)功也越高，其壓實(shí)效果越好，但行速過(guò)慢又會(huì)增加工程成本。因此，最適宜的行速應(yīng)為2.0～4.0kw/h。

　　碾壓過(guò)程中，要求先碾壓路基兩側(cè)，再碾壓中間，前后兩次的碾輪應(yīng)重疊40～50cm。開(kāi)始時(shí)應(yīng)采用慢速、弱功率檔振動(dòng)碾壓2遍，然后選用快速、強(qiáng)功率檔振動(dòng)碾壓6遍左右，直到被層實(shí)的表面壓面穩(wěn)定、無(wú)下沉、石塊緊密無(wú)空洞，無(wú)明顯輪跡為止。

　　3、壓實(shí)度檢測(cè)的方法

　　（1）現(xiàn)場(chǎng)觀察法

　　在施工中，通常采用18噸的YZ18J震動(dòng)壓路機(jī)和16噸的YP16拖夯進(jìn)行壓實(shí)組合。先用YZ18J壓路機(jī)靜壓1遍，再用YP16拖夯振動(dòng)碾壓6遍，最后用YZ18J震動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍，壓實(shí)層頂面達(dá)到穩(wěn)定，不再下沉，碾壓表面無(wú)明顯輪跡。現(xiàn)場(chǎng)可用兩種直觀的方法進(jìn)行檢測(cè)：①大粒徑填石無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，表面無(wú)輪跡，嵌擠緊密用鎬刨不動(dòng)，需用撬棍方能使之松動(dòng)的狀態(tài)；②用200KN以上的震動(dòng)壓路機(jī)強(qiáng)震碾壓無(wú)輪跡。以上兩點(diǎn)滿足后方可判定為密實(shí)狀態(tài)。

　　對(duì)于“土石混合填料”填筑路堤的壓實(shí)度可采用灌砂法檢測(cè)，其標(biāo)準(zhǔn)干密度應(yīng)根據(jù)每一種填料（同一種土質(zhì)）不同的含石量的最大干密度，作出標(biāo)準(zhǔn)干密度曲線，然后根據(jù)從各試坑中取出填料的含石量，定出標(biāo)準(zhǔn)干密度。如填料混合填筑，則應(yīng)對(duì)試坑中取出填料估計(jì)各種填料的比例，利用混合填料中幾種填料的標(biāo)準(zhǔn)干密度曲線，查得對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)干密度，用加權(quán)平均法計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)干密度。

　�。�2）測(cè)量和分析法

　　測(cè)點(diǎn)布設(shè)選取全幅路基每20m設(shè)一斷面，在每斷面上由路中心開(kāi)始，設(shè)左、中、右三個(gè)測(cè)點(diǎn)，布點(diǎn)應(yīng)避免在突出的大石上和壓路機(jī)壓不到的地方布點(diǎn)，在布好的點(diǎn)位上用油漆做醒目標(biāo)記，測(cè)量時(shí)為減少誤差，準(zhǔn)備鋼板墊塊，測(cè)量時(shí)將墊塊放置在測(cè)點(diǎn)位置上，然后用拖夯振動(dòng)碾壓作壓沉值檢測(cè)。用水準(zhǔn)儀檢測(cè)各選定測(cè)點(diǎn)的高程，各測(cè)點(diǎn)在碾壓前后的高差就是測(cè)點(diǎn)的壓實(shí)沉降差。計(jì)算出每碾壓一遍后的壓沉值填入表格中。當(dāng)沉降差平均值應(yīng)在0～5mm之內(nèi)變化時(shí)，確定此時(shí)的碾壓遍數(shù)，再結(jié)合觀察法進(jìn)行密實(shí)度判定。

　　4、試驗(yàn)檢測(cè)不合格路段的處理

　　碾壓后試驗(yàn)檢測(cè)不合格的，從壓實(shí)機(jī)械的碾壓遍數(shù)、填料粒徑、填筑厚度、功率、攤鋪后表面是否有明顯的空洞、空隙及細(xì)料偏少等原因進(jìn)行分析并找出原因進(jìn)行整改直到符合規(guī)范的要為止。

　　5、填石路堤沉降變形的原因分析

　　（1）對(duì)填石路堤的碾壓，如果使用的壓路機(jī)噸位較低，振動(dòng)壓實(shí)未能使石塊之間嵌鎖密實(shí)，沒(méi)有使路堤處于較密實(shí)狀態(tài)，在填實(shí)路堤自重與外荷載作用下，還會(huì)產(chǎn)生殘余變形；如果壓實(shí)不足或均勻性不好，碾壓層厚度不填料不均勻，受填石自重壓密變形時(shí)，形成拉伸與壓縮應(yīng)變區(qū)，出現(xiàn)差異沉降，有可能產(chǎn)生裂縫或不均勻沉降變形�，F(xiàn)行規(guī)范要求路基頂面150㎝以下的壓實(shí)度二級(jí)公路為92％。

　�。�2）斜坡地形與半填挖路基，在縱向與橫向斷面上即客觀存在沉降的差異變形。同時(shí)溝谷或斜坡的底基難于壓實(shí)，為形成壓實(shí)層的工作面，經(jīng)常增加底層的松鋪厚度，使得一斷面上密度度不均勻，造成差異變形沉降。

　�。�3）對(duì)于填石路堤填料難免存在填料過(guò)大、細(xì)料過(guò)多等離析現(xiàn)象，大于1/2—2/3層厚的石塊，且級(jí)配不好，而振動(dòng)壓實(shí)的功能不足，形成較多石塊的點(diǎn)線接觸，細(xì)粒壓實(shí)沉降量初期大，后期變化小，因此，不能使填石間達(dá)到緊密嵌擠咬合狀態(tài)，細(xì)料與大料壓實(shí)度不均衡，易于產(chǎn)生不均勻沉降變形。

　　四、填石路堤的質(zhì)量控制

　　施工質(zhì)量主要有施工工藝配合質(zhì)量檢測(cè)進(jìn)行控制。在各個(gè)施工工序中，特別是對(duì)壓實(shí)度填料最大粒徑、壓實(shí)沉降差、壓實(shí)遍數(shù)等，嚴(yán)格按規(guī)定要求進(jìn)行控制。在施工技術(shù)人員要詳細(xì)記錄每層填料的壓實(shí)遍數(shù)、壓實(shí)厚度、粒徑，供監(jiān)理隨時(shí)查證。每一層完成后一定要進(jìn)行中間檢查，對(duì)不合格的路段要堅(jiān)決進(jìn)行返工，以確保質(zhì)量萬(wàn)無(wú)一失不留后患。

　　結(jié)語(yǔ)

　　綜上，填石路堤作為一種特殊結(jié)構(gòu)型式的路基，在公路建設(shè)中正得到廣泛應(yīng)用。然而現(xiàn)行的路基設(shè)計(jì)與施工規(guī)范對(duì)這種路基的施工工藝規(guī)定尚不明確，施工現(xiàn)場(chǎng)缺少具體的技術(shù)指導(dǎo)數(shù)據(jù)，這給施工帶來(lái)一定難度。這就需要施工人員因地制宜，靈活運(yùn)用，按要求將施工質(zhì)量控制在最佳狀態(tài)。

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