填石路基施工工艺与质量控制探讨

　　摘要：高填石路堤在施工过程中和工程完工后的营运阶段发生的病害较多，而且较难处治。文中结合实体工程，针对地基前处理、填料质量控制、运输、摊铺、压实等方面的工作，提出了高填石路堤的施工工艺和质量控制方法。
　　关键词：填石路基；施工工艺；施工方案；质量控制
　　
　　一、填石路基工艺
　　１、设备。填石路基必须采用振动压实，一般来讲压路机的自振频率越接近填石材料的自然频率，压实效果就越好。粗密的砂砾和石块等的自然频率分别为30Ｈｚ和34Ｈｚ。
　　而按此原理生产的各类12ｔ以上的振动压路机都具有此类功能（振幅在1.5ｍｍ～2.0ｍｍ），能满足压实要求。
　　２、填筑厚度。填筑厚度及粒径的限制在各行业的规范中都有详尽的要求。对过渡填石和包容填石而言，填料的最大粒径若超过层厚的２/３，就会大大降低压实效果。
　　３、碾压技术。填筑碾压在国内外均有成熟的经验。但应对碾压的行进速度和遍数有严格的限制。由于对层厚不变的填石，压路机从表面传递到下部的能量与滚压行进速度有如下关系：
　　能量Ｅ＝滚压遍数/滚压速度
　　理论上讲，若速度提高１倍，要想达到同样的压实效果则碾压遍数也要增加１倍。但是法国人的研究证明，滚压速度的最佳值一般为3ｋｍ/ｈ～6ｋｍ/ｈ。
　　目前高速公路施工中，都要进行试验路基的填筑，确定合理的碾压参数。包括振动频率、压路机的静重量、滚压速度、碾压遍数、填筑层厚等主要参数。根据福建省公路部门的研究，提出最佳滚压速度为2ｋｍ/ｈ，振动频率为30Ｈｚ，每层的碾压遍数为八遍。
　　二、具体施工方案
　　1.基底清理
　　路基基底根据施工时的地面和地质的实际条件，按设计文件要求砍伐地面附着物，挖除所有树根。
　　用推土机推去表层土15-30cm，清除地表腐植土、草皮或其他不宜作填料的土方及垃圾，并集中堆放在不妨碍施工的非耕地内，以备借土场、取土坑回填或复耕利用；
　　对因挖树根、障碍物而留下的孔洞、坑穴按施工规范有关规定进行回填、压实，以保证基底稳固。所有清理掘除工作经监理工程师检查签认后，方进行下一工序的施工。
　　2.材料准备
　　填实路基的石料强度不低于15mpa由试验室取样试验确认。石料采用粒径不大于25cm且最大粒径不得大于厚度的2/3进行填筑。
　　3.测量放样
　　根据施工图结合导线复测成果，用全站仪放出路基中心线，每隔20M，在中心线上钉一个木桩，并在木桩端部标一个小钉，以准确控制好道路的中心线。然后根据每个中心线点，分别放出边桩线。测量人员在现场用水准仪在边桩上测出控制标高，并用红线作出标记，并以此作为控制桩以控制上料的厚度和路基的宽度。
　　4.填铺石料
　　填筑路基前首先用石灰线打出方格网，方格网按路基的宽度横向从中线分开，纵向每隔5M打一道横线，即每个纵向隔5M设2个小方格，根据路基的宽度计算出每个方格的面积，按照每层不超过50CM厚度的规范要求计算出每个小方格的体积，结合运输车运石料的立方数，从而确定每个方格所卸石料车数。现场施工员既以车数来控制每个小方格内的填石厚度，施工员确认方格内车数准确后指挥推土机将石料推平（必要时用平地机，装载机配合）推平时先中间，后两头。沿线路纵向方向保持中间高，两边低，路基横向做成2%的横坡，推土机平整过程中，施工员带领施工人员将直径大于25CM的石块击碎，少量无法击碎的用装载机远运至场外，整平结束后进行碾压。
　　5.机械碾压
　　碾压时，按照“先压边缘、后压中间，先慢后快，先静压、后振动”的操作进行，第一遍静压，然后先慢、后快，先外、后内，由弱振至强振，由外向内、纵向进退式进行。横向接头重叠0.4～0.5m，前后相邻两区段间纵向重叠0.8～1.0m。
　　（1）.根据现场的平整度先进行稳压，稳压结束开始振压，两台振动压路机一前一后，作到先弱后强，先慢后快（最大时速不得超过4KM），振压4-6遍后看路基表面是否有轮迹，现场施工员跟随压路机随时检查，并做好记录，确保无漏压，无死角，压实的表面做到嵌挤无松动，密实无空洞，平整无起伏。
　　（2）.测量人员再在线外架设水准仪，任意找3-5个断面，每个断面布设5-7个点，并用石灰线准确打出该点的所在位置，测其高程，并记录到测量簿上，再用振动压路机再压一遍（横向行走），横向行走压实后再重测一下原来点的高程，经检查对比，各点在振动前后的标高差值在2mm以内即为合格。
　　填石路基质量控制
　　三、对填筑工程的质量控制
　　１、标高控制法
　　填石路基中的岩块从松散压到致密时，其填层厚度的变化应该是趋于一个稳定值。为此对填层碾压前，在表面设置一些控制点测量标高，然后检查每次碾压后的沉降差。根据沉降值判定碾压质量。试验路基中也可根据检测结果画出所用压路机的沉降—碾压遍数曲线，确定经济合理的最佳碾压遍数。对于填石层本身，最终沉降值因压实功能不同产生的差异应该很小。所以根据已有资料和填石路基现场试验，对高速公路填石路基的质量检查方法及标准提出如下建议：
　　（１）用标高控制法时，必须有检查表。测点的布置数量最低应满足规范要求，如果点数超过10个，应该用统计方法评定。
　　检查表格内应包含的内容有：承包及监理检查意见；相应施工层数距路基顶面高度和碾压前厚度、填料最大粒径；碾压机具、碾压遍数及最后两遍碾压沉降差，其中实测值每2000ｍ2测12点，不能少于6点，求出平均值和标准差；表观质量鉴定，当表面无明显空洞、大面平整、大粒径石块无松动为合格，否则不合格。
　　（２）填石路基的压实评判标准。根据资料介绍和福泉高速公路的经验，建议填石路基压实程度的检查验收以最后两次碾压后的沉降差为主要指标，同时包括外观检查等。
　　２、K30法
　　其基本原理同反应模量及静载试验相类似。通过一个d３０ｃｍ的圆形承载板，在荷载作用下测出地表沉降达到２ｍｍ时该测点的荷载—沉降曲线。在曲线上截取当沉降值为０．１２５ｍｍ时对应的荷载强度P0，荷载与沉降的比值即为K30值。由K30值的大小判定路基的压实状态。
　　３、压实计法
　　该方法是一种安装在振动压路机上的自动量测装置，它主要通过接收由安装在滚压筒上的加速度计传来的振波和谐振波，通过自动计算分析，确定填土的动力弹性模量。这种方法可以测定填筑区整片的压实状况，而不像其他的检测方法只是测试个别点。
　　四、压实建议
　　1、对于填石路基的压实，应采用大吨位的振动压路机。现场试验结果表明，填石路基的压实质量，主要取决于粒度成份、虚铺厚度、压实遍数及其压实机械等因素，对于某种振动压路机，当碾压遍数超过一定次数，再继续增加碾压遍数则对压实度的提高极小。因此，只有提高振动压路机的吨位，压实度才有明显提高。
　　2、为了不产生沉降，特别是不均匀沉降，必须充分压实。所以，施工中虚铺厚度采用60cm，利用50t振动压路机碾压，碾压遍数为6～8遍，压实质量即可满足要求；对于最大粒径只要不超过铺筑厚度，但超过铺筑厚度的2/3时，不必剔除或减小，可以由专人将其放置于该层底部的路肩以外部分后再进行碾压；对超过铺筑厚度的石料，则必须剔除或减小，否则将会影响压实质量。
　　3、含水量对填石路基压实效果影响。含水量对填石路基的压实影响较小，且当含水量较小(填料处于干燥状态)或很大(填料的饱合状态)时，其压实效果会更佳。施工中应充分利用这一特性，才会使施工进度和压实质量大大提高。
　　
　　参考文献：
　　[1]常树君.填石路基压实技术探讨[J].河北交通科技.2005.
　　[2]闫丛军,填石路基压实试验与作业质量控制研究.中国优秀硕士论文，2005.

《填石路基施工工艺与质量控制探讨》

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