高速公路填石路基施工探析

摘要:用石质填料填筑路堤不仅可以减少大量借土填筑路堤,节省大量费用,而且可以避免大量弃方对土地的侵占,因而被广泛采用。文章对填石路基施工技术进行了系统研究,解决了填石路基填料要求、摊铺、压实和施工质量控制等关键问题,可供填石路基施工参考。

关键词:高速公路;填石路基施工;石质填料

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)07-0124-02

用石质填料填筑路堤不仅可以减少大量借土填筑路堤,节省大量费用,而且避免了大量弃方对土地的侵占,因而被广泛采用。但在我国,填石路基还处于应用的初级阶段,填石路堤的施工好坏直接影响着填石路基的质量。本文结合某高速实体工程对填石路堤的施工技术进行深入研究, 以及填石路堤在我国的推广使用积累经验。

一、重填石路基的特点

路基施工中利用开山、架桥、掘隧时伴生的废石碴填筑的路基称为填石路基。填石路基具有较好的整体性,透水性强,碾压密实后很少出现沉降等特点,但施工中必须对以下情况进行必要的控制方可奏效:

1.填料的选择填石路基应采用不易风化的石碴填筑,所用石料抗压强度应满足设计要求。

2.粒径的控制。石碴最大粒径应控制在小于压实厚度2/3的幅度内,用于嵌填缝的细石碴或石屑以达到理想的级配为准。

3.边坡的码砌。填石路堤的边坡采用不易风化的块石码砌时,石料必须有足够的强度,边坡表面以码砌成20cm左右的台阶为宜,在码砌的石块空隙内填人较细的石碴或石屑,同时还应保持表面的平整和稳定,以利于日后的边坡绿化。

二、填料要求

填石路基的石料强度不应小于15MPa,一般来说,在相同压实度下,硬岩填石体的变形比软岩小。填石的级配对压实的效果影响很大,填石级配越均匀,其压实效果越好。填石的最大粒径对压实也有很大影响,填石体粒径越大就越不容易压实,所需的压实功能也越大。对石灰岩,在路堤填筑区施工时,最大粒径应不大于35~50cm,不均匀系数在15~20以上较好,同时粒径大于20cm的填料含量应在30%~40%以下,粒径在2cm以下的填料含量应在10%～15%以上:在路床范围内施工时,最大粒径应不大于15cm,不均匀系数在10左右较好。

对于砂岩,在路堤填筑区施工时,最大粒径应不大于30~40cm,不均匀系数在15~20以上较好,同时粒径大于20cm的填料含量应在20%~30%以下,粒径在2cm以下的填料含量应在10%~ 20%以上,在路床范围内施工时,最大粒径应不大于15cm,不均匀系数在10左右较好。

三、填石路基试验段的铺筑

根据交通部《公路路基施工技术规范》规定的路基施工程序,大规模施工前选择了某高速公路某段作为填石路基的施工试验段,填筑面积6400m2。

(一)试验段的准备工作

1.完成了该路段的中线控制、水准点复测及桩号加密工作,并完成了试验段坡脚点的放样工作。

2.选择了合格料源场地,该料源场地为大坪里隧道的弃碴场,该工点距试验路段平均运距9.20km,沿途运料施工便道畅通。

3.清表及填前碾压工作按规定完成,并经监理工程师验收。

(二)施工设备

试验段配备挖掘机1台,装载机1台,压路机2台,推土机2台,运料车2辆,洒水车1辆,凿岩机1台,振动碾压机1台。

(三)试验段的施工

填石路基段按水平分层挂线作业、严格控制标高、摊铺厚度、分层压实的方法进行施工。按照进场的机械组合,人工配合机械平整后静压1遍表面较为平整,但轮迹明显。振动碾压5遍后局部表面出现空隙,需填嵌缝细料后补压。振动碾压7遍后表面平整,局部细料集中处表面出现松散。静压1～2遍之后表面平整,路基密实,无轮迹。

(四)试验段结果

检验和调整施工机械的最佳组合及操作;验证了填石路基的填筑施工方法和施工工艺的可行性;确定了填料的松铺系数和压实机具的压实遍数;确定了填料压实度检测方法的可行性;可以确定合理的填方作业段长度和劳动力资源的配置;通过对试验段的原始资料及所采集数据的归纳、分析和修正,作为指导同类情况下大规模施工的依据,用以指导施工。

四、填石路基的施工

填石路基的施工采用水平分层填筑,先低后高,先两侧后中间的方式。

(一)填石路基的施工流程

施工准备―测量放线―清除表土―填前碾压―填料运输―推土机粗―人工配合机械精平―边坡码砌及碾压―压实。

(二)清除表土

路基施工前应恢复中线,在坡脚范围内进行全断面表土清除,彻底清除路基范围内的草皮、腐植土和垃圾等,厚度不小于30cm。弃土必须达到指定地点按环保要求堆放,填前整平的压实度不得小于93%。

(三)运料

测量人员准确放样,定出坡脚线,每隔20m左右两点挂线,每层松铺厚度按50m控制,标出每辆车的卸料位置。在选定的料场用挖掘机和自卸汽车配合装运填料,运到路基施工点由专人指挥车辆卸料。

(四)摊铺整平

卸料完成后用推土机进行粗平,再用人工配合机械进行精平。在填料的空隙内灌入石碴、石屑,将空隙填满,确保层面平整,并设置2%的路拱以利排水。为有效控制填筑层厚度,填料摊平后由质检人员检查松铺厚度,松铺厚度一般控制在50m,局部超薄超厚的进行填补或减薄。

(五)码砌边坡

在摊铺的同时进行人工边坡码砌,码砌的石料粒径应大于30cm,材质为不易风化的硬质石料。码砌宽度严格按照设计要求控制,表面码砌成宽20cm左右的台阶,边坡码砌与路基填筑必须同时进行。

(六)碾压

由于石碴粒径及质量较大,故必须使用自重大、功率高有振动的功能的振动压路机。填石路基宜采用自重l8T的振动压路机为压实工具,碾压时严禁压路机调头,前进方向时用振动碾压,后退时静压,这样可以保证碾压效果。如果往返都用振动,将会造成前进方向压好的填料结构遭到坡坏而重新排列,起不到预期的压实效果。碾压时应先压两侧后压中间,轮迹重叠20~30m,前后路段重叠1~1.5m。压实过程中用小石碴或石屑填缝,按试验确定的碾压迫数进行碾压作业,直到压实层面稳定无轮迹,石块紧密,表面平整时为止。

(七)压实

在填石的压实过程中,应加入适量的水。加水的目的是使材料浸湿,软化细料,减小岩块之间的摩擦,以便压实和减少路堤竣工后的沉降。填石主要靠颗粒间接触点的局部破碎和颗粒间的相互移动来密实,为了克服颗粒间的摩阻力,要求必须采用重型振动或击实工具。一般来说,用振动压路机或重锤夯击能在压实时产生振动力或冲击力,可使石块、粒料产生振动及瞬时位移,而向紧密咬合状态变形,静载光轮压路机很难产生这种功效。实体工程填石路基采用用40吨重型振动压路机压实,碾压遍数为6～8遍。

五、质量检测

为了系统的检验和评价压实效果,就要选择合适的质量控制指标。填石路堤的压实质量检测采用水袋法和表观质量检测法,检测频度每200米随机检测6点,在压实面积不足200平方米时至少应检测2点,检测合格率要求路床不小于90%,路堤不小于75%。表观质量检测要求碾压后的填石路堤表面应无明显孔隙空洞,大粒径填石无松动现象,应达到以铁锹挖动困难,用撬棍方能使之松动的状态。

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