公路工程中填石路基施工技术的应用.pdf

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-04-20作者简介：郭萌（1989），女，山西临汾人，从事道路与桥梁工程相关工作。公路工程中填石路基施工技术的应用郭萌（山西路桥第二工程有限公司，山西 临汾 041000）摘要：为提高公路工程建设中的填石路基施工质量，结合某公路工程实际情况，首先阐述了填料要求；然后提出了具体的施工工艺方法和施工中需要注意的要点，包括基底处理、填料开挖、运输和摊铺、填料整平、填料压实、施工质量检验等，可为同类施工提供参考。关键词：公路工程；填石路基；施工技术中图分类号：U416.1文献标识码：B0 引言在山区公路工程建设中，会优先考虑采用石料进行路基填筑施工，填石路堤和土质路堤的施工工艺方法完全不同。为保证填石路堤施工质量，有必要结合工程实际情况，对其施工技术进行分析探讨。1 工程概况某公路工程处在山区，因当地石料资源较为丰富，故设计采用填石路堤，主线路填方工程量为256.8万m3，挖方量为118.7万m3，沥青混凝土路面工程量为82.1万m2，现以该公路工程为例，对其填石路基施工技术做如下分析。2 填料要求填石路基施工开始前需做好填料岩性鉴定，禁止在填筑中使用膨胀性岩石；填料使用前还需在饱水条件下实施极限抗压强度试验，以及压碎值试验、吸水率试验、视比重试验与饱水率试验，其试验频率需达到 1 次/10000 m3，当填料岩性出现变化时也要进行试验；填料风化程度不能超过中等风化，强风化填料不可填筑；对填料自身最大粒径进行严格控制，并采用目视的方法实时监控填料状态及其粒径组成，在必要的情况下借助量测工具做好检测；路面顶层下部30 cm之内要填筑与路床要求相符的土或碎石土，同时按照相关技术规范的要求将其碾压密实，在此过程中，若石料中实际通过率为15%的粒径与细料中实际通过率为85%的粒径数量之比大于5，则需要设置过渡层或采用铺设土工布的方法。其中，过渡层粒料具体粒径组成要达到如下要求：过渡层中填料实际通过率为15%的粒径与细料中实际通过率为15%的粒径数量之比应大于5，而过渡层填料中实际通过率为 15%的粒径与细料中实际通过率为85%的粒径数量之比应小于5。当采用铺设土工布的方式时，应确保土工布抗拉强度符合要求，同时还要有良好的刺破与顶破强度1。3 填石路基施工技术要点3.1 基底处理填筑前除了要通过试验检测确定填料能否达到要求，还需做好原地面清理。具体内容包括清除树木与回填原地面上的坑洞，同时还要按照要求压实；完成场地清理以后，对地基实施承载力试验，承载力要符合不同填高的要求，当填高在10 m以下时，要求地基承载力达到150 kPa及以上，当填高在1020 m时，要求地基承载力达到200 kPa及以上，而当填高达到20 m以上时，需将路基填筑至岩石基底上部2。对于细粒土地基，其上方填石路基施工需设置过渡层，材料满足相关规范的要求，层厚需达到50 cm。对于岩石与细粒土的混合地基，要在炸平岩石的基础上在细粒土上设好过渡层。若基底呈石牙状，需将其炸除至少80 cm，同时用岩石填料对细粒土进行置换处理，以此形成分布均匀的基底。对于原地面坡度超过15的部分，应按照设计要求挖设临时搭接平台，并设置表面向内倾斜的台阶，最后将其整平压实，确保基底强度与密实度都能满足设计要求。在填石路基的基底还需设置临时排水设施，如果受到区域地下水位的作用和影响，需按照设计要求进行截排水处理。在原地基进行石料填筑施工开始前，需通过沉降板的预埋实施长时间连续监测3。3.2 填料开挖、运输和摊铺除了极软填料可借助大型推土机进行开挖，其他所有石料都应使用爆破的方法开挖，一般需将粒径超71总662期2023年第32期（11月 中）过20 cm的石料含量控制在30%以内，粒径超出限制的石料需在施工现场解小，以满足粒径要求。在石料开挖现场借助挖掘机或装载机等设备将填料装载到自卸车上，将其直接运输至填石路基施工现场准备摊铺。铲料装车过程中应确保取料保持均匀，防止石料的粒径有显著差异，现场施工人员随时对石料岩性进行检查，确认是否一致，风化程度有显著差异的石料不可装入同一车。对于粒径超出限制的石料，现场施工人员要借助装载机将其推到其中一侧，以此集中堆放，准备进行爆破或解小。安排专人指挥进场的自卸车，将石料卸载到预先确定的堆放处4。在路堤整个横断面进行全宽分层填筑，对于半填半挖路段，不可直接沿横向倾斜爆破后的石料，需采用纵向分层的方法来填筑。施工过程中填料堆放和摊铺应保持同步，具体的分层厚度与松铺系数需采用现场试验的方法确定。摊铺需借助功率较大的推土机进行，而摊铺以渐进式为宜。在现场进行摊铺施工时，需将粒径相对较大的部分放到层底，并使其大面朝下，放置平稳，防止发生倾斜或大块石料之间产生明显的空洞。不同岩性填料填石路基松铺厚度等建议值如表1所示。表1 不同岩性填料填石路基松铺厚度等建议值岩性石灰岩砂岩层厚/cm最大粒径/cm激振力/kN压路机型号层厚/cm最大粒径/cm激振力/kN压路机型号路床以下深度范围30 cm以内按填土路基的要求3080 cm3015300YZ18B、YZ16J、YZ18F、YZ16B2015300YZ18B、YZ16J、YZ18F、YZ16B80500 cm603530060203005001200 cm8040400YZTK18B、YZTK186030400YZTK18B、YZTK181 200 cm以上906050075404003.3 填料整平填料整平借助推土机与人工实施，在每台推土机的后方配备至少2名施工人员，利用工具对石料进行运输、翻挖与解小。整平合格标准为：大块石料处在层底，小块碎石处在上部。若摊铺完成后路基表面存在明显缺料的部位，应及时铺撒一层碎石或石屑，以此将碎石之间的缝隙完全填满。对于摊铺完成后局部突起的石料，应采用人工将其清除、整平或破碎。具体方法为：先就地挖坑使石料大面朝下，若受限制无法摆放，则需将比初平表面略高的石料完全破碎，当石料较为坚硬无法破碎时，则需将其清除出场，在集中放置后实施二次破碎。对于路肩以及和桥涵或通道等横向构造物的连接部位，是石料整平的关键与薄弱部位，大粒径碎石容易在此处集中，平整难度相对较大，必须采用人工将其整平。路基整平应达到如下要求：表面保持平整，没有明显的大块石料露出。为达到预期压实效果，石料表面平整度不能超过层厚10%，且横纵保持均匀，相邻的岩块之间没有显著高差5。3.4 填料压实填石路堤的压实机械以单钢轮或拖式振动压路机为宜，也可以在此基础上组合使用冲击式压路机。填石路堤碾压开始前应认真检查填料含水量、松铺厚度与平整度。填石路堤碾压需按先静压、后振压和最后静压的顺序进行，具体的碾压方向为从两侧到中间和从低处到高处。碾压线路应做到纵向平行，相邻两行之间要有4050 cm宽的重叠，同时前后两个碾压区段之间要有100150 cm的重叠。当借助振动压路机进行碾压时，速度需控制在36 km/h，碾压刚开始时应采用较慢的速度。具体的碾压遍数采用现场试验的方法来确定，一般每填筑完成5层或层厚达到23 m后都要借助冲击式压路机实施碾压。碾压要注意以下几方面要点：冲击压路机的运行速度需按照1012 km/h控制；冲压机从路基其中一侧开始向另外一侧进行转圈冲压，具体的冲压顺序为从两边到中间，以两轮冲击碾压来回各一次宽度达到4 m为完成1遍冲击碾压。采用冲压机连续冲压1520遍以后检测压实效果能否达到要求，如果依然无法达到要求，则要根据实际情况进行补压。冲压时随时借助推土机将冲击后产生的坑洞整平，以免对冲压速度与压实效果造成影响。对于桥涵和边坡连接部位等特殊区域，需由人工借助小型压实机具碾压，以保证整体压实效果。3.5 施工质量检测施工单位与监理工程师要在现场质量控制过程中做好如下检测工作。1）填料最大粒径：借助尺子或铁圈进行测量，在每个填筑层按照100 m2设23个测点的频率随时抽查。2）填料粒径组成：填料粒径相对较大，所以组成范围也很大，采用传统的筛孔法进行检测有一定难度，现场工作量大，对此可通过目视的方法监控粗集料离析状况。3）压实层厚：对摊铺完成后的顶部标高进行测量，不可超出层厚相关规定。4）表观质量：压实层表面不能存在明显的孔洞与较大孔隙。72交通世界TRANSPOWORLD5）碾压遍数：采用目测的方法检查，也可通过施工记录检查。6）压实沉降率：长度超过10 m的斜坡段路堤需设置工后沉降点，以此定期观测至少1年。7）平整度检测：每层碾压完成后都要在2.0 m1.0m的范围之内检查确定高层是否超过5 cm，使用3 m直尺进行量测，频率为每200 m测4点。3.6 施工注意事项施工注意事项主要包括以下方面。1）对填料强度进行检测的主要目的在于区分填料工程性质，以便于层厚控制，并确定各项施工参数，包括碾压机械类型及其组合方式、压实遍数与速度。2）开工前的填料试验目的为综合评价填料特性，为施工时的密度控制和孔隙比控制提供可靠的参考。其中，压碎值试验可按照基层材料相关试验方法实施，试验粒径控制在 1020 mm，要求压碎值不超过 40%，如果实测压碎值超过40%，则要做好细化率试验。3）路堤填筑不能使用强风化软岩及膨胀性岩石，此外对于强度虽然足够，但容易风化或在遇水后容易发生崩解软化的石料，不可填筑在路床顶部下方5 m的范围内，也不能在路基的浸水区域内使用。4）检测粒径组成的主要目的在于对最大粒径、不均匀系数与重要粒径实际含量进行控制，因开挖爆破会对粒径组成造成很大影响，如果开挖方式发生变化，则要重新检测和评价石料粒径组成。其目的在于保证路床平整度，使受力达到均匀，为路面施工提供强度足够、连续分布且平整均匀的持力层，确保填石路基的路床和路面底层之间连接紧密，此外还能起到一定封水作用，防止雨水大量下渗，为后续工程施工的有序开展奠定良好基础。5）填石路堤施工必须满足稳定性、强度与均匀性等方面的要求。为避免石料中含有的细料发生迁移，导致路基密实度受到影响而减小路基整体强度，进而出现明显的变形，需在施工中设好过渡层。6）填石路基施工中使用的填筑体要有良好透水性，由于水很容易通过路面和边坡等部分进入基底导致路基产生不均匀沉降，为了使填石路基保持稳定，尽可能减小地基发生的压缩变形，地基承载力必须达到相关技术要求。7）填石地基所在位置的地基强度应均匀，如果地基不均匀，将对路基整体稳定性造成很大影响，特别是当路基填高相对较大时，会使不均匀沉降明显增加，容易使路基路面被破坏，因此对混合地基而言，必须提高细粒土部位整体强度，减少承载力之间的差异。若没有去除凸出的石料，细粒土部位将难以压实，即便将岩石炸平，也应及时使用石料对细粒土进行置换，在置换部位的高度比压实面高后，才可开始压实。8）石料开挖过程中应采取有效措施对石料粒径予以严格控制，以减少之后的爆破工程量。因石料密度相对较大且质地偏硬，在装料过程中容易将车厢砸坏，运输过程中或到场后使车辆的轮胎损坏，对此所有自卸车都要配备足够数量的备胎。填石路堤施工质量控制核心在于严格控制填料最大粒径与组成，尤其是包含20 cm在内的重要粒径，通过对这几种粒径石料实际含量的严格控制确保不均匀系数达到要求。此外还要做好均匀性控制，尽可能使粒径较大的颗粒的实际分布达到均匀，进而保证压实厚度达到均匀。具体的碾压遍数需采用试验段施工的方法确定。填石路堤压实质量控制标准如表2所示。表2 填石路堤压实质量控制标准岩石分类坚硬石料中等石料软质岩石分区上路堤下路堤上路堤下路堤上路堤下路堤路基顶面以下深度/cm801501508015015080150150孔隙率（%）2325222420224 结束语综上所述，填石路堤在当前公路工程建设中的应用越来越广泛，以上结合实例对填石路堤施工技术进行了分析与总结，提出具体的施工工艺方法和要点，旨在为其他类似公路工程的填石路基施工提供技术参考，保证填石路基施工质量。参考文献：1 穆日盛，沈明祥，欧阳晓峰，等.质量控制的填石路基施工技术研究J.石材，2023（1）：86-88.2 饶龙锋.填石路基施工技术在公路工程中的应用研究J.黑龙江交通科技，2022（4）：61-62.3 李育元.寒区公路填石路基施工关键技术与稳定性分析J.粉煤灰综合利用，2021（6）：109-114.4 王勇.浅谈公路工程施工中填石路基施工技术的要求及应用J.砖瓦，2021（11）：171-172.5 陈文.公路施工中填石路基施工技术的有效运用J.四川水泥，2021（10）：205-206.73