填石路基施工技術(shù)及質(zhì)量檢測

1、填石路基施工技術(shù)及質(zhì)量檢測摘要：填石路基作為一種特殊結(jié)構(gòu)型式的路基，在山區(qū)公路建設(shè)中正得到廣泛應(yīng)用。本文主要從填石路基的施工技術(shù)、質(zhì)量檢測兩個(gè)方面進(jìn)行概述，對填石路基的設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量檢測具有一定的指導(dǎo)意義。1 前言隨著公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路不斷向山區(qū)延伸，地形地質(zhì)條件更加復(fù)雜，路基高填深挖和隧道工程成為不可避免。利用路塹和隧道開挖產(chǎn)生的工程性能優(yōu)良的大量石質(zhì)棄渣，不僅有利于克服山區(qū)缺乏優(yōu)良土質(zhì)填料的缺點(diǎn)，還能便于就地取材，少占田地和減少環(huán)境污染，減少棄渣對沿線生態(tài)環(huán)境破壞和誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)顯著。路基施工中利用開山、架橋、掘隧時(shí)伴生的廢石碴填筑的路基稱為填石路基。填石路基在填

2、料的工程特性、路基結(jié)構(gòu)、施工工藝、質(zhì)量檢驗(yàn)與控制方面與常規(guī)的土質(zhì)路基有較大區(qū)別，是一種特殊結(jié)構(gòu)型式的路基。本文主要對填石路基施工技術(shù)及質(zhì)量檢測進(jìn)行了論述。2 施工技術(shù)填石路基施工技術(shù)會(huì)影響到填石路基的整體性，透水性和沉降等方面，因此在施工中必須對填石路基的地基處理、填料處理進(jìn)行必要的控制以達(dá)到填石路基的整體性好，透水性能好，沉降小的要求。2.1 填石路基的地基處理2.1.1填石路基地基承載力方面要求填石路基對地基的沉降要求較為嚴(yán)格，在填石路基填筑前應(yīng)對地基的承載力進(jìn)行測試，地基的承載力應(yīng)滿足路基不同填筑高度的要求：當(dāng)填石路基填筑高度小于10 米時(shí)，地基承載力不宜低于150Kpa；當(dāng)填石路基填筑

3、高度為1020 米時(shí)，地基承載力不宜低于200Kpa；當(dāng)填石路基填筑高度大于20 米時(shí)，路基應(yīng)宜填筑在巖石基底上。2.1.2填石路基地基處理要求在填石路基填筑前，首先應(yīng)對原地面進(jìn)行表面清理，清除樹木等雜物。一般耕地土地段原地面應(yīng)清除表土15cm深，同時(shí)用滿足規(guī)范要求的土料回填原地面的坑、洞等低凹處，并按規(guī)定進(jìn)行壓實(shí)。當(dāng)基底為松散土，且含水量較高時(shí)，壓實(shí)前應(yīng)先進(jìn)行翻曬，使其重型壓實(shí)度不小于90%；當(dāng)填石路基高度大于80cm時(shí)，基底壓實(shí)不應(yīng)小于95%。當(dāng)路堤基底原狀土的強(qiáng)度不符合要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換填，其換填深度不小于30cm。若遇到不良地基（膨脹土、鹽漬土、黃土等）時(shí)，應(yīng)視具體工程條件采取清淤、排水

4、固結(jié)、拋石、換填或復(fù)合地基等技術(shù)措施進(jìn)行加固處理。2.1.3填石路基地基處理方法(1)填石路基石質(zhì)地基的處理石質(zhì)地基較為理想，其承載力較大，能為填石路基的穩(wěn)定性提供較為理想的支承保證。如果對石質(zhì)地基的要求過低或施工時(shí)處理不當(dāng)，其承載力的不均勻現(xiàn)象仍然會(huì)對路基產(chǎn)生不利的影響，應(yīng)確保石質(zhì)地基的平整性與強(qiáng)度的均勻性。(2)巖石和土混合地基的處理巖石和細(xì)粒土混合地基。這種地基的強(qiáng)度很不均勻，同時(shí)其表面不易整平，如不采取必要的處理措施將會(huì)對路基的穩(wěn)定性有較大的影響，故在路基填筑前應(yīng)進(jìn)行合理處理。對于巖石和細(xì)粒土混合的地基，主要問題是由于強(qiáng)度不同，存在承載力差異，故應(yīng)提高細(xì)粒土部位的強(qiáng)度。具體處理方法是將

5、巖石炸平，并在細(xì)粒土部位設(shè)過渡層。當(dāng)基底為石牙狀時(shí)，應(yīng)將石牙炸除不小于80cm，并用巖石填料置換細(xì)粒土以形成均勻、平整的巖石混合基底。這是因?yàn)槿舨徽ǖ魩r石，細(xì)粒土部分無法壓實(shí)，而且即使炸平巖石，也應(yīng)用石料置換部分細(xì)粒土，置換一定厚度并高出原巖石面后才可進(jìn)行有效壓實(shí)。2.1.4填石路基地基排水要求由于填石路基的孔隙較大，水較易從邊坡或路面等部位進(jìn)入路基中，而且由于路基填筑體的滲透性好，水很容易浸濕地基，同時(shí)若地基范圍內(nèi)存在地下水，這都會(huì)影響填石路基的整體穩(wěn)定。因此，當(dāng)路堤基底范圍內(nèi)由于地面水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí)，填石路基應(yīng)采取必要的引排、攔截等措施，或在路堤底部填筑不易風(fēng)化的片石、砂礫石或塊石

6、等透水性材料來設(shè)置透水層，其厚度應(yīng)不小于30cm，以防止水對地基的不良影響。2.2 填石路基的填料處理2.2.1填料要求填石路基的石料強(qiáng)度不應(yīng)小于15MPa，填石級(jí)配越均勻，填石體粒徑適中。對石灰?guī)r，在路堤填筑區(qū)施工時(shí)，最大粒徑應(yīng)不大于3550cm，不均勻系數(shù)在1520以上較好，同時(shí)粒徑大于20cm的填料含量應(yīng)在3040以下，粒徑在2cm以下的填料含量應(yīng)在1015以上：在路床范圍內(nèi)施工時(shí)，最大粒徑應(yīng)不大于15cm，不均勻系數(shù)在10左右較好。對于砂巖，在路堤填筑區(qū)施工時(shí)，最大粒徑應(yīng)不大于3040cm，不均勻系數(shù)在1520以上較好，同時(shí)粒徑大于20cm的填料含量應(yīng)在2030以下，粒徑在2cm以下的

7、填料含量應(yīng)在10 20以上，在路床范圍內(nèi)施工時(shí)，最大粒徑應(yīng)不大于15cm，不均勻系數(shù)在10左右較好。2.2.2填石路基的填料攤鋪對于填石路基的施工質(zhì)量而言，攤鋪工藝尤為重要。因?yàn)樵谔盍蠋r性一定的條件下，它在很大程度上決定了填石路基壓實(shí)層的結(jié)構(gòu)類型，從而直接影響路基的壓實(shí)效果。目前路基施工過程中填料攤鋪較為常見的攤鋪方法主要有以下幾種：(1)漸進(jìn)式攤鋪法：指運(yùn)料汽車在新卸的松鋪填料面上逐漸向前卸料，并用推土機(jī)隨時(shí)推鋪整平。(2)后退式攤鋪法：指運(yùn)料汽車在上一層已壓實(shí)好的路基表面上后退卸料，形成許多密集的填料堆，再用推土機(jī)整頓秩序平。這類方法比較適合于細(xì)料含量較多的填料以及細(xì)粒土的攤鋪。(3)混合

8、攤鋪法：指在已壓實(shí)的層面上先用后退法卸料，形成一些分散的填料堆，再在其上用漸進(jìn)式攤鋪法卸料，推土機(jī)整平，達(dá)到所要求的層厚。這類方法兼有漸進(jìn)式與后退式的優(yōu)點(diǎn)，適合于層厚較大的情況，但是較為費(fèi)工一些。2.2.3填石路基的填料整平填石路基的填料攤鋪完后，其待壓層的平整度不僅在一定程度上決定壓實(shí)層填料的粒徑組成，而且會(huì)影響壓路機(jī)在碾壓過程中對路基的壓實(shí)作用。因此應(yīng)在攤鋪后的壓實(shí)層表面填充細(xì)料，加強(qiáng)人工整平工作，以給出下一步的碾壓工序提供一個(gè)良好平順的工作面，在最大程度上保證理想的壓實(shí)效果。填石路基整平工藝的關(guān)鍵是保證使較大的石塊居于每層的底部，較細(xì)的顆粒居于頂部，并填充其間的孔隙，以確保最佳的嵌鎖和壓

9、力傳遞，同時(shí)提供一個(gè)不會(huì)致使壓路機(jī)的碾輪在行駛時(shí)受損的壓實(shí)表面。對于攤鋪后路基表面明顯缺少細(xì)料的地方應(yīng)補(bǔ)充細(xì)料，鋪灑一層碎石或石屑料，使碎石或石屑料填滿大粒徑碎石間的縫隙。特別要強(qiáng)調(diào)的是，嚴(yán)禁使用細(xì)粒土填充孔隙。2.2.4填石路基壓實(shí)工藝實(shí)施不同條件下的填石路基要想達(dá)到最佳壓實(shí)效果對壓路機(jī)的碾壓組合、碾壓速度及碾壓遍數(shù)都有著不同的要求。(1)碾壓組合。碾壓組合的研究應(yīng)與填料的工程特性研究、攤鋪整平工藝研究等相互聯(lián)系，緊密結(jié)合，統(tǒng)一考慮。對于填石路基壓實(shí)施工的碾壓組合原則應(yīng)是：優(yōu)先選擇拖式振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓組合，而不應(yīng)單一選用自行式壓路機(jī)；優(yōu)先選用噸位及激振力較大的壓路機(jī);碾壓組合的壓路機(jī)數(shù)量越

10、少越好。結(jié)合工程經(jīng)濟(jì)性，建議填石路基的壓實(shí)宜使用以下碾壓組合：18T拖式凸塊振動(dòng)壓路機(jī)與18T自行式振動(dòng)壓路機(jī)的組合，在沒有18T拖式凸塊振動(dòng)壓路機(jī)的情況下，也可考慮使用18T拖式振動(dòng)光輪壓路機(jī)與18T自行式振動(dòng)壓路機(jī)的組合。(2)碾壓速度。在考慮到壓實(shí)機(jī)械的性能、經(jīng)濟(jì)性、安全性等綜合因素下，認(rèn)為填石路基的壓實(shí)施工中存在著最佳碾壓速度，一般認(rèn)為其在3Km/h6Km/h之間，且壓路機(jī)的碾壓速度開始宜用慢速。但是在具體施工中，還應(yīng)針對不同巖性的碎石路基和所選用的壓路機(jī)，通過鋪筑試驗(yàn)路段來選擇具體合適的碾壓速度。(3)碾壓遍數(shù)。壓實(shí)施工中的碾壓遍數(shù)與填石路基壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)系因填料的巖性、粒徑組成、碾壓

11、機(jī)械等條件的不同有所差異。但一般的規(guī)律是，路基填筑體的密實(shí)程度隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，而碾壓遍數(shù)增加到一定程度后，路基填筑體密實(shí)程度的增長率變小，趨于緩和，甚至有可能降低。對于不同的碾壓組合，壓買層達(dá)到相同沉降率時(shí)的碾壓遍數(shù)是不同的。具體可以事先應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)路段鋪筑，此時(shí)結(jié)合填料具體的工程性質(zhì)和現(xiàn)場壓實(shí)機(jī)械情況進(jìn)行碾壓遍數(shù)與壓實(shí)質(zhì)量關(guān)系的研究，以尋找在滿足壓實(shí)質(zhì)量要求的前提下較為經(jīng)濟(jì)的碾壓遍數(shù)。3填石路基施工質(zhì)量檢測3.1填石路基施工質(zhì)量檢測方法填石路基質(zhì)量控制, 不但要嚴(yán)格施工工序, 保證路基填料合格, 施工規(guī)范, 壓實(shí)機(jī)械、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)符合要求, 檢測手段及頻率符合要求, 填石路基的整體壓實(shí)度、

12、沉降差及穩(wěn)定性等。目前填石路基施工現(xiàn)場中主要采用的質(zhì)量檢測方法有沉降差檢測方法、密度檢測法、彎沉檢測法、壓實(shí)度法、試驗(yàn)路段法、彈性模量法、沉降法、面波法、附加質(zhì)量法等。(1)沉降差檢測方法是指路基壓實(shí)完之后，測定壓實(shí)層表面的測點(diǎn)早用標(biāo)準(zhǔn)噸位的壓路機(jī)碾壓前后的高程差即沉降差，用以評價(jià)路基壓實(shí)質(zhì)量的方法。一定荷載作用下壓實(shí)層頂面沉降量穩(wěn)定或小于某一范圍內(nèi)即說明路基壓實(shí)到了密實(shí)狀態(tài)。(2)密度檢測法?，F(xiàn)場密度試驗(yàn)是較為直接的檢測手段，在研究過程和質(zhì)量驗(yàn)收階段中它可以作為一種衡量標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)其它檢測方法的效果和準(zhǔn)確性。(3)彎沉檢測法。路基壓實(shí)的最終目的是要求路床頂面檢驗(yàn)時(shí)的路基整體強(qiáng)度-回彈摸量或彎沉

13、值達(dá)到鋪筑路面的要求。鑒于路基彎沉值對于路面設(shè)計(jì)的重要性和落錘式彎沉儀測定動(dòng)彎沉的方便快捷,有必要探索填石路基施工質(zhì)量的彎沉檢測方法。(4)壓實(shí)度檢測法。沿用填土路基質(zhì)量檢測方法的思路， 即采用路基填料的最大干密度作為壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，通過現(xiàn)場實(shí)測的填料干密度與最大干密度的比值即壓實(shí)度的大小來檢測施工質(zhì)量。(5)試驗(yàn)路段法是指對路基的施工過程進(jìn)行質(zhì)量管理檢測，它通過修筑試驗(yàn)路段來確定填筑的厚度、壓實(shí)機(jī)械和碾壓遍數(shù)等若干關(guān)鍵施工參數(shù)，然后在隨后的大面積正式施工中，依據(jù)這些參數(shù)來控制施工質(zhì)量，從而替代質(zhì)量檢測。(6)彈性模量法以變形控制為依據(jù)，路基在壓實(shí)作用下強(qiáng)度得以提高，當(dāng)彈性模量增到某一值時(shí)，其塑性變

14、形越來越小剩余沉降量趨于穩(wěn)定，即認(rèn)為路基已密實(shí)。填石路基施工中填料的變形即為重要。(7)壓實(shí)計(jì)法由加速計(jì)、數(shù)據(jù)處理裝置和指示表組成，速度計(jì)裝在振動(dòng)碾軸上，數(shù)據(jù)處理裝置和指示表裝在駕駛室，由于波形畸變的程度與土體壓實(shí)程度之間存在一定關(guān)系，故可由此判斷壓實(shí)程度。(8)面波依法以表面波理論為依據(jù)， 根據(jù)表面?zhèn)鞑ニ俣扰c材料密度、強(qiáng)度以及彈性模量等力學(xué)參數(shù)的良好相關(guān)性來對被檢測體進(jìn)行質(zhì)量檢測。(9)附加質(zhì)量法依據(jù)單自由度體系的震動(dòng)原理， 將填筑體等效為“質(zhì)量彈簧系統(tǒng)”，利用“附加質(zhì)量”根據(jù)不同體系的振動(dòng)頻率求得地基土的參振質(zhì)量，又由地層縱波傳播速度與參振體積的關(guān)系求得參振體積，根據(jù)測點(diǎn)的質(zhì)量和體積便可求的測點(diǎn)土體的密度。(10)相對沉降量法。其檢測方法是將儀器架設(shè)在路基外, 檢測前后的儀器高度不變,碾壓前后各側(cè)點(diǎn)的讀數(shù)差即為該點(diǎn)的相對沉降量。3.2填石路基的質(zhì)量檢測項(xiàng)目填石路基在質(zhì)量檢測和施工單位自檢項(xiàng)目中, 主要有下列項(xiàng)目需要檢測：壓實(shí)層厚和最大粒徑、壓實(shí)遍數(shù)、壓實(shí)質(zhì)量檢測、平整度檢測、表觀質(zhì)量檢測、平整度檢測、表觀質(zhì)量檢測。4結(jié)語總的來說，填石路基的地基特性及處理、填料工程性質(zhì)、粒徑組成、攤鋪厚度、壓實(shí)機(jī)械和壓實(shí)后的質(zhì)量檢測等這些因素均對填石路基的質(zhì)量起著重要的影響作用。應(yīng)該對這些施工因素綜合考慮、有機(jī)結(jié)合、統(tǒng)一管理，才能夠確保填石路基的質(zhì)量