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摘要:公路路基施工中,石料是很好的路堤填料,因而填石路堤应用广泛,尤其在山岭重丘区,开山挖方和隧道较多,可利用石方多,因此填石路堤不失为一种经济实惠的路堤填筑形式。本文首先对公路工程填实路基施工技术进行了概述,然后从施工前的准备、填筑和压实三大方面详细探讨了公路工程填石路堤的施工技术要点,最后对其质量控制进行了简要说明。
关键词:填石路堤;填筑;压实;沉降量;石料
Abstract: in highway subgrade construction, stone is as good as embankment filling, and rock fill embankment is used widely, especially in the mountains high, excavation and tunnel takes more, can use the stone, so the rock fill embankment can yet be regarded as a form of economic material benefit of the embankment filling. Firstly angel embankment of highway engineering construction technology were summarized, and then from construction preparation, filling and compaction in detail three aspects discusses the rockfill embankment of highway engineering construction technology key points, finally has carried on the brief description of the quality control.
Key words: rock fill embankment; Filling; Compaction; Settlement; stone
中图分类号:U416.12文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
公路工程填石路堤施工技术概述
填石路堤是由大、小粒径不等的石料及土组成,填料中石的粒径不大于25cm,不同粒径石料的含量大于70%,细料或土的含量小于30%,形成天然级配组合。通过细料嵌缝,机械的振动压实,使大小颗粒重新排列、相互挤压、相互镶嵌、紧密咬合体积减小、密实度增加,从而保证路堤的稳定性。填石路基密实度与施工所选择的压实机型、机械组合、填筑材料和厚度、机械碾压遍数等因素有关。通过试验段总结,由现场观测路基下沉值来确定碾压遍数,为填石路堤提供一个合理的控制参数,进行指导施工。
路堤施工前的准备
(一)填料的准备
石料是属于透水性好的筑路材料,因此在正常施工条件下,不做最佳含水量的限制,一般天然含水量即可,施工时主要以石料的最大粒径及强度加以控制。
石料的最大粒径
国外填筑石料的粒径不作限制,关健要选择与施工层厚度相适合的大型压实机械。但从施工性能方面考虑,日本的最大粒径以1m以下为宜,但从考虑薄层施工以提高填方稳定性出发,应尽可能使用粒径小的石料。
我国的路基设计及施工规范,对填石路堤的石料粒径未做明细规定,但要求其最大粒径不宜超过层厚的2/3,在路床范围内填筑石料最大粒径不超过10cm。
当利用开山石料和隧道爆破的废碴为填料时,施工人员在进行开山和隧道爆破施工过程中就应当考虑到填方路堤对石料的粒径要求,进行适当的爆破试验,总结经验,使爆破后的石料满足填方要求。对超粒径的石料应集中起来,进行二次爆破或人工砸碎,严禁超粒径材料上路。
石料的强度
石料的强度是指饱水试件的极限抗压强度。我国公路路基施工技术规范中明确规定填石路堤的石料强度不应小于15MPa(用于护坡的不应小于20MPa)。
(二)施工机械的准备
填石路堤由于填料粒径大,填层厚度一般控制在40~50cm。填石路堤施工的压实必须选用大吨位振动压路机。
(三)施工放样及现场清理
进行施工放样,然后清除表土和树根草皮或腐殖土。地基填筑前应进行压实,基底压实度不小于85%。填土高度小于路床厚度时,基底的压实度不小于路床的标准。基底松散层厚度大于30cm时,要翻挖后再分层回填压实。
(四)边坡码砌
在填石路堤填前要进行边坡码砌,码砌的石块应大于30cm,石块尽量规则,码砌石块尽量紧贴、密实、无明显空洞、松懈现象,砌块间承力接触面应微向內倾斜。填高小于4m时,码砌厚度为2m。边坡坡面采用大于25cm的石块进行台阶式码砌。
路堤填筑与压实施工技术
(一)路堤填筑的要点
1、每层松铺厚度对高速公路及一级公路不宜大于0.5m,其他公路不宜大于1.0m。关于松铺厚度,可视招标文件中的规定,应当执行标准高的。
2、逐层填筑时,应安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层,先低后高、先两侧后中央卸料,卸料距离可根据松铺厚度确定,并应全路幅填料。卸料到一定长度后,可采用大马力推土机摊平,同时也起到初压的作用。个别不平处应配合人工用石块、石屑找平。
3、若石块级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时,可于每层表面的空隙里扫入石碴、石屑、中、粗砂,再以压力水(可用水车装水用压力喷嘴将水喷入)将砂冲入下部,反复数次,使空隙填满。
4、填石路堤的填料如其岩性相关较大,则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。这里的岩性主要指岩石强度差异,如易风化的软岩不得用于路堤上部,也不得用于路堤浸水部分;挖方路段爆破石料有的是天然漂石土、块石土等,这些情况的填料不得混填在一起,应分层或分段填筑。若路堑或隧道基岩为不同岩种互层,允许使用挖出的混合石料填筑路堤,但石料强度、粒径必须满足路堤的要求。
5、由于填石路堤每层填筑厚度较大,故摊平工作必须采用大型推土机进行,但还必须配合人工找平,因此在推土机初步整平之后,必须进行人工整平,捡出超粒石料弃掉,或进行人工破,直至粒径满足要求。对破碎后的大粒径石应人工摆平,摆放时大块石应尽量贴近底层并大面向下,小面向上,摆放平稳,紧密靠拢,在同一位置大粒径块石不应重叠堆放。
6、填石路基的路肩位置是摊铺、平整的薄弱环节。由于处在路基边缘部位,大粒径填料较易集中,又不易平整和压实,因此施工单位在整个工作面摊铺平整后,应加强人工对路基边缘部位进行整平,同时进行边坡码砌。
(二)路堤压实要点
填石路堤应在摊铺、整平工作完成并且整个工作面表面平整度达到要求后方可进行压实工序。填石路堤的稳定和变形主要和填石料的密实程度有关,为确保填石路堤有足够的压实效果,其压实应采用吨位较大(《路规》中规定应在12t以上)的振动型压路机碾压,其主要作用是:
(1)振动时,石为料颗粒处于运动状态,填料内部阻力大为减少,利于填料的压实;
(2)由于振动压路机的静重和压力波形式的动力作用,填料中产生压应力和剪应力,促使颗粒间阻力减小,产生移动重新排列而压实。
另外,压路机的行走速度也影响着填料的压实效果,行速越慢,单位时间内填料承受的压实功也越高,其压实效果越好,但行速过慢又会增加工程成本。因此,最适宜的行速应为2.0~4.0kw/h。
碾压过程中,要求先碾压路基两侧,再碾压中间,前后两次的碾轮应重叠40~50cm。开始时应采用慢速、弱功率档振动碾压2遍,然后选用快速、强功率档振动碾压6遍左右,直到被层实的表面压面稳定、无下沉、石块紧密无空洞,无明显轮迹为止。
(三)路堤壓实质量的检测
填石路堤的施工,一般可采用压实干密度、沉降差来检测填石路堤的压实情况。由于压实干密度检测费工费时,现场多采用压实沉降差作为填石路堤的检测手段。
压实沉降差检测是检查采用标准吨位的压路机,按规定碾压参数碾压两遍后被压实层表面的沉降量之差,压实沉降差平均值应不大于5mm,标准差不大于3mm。
由于沉降差的测点可随机布置,只需检测最后碾压两遍的沉降量之差,它省时、省力,同时还可以检测每压实层的层厚,可谓一举两得,是填石路堤质量检测的一个较好手段。 但是,在压实机具不变的情况下,只要碾压到规定遍数,无论层厚是1m还是0.5m,其沉降差就能小于某一数值。因此,沉降差不能作为唯一的质量控制标准,它必须和施工工序管理结合起来,才能进行有效的质量控制。
经验表明,如能严格控制碾压参数如松铺厚度、填料粒径、碾压遍数等,填料的压实性能必然是合格的,这说明,施工工艺控制完全可以作为填石路堤的质量控制的主要手段。
(四)压实沉降差检测方法
1、在压实后的填石路堤表面,埋设直径Ф10cm的钢球,用水准仪测量各测点高程H1;
2、用静载12T以上的振动压路机按规定碾压参数(行速2.0~4.0km/h,频率30HZ,振幅1.5~1.8mm)碾压2遍,检测碾压后各测点高程H2,计算各点沉降差△H和均方差,并与标准沉降差和均方差相比较,满足要求即碾压合格。
3、布测点方法:沿路堤表面并排布点,纵横间距为10m左右,距路基边缘不大于2m,每测点代表压实面积100m2,测点应避免位于突出石块或凹陷处压路机不能压到的地方。
4、检测频度:每2000m2检验至少16点,压实面积不足200m2时,至少检验4点。
5、压实层厚检测:相邻层位的高程差即为路堤填筑厚度。
四、填石路堤的质量控制
施工质量主要有施工工艺配合质量检测进行控制。在各个施工工序中,特别是对压实度填料最大粒径、压实沉降差、压实遍数等,严格按规定要求进行控制。在施工技术人员要详细记录每层填料的压实遍数、压实厚度、粒径,供监理随时查证。每一层完成后一定要进行中间检查,对不合格的路段要坚决进行返工,以确保质量万无一失不留后患。
结语
综上,填石路堤作为公路的一种尝试,其施工工艺需要在实践中不断地总结与改进。只要严格控制填石路堤施工工序的各个环节,特别是对最大粒径、压实层厚、碾压遍数、压实沉降差等进行严格控制,填石路堤是能够满足高等级公路路基要求的。
参考文献
[1]王景彬,张志强.浅谈填石、土石路堤压实度检测[J].企业文化,2010.12.
[2]王有昌,王桂尧,曲宝文.斜坡高填石路堤变形和稳定特性研究[J].路基工程,2009.6.
[3]交通部.JTG F10-2006公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2006.
关键词:填石路堤;填筑;压实;沉降量;石料
Abstract: in highway subgrade construction, stone is as good as embankment filling, and rock fill embankment is used widely, especially in the mountains high, excavation and tunnel takes more, can use the stone, so the rock fill embankment can yet be regarded as a form of economic material benefit of the embankment filling. Firstly angel embankment of highway engineering construction technology were summarized, and then from construction preparation, filling and compaction in detail three aspects discusses the rockfill embankment of highway engineering construction technology key points, finally has carried on the brief description of the quality control.
Key words: rock fill embankment; Filling; Compaction; Settlement; stone
中图分类号:U416.12文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
公路工程填石路堤施工技术概述
填石路堤是由大、小粒径不等的石料及土组成,填料中石的粒径不大于25cm,不同粒径石料的含量大于70%,细料或土的含量小于30%,形成天然级配组合。通过细料嵌缝,机械的振动压实,使大小颗粒重新排列、相互挤压、相互镶嵌、紧密咬合体积减小、密实度增加,从而保证路堤的稳定性。填石路基密实度与施工所选择的压实机型、机械组合、填筑材料和厚度、机械碾压遍数等因素有关。通过试验段总结,由现场观测路基下沉值来确定碾压遍数,为填石路堤提供一个合理的控制参数,进行指导施工。
路堤施工前的准备
(一)填料的准备
石料是属于透水性好的筑路材料,因此在正常施工条件下,不做最佳含水量的限制,一般天然含水量即可,施工时主要以石料的最大粒径及强度加以控制。
石料的最大粒径
国外填筑石料的粒径不作限制,关健要选择与施工层厚度相适合的大型压实机械。但从施工性能方面考虑,日本的最大粒径以1m以下为宜,但从考虑薄层施工以提高填方稳定性出发,应尽可能使用粒径小的石料。
我国的路基设计及施工规范,对填石路堤的石料粒径未做明细规定,但要求其最大粒径不宜超过层厚的2/3,在路床范围内填筑石料最大粒径不超过10cm。
当利用开山石料和隧道爆破的废碴为填料时,施工人员在进行开山和隧道爆破施工过程中就应当考虑到填方路堤对石料的粒径要求,进行适当的爆破试验,总结经验,使爆破后的石料满足填方要求。对超粒径的石料应集中起来,进行二次爆破或人工砸碎,严禁超粒径材料上路。
石料的强度
石料的强度是指饱水试件的极限抗压强度。我国公路路基施工技术规范中明确规定填石路堤的石料强度不应小于15MPa(用于护坡的不应小于20MPa)。
(二)施工机械的准备
填石路堤由于填料粒径大,填层厚度一般控制在40~50cm。填石路堤施工的压实必须选用大吨位振动压路机。
(三)施工放样及现场清理
进行施工放样,然后清除表土和树根草皮或腐殖土。地基填筑前应进行压实,基底压实度不小于85%。填土高度小于路床厚度时,基底的压实度不小于路床的标准。基底松散层厚度大于30cm时,要翻挖后再分层回填压实。
(四)边坡码砌
在填石路堤填前要进行边坡码砌,码砌的石块应大于30cm,石块尽量规则,码砌石块尽量紧贴、密实、无明显空洞、松懈现象,砌块间承力接触面应微向內倾斜。填高小于4m时,码砌厚度为2m。边坡坡面采用大于25cm的石块进行台阶式码砌。
路堤填筑与压实施工技术
(一)路堤填筑的要点
1、每层松铺厚度对高速公路及一级公路不宜大于0.5m,其他公路不宜大于1.0m。关于松铺厚度,可视招标文件中的规定,应当执行标准高的。
2、逐层填筑时,应安排好石料运输路线,专人指挥,按水平分层,先低后高、先两侧后中央卸料,卸料距离可根据松铺厚度确定,并应全路幅填料。卸料到一定长度后,可采用大马力推土机摊平,同时也起到初压的作用。个别不平处应配合人工用石块、石屑找平。
3、若石块级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时,可于每层表面的空隙里扫入石碴、石屑、中、粗砂,再以压力水(可用水车装水用压力喷嘴将水喷入)将砂冲入下部,反复数次,使空隙填满。
4、填石路堤的填料如其岩性相关较大,则应将不同岩性的填料分层或分段填筑。这里的岩性主要指岩石强度差异,如易风化的软岩不得用于路堤上部,也不得用于路堤浸水部分;挖方路段爆破石料有的是天然漂石土、块石土等,这些情况的填料不得混填在一起,应分层或分段填筑。若路堑或隧道基岩为不同岩种互层,允许使用挖出的混合石料填筑路堤,但石料强度、粒径必须满足路堤的要求。
5、由于填石路堤每层填筑厚度较大,故摊平工作必须采用大型推土机进行,但还必须配合人工找平,因此在推土机初步整平之后,必须进行人工整平,捡出超粒石料弃掉,或进行人工破,直至粒径满足要求。对破碎后的大粒径石应人工摆平,摆放时大块石应尽量贴近底层并大面向下,小面向上,摆放平稳,紧密靠拢,在同一位置大粒径块石不应重叠堆放。
6、填石路基的路肩位置是摊铺、平整的薄弱环节。由于处在路基边缘部位,大粒径填料较易集中,又不易平整和压实,因此施工单位在整个工作面摊铺平整后,应加强人工对路基边缘部位进行整平,同时进行边坡码砌。
(二)路堤压实要点
填石路堤应在摊铺、整平工作完成并且整个工作面表面平整度达到要求后方可进行压实工序。填石路堤的稳定和变形主要和填石料的密实程度有关,为确保填石路堤有足够的压实效果,其压实应采用吨位较大(《路规》中规定应在12t以上)的振动型压路机碾压,其主要作用是:
(1)振动时,石为料颗粒处于运动状态,填料内部阻力大为减少,利于填料的压实;
(2)由于振动压路机的静重和压力波形式的动力作用,填料中产生压应力和剪应力,促使颗粒间阻力减小,产生移动重新排列而压实。
另外,压路机的行走速度也影响着填料的压实效果,行速越慢,单位时间内填料承受的压实功也越高,其压实效果越好,但行速过慢又会增加工程成本。因此,最适宜的行速应为2.0~4.0kw/h。
碾压过程中,要求先碾压路基两侧,再碾压中间,前后两次的碾轮应重叠40~50cm。开始时应采用慢速、弱功率档振动碾压2遍,然后选用快速、强功率档振动碾压6遍左右,直到被层实的表面压面稳定、无下沉、石块紧密无空洞,无明显轮迹为止。
(三)路堤壓实质量的检测
填石路堤的施工,一般可采用压实干密度、沉降差来检测填石路堤的压实情况。由于压实干密度检测费工费时,现场多采用压实沉降差作为填石路堤的检测手段。
压实沉降差检测是检查采用标准吨位的压路机,按规定碾压参数碾压两遍后被压实层表面的沉降量之差,压实沉降差平均值应不大于5mm,标准差不大于3mm。
由于沉降差的测点可随机布置,只需检测最后碾压两遍的沉降量之差,它省时、省力,同时还可以检测每压实层的层厚,可谓一举两得,是填石路堤质量检测的一个较好手段。 但是,在压实机具不变的情况下,只要碾压到规定遍数,无论层厚是1m还是0.5m,其沉降差就能小于某一数值。因此,沉降差不能作为唯一的质量控制标准,它必须和施工工序管理结合起来,才能进行有效的质量控制。
经验表明,如能严格控制碾压参数如松铺厚度、填料粒径、碾压遍数等,填料的压实性能必然是合格的,这说明,施工工艺控制完全可以作为填石路堤的质量控制的主要手段。
(四)压实沉降差检测方法
1、在压实后的填石路堤表面,埋设直径Ф10cm的钢球,用水准仪测量各测点高程H1;
2、用静载12T以上的振动压路机按规定碾压参数(行速2.0~4.0km/h,频率30HZ,振幅1.5~1.8mm)碾压2遍,检测碾压后各测点高程H2,计算各点沉降差△H和均方差,并与标准沉降差和均方差相比较,满足要求即碾压合格。
3、布测点方法:沿路堤表面并排布点,纵横间距为10m左右,距路基边缘不大于2m,每测点代表压实面积100m2,测点应避免位于突出石块或凹陷处压路机不能压到的地方。
4、检测频度:每2000m2检验至少16点,压实面积不足200m2时,至少检验4点。
5、压实层厚检测:相邻层位的高程差即为路堤填筑厚度。
四、填石路堤的质量控制
施工质量主要有施工工艺配合质量检测进行控制。在各个施工工序中,特别是对压实度填料最大粒径、压实沉降差、压实遍数等,严格按规定要求进行控制。在施工技术人员要详细记录每层填料的压实遍数、压实厚度、粒径,供监理随时查证。每一层完成后一定要进行中间检查,对不合格的路段要坚决进行返工,以确保质量万无一失不留后患。
结语
综上,填石路堤作为公路的一种尝试,其施工工艺需要在实践中不断地总结与改进。只要严格控制填石路堤施工工序的各个环节,特别是对最大粒径、压实层厚、碾压遍数、压实沉降差等进行严格控制,填石路堤是能够满足高等级公路路基要求的。
参考文献
[1]王景彬,张志强.浅谈填石、土石路堤压实度检测[J].企业文化,2010.12.
[2]王有昌,王桂尧,曲宝文.斜坡高填石路堤变形和稳定特性研究[J].路基工程,2009.6.
[3]交通部.JTG F10-2006公路路基施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2006.