公路工程填石路基施工技術(shù)應用
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摘要：結(jié)合實際工程，試驗段的路基施工方案采用填石路基，對石料性能包括壓實特性及物理力學性能進行分析，旨在探尋最佳的施工方案及施工工藝，并對施工后的穩(wěn)定性，包括施工中應力變化、邊坡形式及沉降量進行探討。研究結(jié)果表明，級配不會影響填料顆粒破碎性能，但集料最大粒徑、壓實功等要素都會影響填料破碎程度；可以通過降低路基高度或增加路基密實度以提高填料物理力學性能；施工結(jié)束后1年進行沉降觀測，工后沉降下降到每月1mm，表明沉降已經(jīng)完成，路基結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定。
引言
隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和公路網(wǎng)建設的不斷延長，人們對道路施工質(zhì)量要求也越來越高。相比于其他工程，在山嶺區(qū)往往因施工條件差及地質(zhì)條件復雜等原因而難以修筑路基。為合理利用自然資源，提升社會經(jīng)濟效益，施工時選擇將開挖石料直接作為路基填料[1]。針對目前填石路基質(zhì)量影響因素及控制指標較多、施工質(zhì)量難以保證的情況，本文依托實際工程，對填石路基填料性能，包括壓實特性、破碎性和力學性能進行分析，確定最佳施工工藝，并對施工后的填石路基進行穩(wěn)定性檢測，探尋工后沉降規(guī)律，旨在為我國公路建設在填石路基施工技術(shù)方面的應用提供參考。
1工程概況
某公路工程位于山嶺重丘區(qū)，試驗段起止樁號為K70+800—K70+960。因其填筑高度較大，最大值約41.32m，所以選擇將現(xiàn)場開挖石灰?guī)r直接作為路基填料，為保證路基具有良好的穩(wěn)定性，需要對路基填料的工程特性進行分析。該路段填石路基施工要求參數(shù)見表1。
2工程實踐
2.1填石材料壓實特性
本研究采用石灰?guī)r為主要的路基填料，在進行填筑施工前需要對石灰?guī)r的壓實特性進行測試分析。施工現(xiàn)場對路基進行干密度試驗，通過對比灑水路段與未灑水路段的壓實度，發(fā)現(xiàn)壓實度差別很小，這表明以石灰?guī)r為主要路基填料進行壓實，具有較高的強度和良好的透水性，無須灑水施工。在現(xiàn)場施工過程中，采用強夯法，以強大的沖擊能可以提高填石路基壓實度。
2.2填石材料顆粒破碎性
（1）顆粒級配對壓實性能的影響。實驗室基于大型壓實試驗，對顆粒級配與填石材料破碎率的關(guān)系進行研究，通過數(shù)據(jù)擬合及回歸分析，發(fā)現(xiàn)破碎率與級配之間的相關(guān)性不顯著。（2）最大粒徑對破碎的影響。基于多重回歸法研究粒料破碎率多重回歸相關(guān)性影響系數(shù)，發(fā)現(xiàn)最大粒徑對破碎影響較小，而填層厚度和碾壓機械對顆粒破碎影響較大[2]。（3）壓實功對破碎的影響。基于室內(nèi)壓力試驗機對壓強和破碎率的相關(guān)性進行研究，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，填石材料的破碎程度隨壓強的增加而不斷增強，兩者之間存在明顯的線性關(guān)系。
2.3填石路基物理力學性能
在行車荷載的不斷作用下，由于填石路基具有較高的強度，導致路床位置的集料重新排列，細集料會向下沉降，進而路床部分的填石材料空隙比增大，最終降低了整個路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。目前針對該情況，一是通過降低路基高度，二是通過增加路基壓實度來延長路基使用壽命。
3填石路基施工工藝及穩(wěn)定性分析
3.1填石路基的施工工藝
（1）測量放線施工前期對各儀器進行校準，復核控制樁等資料，根據(jù)設計要求，做好原地面的測量工作，繪制路基橫斷面圖并計算路基填料數(shù)量。（2）場地清理施工前對施工現(xiàn)場的原地面復測核實并將填方路段地面清理干凈，清理深度一般在15cm左右，之后再將清理的表土運離施工現(xiàn)場。（3）施工機械在對現(xiàn)場施工條件及工程量大小進行準確評估后，合理配置施工機械，以保證施工進度。（4）基底施工基底由巖石和細粒土兩部分組成，為保證路基基底能夠達到設計強度要求且分布均勻，施工時需對基底的細粒土適當處理，選擇合適的處理方式以保證承載力要求，基底鋪設的填石材料作為過渡層，一般設置2～3層，厚度在35～56cm。（5）施工填料的運輸與卸料施工中應標明路基坡腳線位置，并保證兩點掛線相距20m左右，此外，相關(guān)人員還需控制路基松鋪厚度在55cm左右，以保證后續(xù)壓實厚度滿足要求。對于運輸至場地的材料應選擇合適的擺放位置，根據(jù)材料數(shù)量和物理特征選擇合適的運輸和卸料方式，避免出現(xiàn)不必要的問題[3-4]。（6）施工材料的攤鋪工藝對路基整平后，為保證路面橫向排水順利，在進行攤鋪時設置路拱橫坡度為3%，松鋪厚度55cm，攤鋪結(jié)束后應對攤鋪效果進行檢測，若發(fā)現(xiàn)局部攤鋪效果不佳，可以采用人工補齊的方法，保證整個攤鋪過程中路基表面及坡腳處的清潔，防止造成環(huán)境污染。（7）路基壓實技術(shù)對攤鋪后的路基進行壓實時，由于路基中含有石料可能會導致普通壓路機難以壓實緊密，對此可使用大功率的壓路機進行碾壓[5]。明確施工的碾壓方向和碾壓順序，其中碾壓順序由路基邊緣兩側(cè)逐漸向路基中間位置進行，碾壓后路基厚度控制在35cm。對于局部碾壓不充分的區(qū)域，可以人工將石渣或石屑與細粒土進行拌和、攤鋪、碾壓，路基中的縫隙可適當采用石屑進行填補整平。
3.2穩(wěn)定性分析
（1）填石路基施工過程應力變化分析對不同壓力情況下的路基深層內(nèi)部土層及沉降與受力之間的關(guān)系進行研究，施工前將壓力監(jiān)測儀器預埋至相應位置以跟蹤觀測沉降點處土壓力變化情況，結(jié)果表明，路基土壓力隨填筑高度的增加而不斷增大。（2）填石路堤邊坡形式分析施工時對當?shù)貧夂蚣艾F(xiàn)場情況觀測發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場填筑石料充足且沒有降水，因此，當?shù)毓ぷ魅藛T提出采用“先填后碼”的施工工藝，但為防止石料產(chǎn)生橫向或豎向位移，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)碼砌的邊坡重力作用并不顯著，所以選用厚度為50m的薄層碼砌填石路堤邊坡可獲得良好的效果。（3）填石路基施工后沉降規(guī)律分析填石路基工后沉降主要有瞬時沉降和蠕變沉降兩種形式[6]，瞬時沉降一般發(fā)生在施工中，占沉降總量的80%，施工后主要以蠕變沉降為主，且隨著時間延長，整個填石路基的沉降值會逐漸降低，經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，施工1年后，沉降值下降至每月1mm，表明整個填石路基沉降已經(jīng)完成。
4結(jié)論
隨著填石路基應用越來越廣泛，對其施工要求也越來越嚴格，經(jīng)本文研究得出以下結(jié)論：（1）經(jīng)對填石材料壓實特性進行分析，結(jié)果表明集料級配不會影響石料顆粒的破碎性，相反最大粒徑和壓實功等條件對石料破碎程度影響較大，施工過程中可以選用大功率的振動壓路機進行碾壓。（2）經(jīng)對石料物理力學性能研究發(fā)現(xiàn)，可以采用降低路基高度或增加路基壓實度的方法提升填石材料的質(zhì)量。（3）針對施工現(xiàn)場具體情況，做好施工前期準備工作，加強運輸、攤鋪、碾壓及工后沉降監(jiān)測等工作，以提高填石路基施工質(zhì)量。（4）對施工后的沉降量進行觀測，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施工1年后，填石路基整體沉降值下降至1mm/月，表明此時沉降已經(jīng)基本完成，路基趨于穩(wěn)定。
參考文獻：
[1]郭懷志.填石路基施工技術(shù)在公路施工中的應用[J].科技與創(chuàng)新，2015（3）：120-121.
[2]嚴衛(wèi)兵.填石路基的現(xiàn)場試驗與質(zhì)量控制研究[D].南京：河海大學，2005.
[3]趙可強.填石路基施工技術(shù)在公路施工中的運用[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2014（7）：174-175.
[4]方金城.公路工程施工中填石路基施工技術(shù)應用分析[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017（3）：37-38.
[5]高建軍.談公路工程中填石路基施工技術(shù)的運用[J].山西建筑，2018（34）：131-132.
[6]高志良.公路工程填石路基施工技術(shù)分析[J].交通世界，2017（29）：81-82.
作者：馬洪忠 單位：中建路橋集團有限公司
