1、礫石土填筑路基的施工工藝及質(zhì)量檢測 靳軍 張勁松 馮永齊 焦作市公路管理局關(guān)鍵詞 礫石土路基 施工工藝 質(zhì)量檢測1前言隨著我國高等級公路建設(shè)的迅猛發(fā)展，用作路基填筑的材料越來越多，礫石土就是其中一種較為理想的材料。雖然礫石土作為路基填料有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，但其施工工藝和檢測方法在路基施工技術(shù)規(guī)范中卻沒有相應(yīng)的具體要求，限制了礫石土在公路工程中的廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合焦晉高速公路礫石土路基的試驗(yàn)與施工情況，對礫石土填筑路基的施工工藝和質(zhì)量檢測控制進(jìn)行了初步的探討。2工程概況焦晉高速公路全長17.036 Km，位于河南省焦作市境內(nèi)，起點(diǎn)為晉豫兩省交界處，山西省晉城至焦作高速公路的終點(diǎn)，終點(diǎn)位

2、于焦作市小尚村，與焦作至鄭州高速公路相連。路線自北向南分屬山嶺區(qū)（K0+000K6+610）、重丘區(qū)（K6+610K10+420）、微丘區(qū)（K10+420K17+036）。山嶺重丘區(qū)基巖基本裸露，路塹開挖和隧道開挖產(chǎn)生的石渣數(shù)量很大，質(zhì)量也符合路基填筑材料的要求，可用于路基填筑。微丘區(qū)多為含細(xì)粒土的礫石土，而可用于路基填筑的細(xì)粒土資源貧乏。在這種情況下，經(jīng)過認(rèn)真的分析與設(shè)計(jì)，從節(jié)約耕地、保護(hù)環(huán)境和提高路基強(qiáng)度的目的出發(fā)，確定微丘區(qū)路基采用符合路基填料要求的天然礫石土進(jìn)行填筑。3礫石土路基施工工藝31 路基填筑材料組成焦晉高速公路使用的礫石土填料取土場，位于焦作市中站區(qū)王封鄉(xiāng)和朱村鄉(xiāng)轄區(qū)內(nèi)，距路

3、基3.64.0 Km，對王封鄉(xiāng)西馮封村土場的礫石土進(jìn)行取樣篩分，其粒度組成情況如下表：礫 石 土 的 粒 度 成 分粒 組(mm)粒 度 成 分 （ 以 重 量 % 計(jì) ）12345678910平均602.7024.304.755.057.608.4510.2013.708.757.109.26604038.3022.8035.1036.2013.8516.4532.7025.7029.8533.0028.39402036.3029.7028.6029.1021.3018.8531.0035.9033.2033.9029.79201012.2510.5516.9515.6027.8535.90

4、11.3011.4014.4012.3016.851053.554.004.656.2521.459.104.704703.903.706.60522.852.854.001.752.352.853.703.503.604.103.155 和曲率系數(shù)Cc =13這兩個條件時，土為級配良好的土。通過以上的分析可以得出，在清除大于10cm的卵石后，天然礫石土是具有良好級配和良好壓實(shí)性能的土。32 施工工藝321 料源選擇要求由于礫石土在形成過程中是分層沉積的，各土層礫石含量及級配組成必定會有所不同，根據(jù)路基施工質(zhì)量要求，選料時要選擇級配良好，級配范圍變化不大的礫石土，位于同一段的同一層路基采用礫石

5、含量相近的礫石土進(jìn)行填筑。322 試驗(yàn)段由于高速公路的質(zhì)量要求高、投資大，礫石土又是一種新材料，其施工工藝和質(zhì)量控制都會有不同的要求，為確保工程施工順利進(jìn)行，避免因盲目施工而給工程帶來重大損失，礫石土路基開始施工以前，首先要鋪筑試驗(yàn)段，以便獲得有關(guān)的技術(shù)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)的施工方法，指導(dǎo)和控制全線的施工。經(jīng)過試驗(yàn)，確定了礫石土的各項(xiàng)技術(shù)數(shù)據(jù)、施工方法和壓實(shí)度檢測方法，有關(guān)內(nèi)容在下文中有詳細(xì)的敘述。323 路基上料及整平3231 礫石土應(yīng)分層填筑，每層松鋪厚度不超過40cm，最大粒徑不超過壓實(shí)厚度的2/3，路基全幅填筑，不應(yīng)縱向分幅填筑。每一施工段的適宜長度為150200m。3232 礫石土的松鋪系數(shù)為

6、1.07，根據(jù)每層松鋪厚度不大于40cm的要求，按照計(jì)算的材料數(shù)量，將礫石土均勻地卸在路基上，人工清理超粒徑的大石塊。3233 用大型推土機(jī)推平，在推平過程中，人工配合裝載機(jī)清除超粒徑石塊，再用平地機(jī)按路基的橫坡和縱坡要求進(jìn)行整平，個別不平處人工配合找平，個別粗粒料集中處，人工加鋪細(xì)料拌和均勻。整平過程中露出的超粒徑石塊要及時挖除，大石塊挖除后留下的坑洞，要填補(bǔ)至略高于整平層的表面。3234 路床頂面以下80 cm范圍內(nèi)，松鋪厚度不應(yīng)大于30cm，填料最大粒徑不應(yīng)超過10cm，超粒徑石塊在上料、攤鋪及整平時要嚴(yán)格進(jìn)行清理。324 路基碾壓路基上的礫石土經(jīng)整平以后，采用16T振動壓路機(jī)不振動靜壓

7、一遍，然后先慢后快，由弱振至強(qiáng)振再振動碾壓5遍以上，至壓實(shí)層表面平整密實(shí)、無明顯輪跡為止。碾壓速度最大不宜超過4 km/h。碾壓時，直線路段和大半徑曲線路段由兩邊向中間碾壓，小半徑曲線路段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓 ，縱向進(jìn)退式進(jìn)行，橫向接頭重疊0.40.5m，前后相鄰區(qū)段縱向重疊1.01.5 m。應(yīng)達(dá)到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。325 含水量控制用透水性良好的礫石、粗砂等作路堤填料時，可不控制含水量；用透水性不良的粘性土等路堤填料時，應(yīng)在接近最佳含水量情況下分層填筑與壓實(shí)。礫石土的透水性介于二者之間，不能按上述情況確定。從現(xiàn)場施工情況來看，由于使用的礫石土中大于2mm的顆粒含量至少達(dá)到70%以上，

8、其透水性還是相當(dāng)大的，含水量對壓實(shí)度的影響很小。但是，考慮到其中還含有一定數(shù)量的細(xì)粒土，當(dāng)?shù)[石土太干時，容易出現(xiàn)局部松散的現(xiàn)象，且車輛經(jīng)過時易產(chǎn)生揚(yáng)塵；當(dāng)?shù)[石土太濕時，個別細(xì)粒土含量大的地方有可能產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象，為提高壓實(shí)工作的效率和質(zhì)量，做到文明施工，還是應(yīng)當(dāng)對含水量進(jìn)行適當(dāng)控制。一般情況下，礫石土的天然含水量即可滿足施工要求，當(dāng)天氣炎熱或降水量較大時，應(yīng)該適當(dāng)補(bǔ)水或翻開晾曬。326 路基邊坡防護(hù)由于礫石土材料松散，在降雨量較大時易產(chǎn)生沖刷破壞，路基邊坡防護(hù)成為影響路基整體穩(wěn)定性的一個重要問題。在路基施工時，其兩側(cè)的壓實(shí)寬度要大于設(shè)計(jì)寬度0.51m，且應(yīng)加強(qiáng)路基邊緣的壓實(shí)工作。雨季施工時，要注

9、意路基排水，避免產(chǎn)生較大的沖刷破壞。路基施工完成后要及時進(jìn)行邊坡防護(hù)工作，焦晉高速公路采用漿砌片石拱形骨架的形式對路基邊坡進(jìn)行防護(hù)。路基削坡后，在邊坡上砌筑厚度為30cm的漿砌片石拱形骨架，骨架內(nèi)填入細(xì)粒土，適當(dāng)夯實(shí)后進(jìn)行綠化。328 環(huán)境保護(hù)由于施工過程中要對天然礫石土中的超粒徑石塊進(jìn)行人工清除，將會清理出很大數(shù)量的石塊，清理出的石塊要集中堆放和處理，不能散落在邊坡下，更不能丟到農(nóng)田里。當(dāng)?shù)氐[石土埋藏深度一般為35m，其下為細(xì)粒土，礫石土挖除以后可開墾為耕地。從取土場取料前，要將地表的含草皮土、含腐殖質(zhì)土進(jìn)行清理，集中堆放，取土結(jié)束時將其鋪于取土坑內(nèi)。4施工質(zhì)量控制與檢測41 施工工藝控制與

10、填石路基相似，施工工藝控制是保證礫石土路基施工質(zhì)量的關(guān)鍵。為了保證礫石土路基的施工質(zhì)量，在施工過程中要嚴(yán)格按照施工工藝的要求進(jìn)行，對其松鋪厚度、填料的最大粒徑、壓實(shí)機(jī)械的噸位及碾壓方法、壓實(shí)遍數(shù)等方面要嚴(yán)格控制。42 壓實(shí)度檢測方法由于礫石土填料既不同于土質(zhì)填料，又不同于石質(zhì)填料，而是介于土質(zhì)和石質(zhì)之間的一種填料，現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的檢測方法和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)均不適用。根據(jù)礫石土填料的這一特殊性，壓實(shí)質(zhì)量檢測采用以壓實(shí)沉降差法為主，結(jié)合輪跡法，并以彎沉法輔助配合的方法。421 壓實(shí)沉降差法在壓實(shí)后的路基表面用油漆或其它醒目標(biāo)注標(biāo)記測點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測量測點(diǎn)高程（或相對高程）。用凈重16T振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓檢測

11、，連續(xù)振壓兩遍，然后再用水準(zhǔn)儀測量測點(diǎn)高程（或相對高程），計(jì)算各測點(diǎn)的沉降差。當(dāng)碾壓前后無明顯輪跡，沉降差最大值小于5mm，平均值小于3mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于2時，即認(rèn)為達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。檢測頻率為每2000m2測12點(diǎn)，壓實(shí)面積不足200 m2時，檢測4點(diǎn)。422 輪跡法 當(dāng)?shù)[石土路基按規(guī)定的施工工藝碾壓完成后，在進(jìn)行壓實(shí)度檢測時，首先進(jìn)行外觀檢查，當(dāng)外觀平整，沒有松散現(xiàn)象，無明顯輪跡時，方可進(jìn)行壓實(shí)沉降差法檢測。423 彎沉法為保證礫石土路基的施工質(zhì)量，要求在90區(qū)、93區(qū)、95區(qū)（按土方路基標(biāo)準(zhǔn)劃分）碾壓完成時各做一次彎沉檢測，并與土方路基相應(yīng)各區(qū)的設(shè)計(jì)彎沉值進(jìn)行比較。下表列出了路基右幅K12+8

12、00K13+000段95區(qū)頂?shù)膹澇翙z測結(jié)果：樁號百分表讀數(shù)（10-2mm）彎沉值（10-2mm）土路基95區(qū)頂面設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)（10-2mm）左右初讀數(shù)終讀數(shù)初讀數(shù)終讀數(shù)左右K12+80021224244218K12+82522184436K12+85023304660K12+87520134026K12+90021234246K12+92517193438K12+95029245848K12+97527235446K13+00035257050從表中數(shù)據(jù)可以看出，礫石土路基的彎沉檢測結(jié)果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了相應(yīng)的土路基的設(shè)計(jì)彎沉指標(biāo)，完全可以保證路基的質(zhì)量。424 壓實(shí)沉降差法與灌砂法的對比試驗(yàn)雖然壓

13、實(shí)沉降差法能夠很好地控制礫石土路基的施工質(zhì)量，但是卻無法直接反映出各壓實(shí)區(qū)實(shí)際的壓實(shí)度。為了從數(shù)據(jù)上說明壓實(shí)沉降差法確實(shí)能夠滿足質(zhì)量控制的要求，我們特別做了壓實(shí)沉降差法與灌砂法的對比試驗(yàn)。在取土場將一部分天然礫石土過4cm的篩子，取樣進(jìn)行擊實(shí)，得出其最大干密度為2.32g/cm3,然后在已整平好的試驗(yàn)路段上劃出一個3m5m的方框，將方框內(nèi)的一層土挖出，換成已過篩的礫石土，用推土機(jī)推平和穩(wěn)壓，用平地機(jī)整平。在方框內(nèi)外各布設(shè)5個測點(diǎn)，測量其高程，然后按上文所述的碾壓方法對整個試驗(yàn)路段進(jìn)行碾壓，每壓一遍，測一次沉降差，從第三遍開始在方框內(nèi)測壓實(shí)度，每一遍測兩點(diǎn)。測量結(jié)果如下：碾壓遍數(shù)12345678

14、9壓實(shí)沉降差的平均值（mm）方框內(nèi)522.611.65.26431.20.6方框外212.48.254.64.4210.4灌砂法檢測壓實(shí)度的平均值（%）94.896.997.599.8101.3100.8102.1由于方框內(nèi)的填料為后鋪，整平后的密實(shí)度可能比方框外的低，因此前三遍的壓實(shí)沉降差略為偏大，但從第四遍開始方框內(nèi)外的沉降差基本一致。由上表數(shù)據(jù)可以看出，碾壓五遍時，壓實(shí)度已達(dá)到97以上，碾壓六遍時，壓實(shí)度基本達(dá)到100。由此可以證明，沉降差最大值小于5mm，平均值小于3mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于2的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，完全能夠滿足質(zhì)量控制的要求。5結(jié)語 采用礫石土填筑高速公路路基，在目前的高速公路建設(shè)中并不多見，但礫石土作為路基填料的優(yōu)良性能是顯而易見的。在沒有相應(yīng)的施