石方及土石混合料在路基施工中的应用
2011-04-17戴继杰
戴继杰
随着公路建设中对环保、生态、旅游、景观等“人性化”设计理念的引入,各种新材料、新技术的广泛推广和应用,标志着公路建设正沿着“科技创新、以人为本”的国际化轨道发展。随着交通基础设施建设的发展和市场的日趋成熟,以及激烈的市场竞争,如何提高施工质量、加快建设进度、节约施工成本,已成为建设、设计、监理及施工单位共同关注的焦点。因地制宜地采用石方(或土石混合料)填筑路基具有节约成本、缩短工期、减少征地、保护环境等显著优点。
交通部部颁规范对填石路基施工工艺与检验方法已作了相关规定,但各地区岩性及土石混合料含石量不尽相同,特别是已建成的公路较少用石方填筑路基,因此在实际施工与检验过程中施工工艺和检验方法还有很多地方不太完善。
1 石方路基施工工艺
1.1 施工准备
1)施工前,应先检查机械及人员的到位,重点是大吨位碾压设备,确保在完好的情况下使用。2)测量放样根据施工图并结合导线复测成果用全站仪放出路基中心线,每隔 20m在中心线上钉一木桩并在木桩上钉一小钉准确控制道路中心线,然后根据每一中心桩放出边线桩。测量人员在现场用水准仪在边线桩上测好控制标高,用红线作为标志,以此作为控制桩,控制上土厚度和路基宽度。
1.2 填筑
填料前首先用石灰线打出方格,方格按路基宽度横向从中线分开,纵向每 5m打一横线,这样纵向每5m有两个方格。根据不同路段的路基宽度,计算出每个方格的面积,按照不同的上料层厚,计算出每个方格可上料的体积。再根据运输车辆的体积,算出每个方格可倒几车料,施工员按照车次进行现场控制,以达到控制层厚的目的。
自卸车运料至现场后,由专人指挥按照车数倒入方格,保证不多倒也不少倒。确保车数准确后,现场施工员指挥推土机将填料推平(或人工摊平),摊平时要先中间后两边,中间高,两边低,并做成不小于2%的横坡。推土机(或人工)在整平过程中,现场施工员需带领一定量的民工将粒径大于 15 cm的石块击碎,少量击碎不了的用装载机运至场外废弃;此时技术人员用 40 cm长钢尺检查上土层厚(最大不超过40 cm),保证每个点都在规定层厚以内时整平结束。整平结束后,开始碾压。
先用振动压路机进行稳压,根据现场的平整度先进行稳压,稳压结束后就开始振压,两台振动压路机一前一后(或一台振动压路机),做到先弱后强,行驶速度由慢到快,但最大时速不得超过4 km/h,振动压路机振压路基4遍~6遍后,看路基表面是否有轮迹,如果没有明显轮迹,此时用 18 t~21 t三轮压路机进行稳压,三轮压路机纵向回头碾压时重叠后轮宽的 1/2,现场施工员跟着压路机随时检查,并做好记录,确保无漏压,无死角。
1.3 检验方法
三轮压稳压结束后,开始检查。首先,检查外观,外观检查要达到“嵌挤无松动”“密实无空洞”“平整无起伏”三个要求。其次,人工检测:用镐刨不动,需用撬棍撬才能松动;用激振力200 kN以上的振动压路机强振碾压无轮迹。以上两点满足后,方可认定为密实。
1.4 注意事项
1)地面横坡度大于 30°、岩石表土厚度不足 30 cm时,应将表土清除,并将岩面做成向内倾斜的台阶,台阶层高1 cm~2 cm。2)在大面积施工前应先进行试验段施工,以确定松铺系数及碾压组合。3)填石路堤应分层填筑、先低后高,上石料时应先两侧后中央。4)由于石料孔隙大、透水性较好,为了防止雨水冲刷,在填筑时应在两侧路肩各铺设 1m~2 m宽的素土包边,并设置碎石盲沟以利排水。5)填石路基倾填前,路堤边坡坡脚应用粒径大于30 cm的硬质石料码砌。当填石高度不大于 6m时,其码砌厚度应不小于1m,当高度大于6m时,码砌厚度应不小于2m。6)当石块级配较差、粒径较大、填层较厚、石块间的空隙较大时,可用石渣、石屑等细粒填隙、找平。
2 土石混合料施工工艺
土石混合料填筑时必须整幅施工,前后段落施工先低后高,如果土石易于分清,应分段或分层填筑,并将透水性较小的填料填在下层,并做不小于 4%的横坡。土石不易分清的填料应按下述要求进行施工。
2.1 石块多于70%,按填石路堤要求施工
1)石块的厚度不得大于 25 cm,否则需击碎或废弃。将石块大面向下,小面向上,分开摆平放稳,缝隙以土和石屑填充,用推土机整平。
2)先用激振力 200 kN以上的振动压路机或 18 t~21 t三轮压路机稳压 1遍~2遍,再用激振力 400 kN以上的振动压路机或拖式振动压路机振压 4遍~6遍(具体遍数应根据各层次压实度要求确定)。
3)必须分层填筑,填筑松铺厚度根据试验段确定。
2.2 当石块含量在50%~70%之间时按土石混合料要求施工
1)用推土机整平,分层填筑,填筑松铺厚度根据试验段确定。2)个别大石块要击碎或用人工摆平放稳,石块厚度不得超过15 cm。3)先用激振力200 kN以上的振动压路机或18 t~21 t三轮压路机稳压 1遍~2遍,再用激振力 400 kN以上的振动压路机或拖式振动压路机振压 4遍~6遍(具体遍数应根据各层次压实度要求确定)。
2.3 当石块含量小于50%时,按土路基要求施工
1)用推土机整平,分层填筑松铺,填筑松铺厚度根据试验段确定(石料粒径应小于15 cm)。2)个别厚度大于15 cm的石块应击碎或废弃。3)先用激振力 200 kN以上的振动压路机或 18 t~21 t三轮压路机稳压 1遍~2遍,再用激振力 400 kN以上的振动压路机或拖式振动压路机振压 4遍~6遍(具体遍数应根据各层次压实度要求确定)。4)混合料的含水量,以相应土的最佳含水量控制。
2.4 土石混合料的碾压程序
第一遍静力稳压,第二遍弱振,以后强振。行驶速度由慢到快,最大时速不得超过4 km/h。振动压路机或拖式振动压路机横向重叠40 cm~50 cm,对三轮压路机一般重叠后轮宽的 1/2。前后相邻两区段(碾压区段之前的平整预压段与其后的碾压段)纵向重叠100 cm~500 cm。要做到无漏压,无死角。
2.5 土石混合料压实度现场检测方案
压实度检测所用的最大干密度和最佳含水量,按《公路土工试验规程》重型击实试验方法求得。由于路基填筑土石混合料中含有卵石,且卵石的含量和粒径大小不同,所以压实度现场检测分以下几种情况:
1)现场灌砂土样中无大于 38mm颗粒时,按《公路土工试验规程》中 T0102-93的灌砂方法求得压实度。
2)现场灌砂的土样中有大于 38mm的颗粒时,应取出大于38mm的颗粒,并求得其百分率P,按下列公式分别对最大干密度校正。
其中,P′/dmax为校正后的最大干密度,g/cm3;P′dmax为用小于38mm颗粒的土样试验所得的最大干密度,g/cm3;P为试验中粒径大于38mm颗粒的百分数,%;G′/s为粒径大于38mm颗粒的毛体积比重。
此情况比较复杂,速度慢,工作效率低。
3)当现场灌砂的土样中有大于 38 mm的颗粒,但数量较少时,先取出大于38mm的颗粒,放入灌砂试洞,测得小于38mm颗粒土样的干密度,计算出压实度。此情况原理简单、直观、速度快,适用于大规模操作。
以上仅对公路工程项目施工中石方及土石方混合料填筑工艺和检验方法作了简要阐述,实际施工过程中应根据各地区情况作相应调整和改进,以保证工程施工质量。
[1] 申战军,贾新发,王安华.填石路基施工的探讨[J].山西建筑,2009,35(28):251-252.