高等级公路填石路基施工中冲击压实技术的应用

2017-03-02张益兵

黑龙江交通科技 2017年2期

关键词：填石遍数压路机

张益兵

(山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城 048000)

高等级公路填石路基施工中冲击压实技术的应用

张益兵

(山西晋城路桥建设有限公司，山西晋城 048000)

主要从填石路基施工工艺、工作原理、控制措施等方面，通过实例简要分析其在高等级公路路基中的具体应用。

高等级公路；填石路基；冲击压实技术；应用

随着我国高等级公路的快速发展建设，一些山岭重丘地带也开始修建高等级公路，山西省高平至陵川高速公路LJ 9合同段最大填石方高度14 m，进行高填石方路基施工。为防止路基沉陷、路面早期破损等多种质量病害，采用普通的震动压实方法是满足不了现行路基质量要求，为此采用冲击压实来代替，使施工段落沉降得以有效控制，确保了填石路基施工质量。

高平至陵川高速公路LJ 9合同段里程桩号K45+860～K48+550，处于填石路基段落，现将施工过程采用的方法逐一进行阐述。

1 填石路基施工工艺

1.1 填石路基基底的处理工艺

路基基底应具有一定均匀的强度且比较平整、无水害才能满足施工规范要求。因此，可分为三种情况进行处理。(1)基底为岩石的，要初略炸平并形成向路内侧坡度，防止向外滑坡。(2)基底为细粒土的，要设置一定厚度(50 cm)的反滤层以提高其强度。(3)基底为岩石和细粒土混合的，在初略整平后再设置反滤层内设置土工材料以防止不均匀沉陷。

1.2 选择正确的填石路基材料

填石路基材料一般都是挖方路段放炮崩下来的大小不一的石块，为了能把好质量第一关，我们在料场先用破碎锤将粒径大于30 cm的石块逐一破碎。并在装车时严格控制超粒径石块上车。另外，在料场选出粒径小于10 cm的小石渣作为整平层的嵌缝料。

1.3 填石路基材料的摊铺方法

填石路基施工前，根据施工方案选择300 m长段落进行首件产品施工。在试验过程中，利用冲击压路机选择不同的碾压遍数及速度对填石路基进行冲击，采集相应数据和各种参数，通过沉降差观测确定该段填石路基冲击压实的参数，作为施工阶段的参数。(1)设置摊铺工作面定额卸料(填筑料)。(2)使用推土机推料进行初平施工(每层40 cm)，如有大料集中现象可采用挖掘机配合将大料挖出换填小料杜绝不均匀现象发生。(3)用小石渣对石料间的空隙进行嵌缝，并用平地机配合推土机再次整平工作面。

1.4 填石路基的压实方法

在填石路基压实施工中，碾压厚度、填料的含水量、压路机的吨位、碾压速度等因素都会影响到填石路基的压实度。(1)用25 T重型震动压路机以1.5～2.5 km的速度进行1遍稳压、4遍震动复压、1遍稳压。(2)每两层(即80 cm)用YCT25冲击压路机以12 km的速度进行30遍的冲击压实。(3)在用石渣将冲击压路机冲击出来的坑槽填平，用震动压路机压平。

1.5 填石路基压实检验方法

通过首件产品施工时在K45+900、K45+950设置2个断面，每个断面分左、中、右三个监测点，并分别用冲击压路机进行10遍、20遍、30遍冲击压实，平均沉降量分别为21 mm、9 mm、5 mm；压实度分别平均为85.5%、92.6%、96.5%。通过碾压遍数和平均沉降量的变化，我们不难看出随着碾压遍数增加到20遍时，平均沉降量降至9 mm；而碾压遍数继续在增加10遍时，平均沉降量只降至到5 mm，这表明路基填料已经趋于稳定状态。最后采取冲击30遍同时用精密水准仪和铟钢尺进行沉降差检验，要求沉降差小于5 mm，标准差小于3 mm为合格。

2 冲击压实基本原理

当牵引车拖动冲击轮向前滚动时，冲击轮重心离地高度高低交替变更，产生集中的冲击能量向前、向下碾压，巨大的冲击波通过弧形轮次序并持续地冲击路基填料，使填料受到巨大的冲击力达到破碎和压实的目的。其具体冲击作用进程分为2个阶段。

(1) 储能阶段；冲击轮从重心最低状态向重心最高状态过度，牵引动力转化成压实轮的势能和动能。

(2) 能量释放阶段；冲击轮从重心最高点向重心最低状态过度，冲击轮的势能转化为动能，对路基填料产生巨大的冲击力。

冲击压实同时具有静力、冲击、搓揉、振夯的作用并利用低频大振幅冲击力作用于路基填料上，并快速、连续周期性地作用，产生强烈的冲击波向地基下深层转播，提高土体的固结速度，使得压实层富有弹性，压实效果明显。其结果在于提高路基的压实度以及均匀性，减少完工后的路基沉降。

3 填石路基沉降观测控制方法

在施工前，由施工技术人员编制填石路基沉降控制观测方案，并经测量监理工程师审查认可后实施。在方案中重点应注意以下几个方面：(1)观测基点必须建立路线两侧，每侧2个基点，且远离路堤坡脚30 m以外。(2)观测点设在路堤坡脚处以外2 m和4 m处且沿路线对称埋设3组观测点，每侧观测点间距150 m，观测点用钢筋水泥土浇筑成方形桩(15 cm)。(3)观测次数的要求：在路基填筑时，需要每天进行一次观测；在路基填筑完成一个月之内，需要每5 d进行一次观测；在路基填筑完成一个月之后，需要每10 d进行一次观测，并详细记录每次观测的数据。为了更好地控制沉降，必须严格控制每层填筑厚度，如超过40 cm范围的，要采取减薄措施。

4 填石路基工后补强方法

填石路基在施工时如果没有严格控制好施工质量则极易产生路基的整体下沉或不均匀沉陷的隐患，对此可以采用局部压密注浆处理方法。在压密注浆处理方案中重点应注意以下几个方面：(1)确定沉陷范围，可以采用钻探方法确定平面范围和具体深度位置。(2)选择注浆液体，注浆液体有水泥与水玻璃双液浆和普通的水泥浆，如填石路基受水侵害较为严重则选择水泥与水玻璃双液浆作为注浆液体效果较好；一般情况则选择普通水泥浆即可。(3)钻机的布孔及孔深的控制，钻机的布孔一定按照补强方案制定的孔径和孔距进行施工，一般孔距为1 m并按照梅花形布孔；孔深一定按照设计深度钻到位，并经验孔后方可进行下道工序施工。

5 填石路基的质量控制要点

填石路基的质量控制关键在于压实，而压实关键在于如何控制冲击压实的使用方法及相关要点。在高陵高速公路填石路基质量控制上重点注意以下几方面：(1)提高施工技术人员施工质量意识和责任心，增派旁站质检工程师对整个冲击压实过程进行严格监督。(2)在保证每层填料厚度情况下还必须要保证冲击压实的遍数和冲击速度，并做好记录和影像资料。(3)在桥梁、涵洞等结构物的两侧必须保证预留15 m的安全距离，防止巨大的冲击波将结构物破坏。在预留15 m范围内采用未筛分碎石(4 cm以下)每层厚度为15 cm逐层填筑而成。(4)在每层冲击压实时必须保证路基边缘得以充分压实，以防止路基边坡松散导致雨水侵入或路基边坡坍塌等质量隐患的发生。(5)冲击压实的顺序，从低处向高处或从路基边缘向路基中心开始依次冲击压实全部完成一次计为冲击压实一遍。