填石路堤施工工藝與質量檢測

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摘要：本文依據廣樂高速以及目前我國山區高速公路修筑中經常遇到的大粒徑填石路堤的修筑技術問題，通過現場填筑試驗，提出了適用于填石路堤的施工工藝，并對填石路堤的壓實質量檢查與控制方法提出了建議。

關鍵詞：填石路堤；施工工藝；質量檢查；控制方法

一、引言

填料粒徑大于2mm含量超過70%，粒徑小于0.074mm含量低于15%的路堤稱為填石路堤[1]。填石路堤填料的壓實及其力學特性等主要取決對于粗粒部分，這與填土路堤相比具有不易壓實，較高的抗剪強度，質量評定困難，容易發生沉降變形等特點，因此，填石路堤在質量控制方面較填土路堤有更嚴格的要求[2]。填石路堤面臨的主要問題包括檢測手段、壓實工藝以及粗粒料的壓實特性、路堤的沉降和穩定性評價等[3]。近年來，我國公路施工機械得到快速發展，目前施工機械水平已經大大超過以前，施工技術水平也在逐漸提高，同時，一些新的壓實方式（如強夯、沖擊碾壓等）也逐漸得到應用[4]。但主要靠施工經驗，缺乏系統的研究。同時，從二十世紀八十年代至九十年代中期，填石路堤在公路方面僅修筑很少，但這些工程在檢測與施工工藝方面進行了一些探索[5]。在路基設計規范中，推薦以重型壓實機具和壓實沉降差進行壓實檢測。在現有的施工實例中，有的用壓路機上的壓實計檢測，有的用表面沉降量控制壓實質量，也有的采取施工工藝質量控制。在我國水電部門，一般采用孔隙率或干容重作控制標準，由現場挖試坑的方法進行檢測?？梢?，現有的填石路堤的質量檢測手段與評價標準很不統一。綜上所述，對于填石路堤的研究還相對較為薄弱，目前對壓實層厚的要求較嚴（一般小于60cm），對施工效率產生了較大影響。在堅硬巖石的大粒徑厚層填石路堤的施工和質量控制方面，還缺乏系統的研究。在壓實機具的功能和種類都有較大進步的今天，開展大粒徑填石路堤修筑技術研究，具有較高的現實意義和必要性。因此，針對現有施工水平和壓實機具，開展較大層厚的（80~120cm）大粒徑填石路堤施工技術研究很有必要。同時，有必要提出填石路堤的壓實質量檢查與控制方法，為相關研究提供借鑒與參考。

二、填筑試驗

在大規模施工前，應進行填石路堤填筑試驗，其指基于實際工程施工條件，對施工所用的填料進行壓實以及現場填筑試驗，特別是在公路部門填石路堤施工經驗不多的情況下，大規模施工前的填筑試驗更是必不可少。填筑試驗目的如下：（1）核實路堤填筑設計壓實標準的合理性，如原設計規定的壓實干密度，孔隙率等能否達到。如發現試驗結果與設計控制指標有出入，可以根據試驗結果提出相應建議，由設計單位重新核定施工控制指標；（2）檢驗所選用的填筑壓實機械的適用性；（3）確定經濟合理的施工壓實參數，如鋪層厚度，碾壓遍數等；（4）完善填筑的施工工藝和措施；（5）制定填筑施工實施細則；（6）確定壓實質量控制方法和檢測指標。公路填石路堤的填筑試驗的面積一般不小于500m2，試驗段應選擇在較堅硬平坦的地段進行。在碾壓試驗前，應制定詳細的試驗計劃，確定壓實試驗內容和參數組合。根據這些經驗，施工單位可以確定大致的施工機具和方法，只要壓路機的型號確定下來，碾重、振幅、頻率，激振力、碾壓速度等參數也基本可以確定，針對廣東填石料，碾壓試驗內容如下：（1）碾壓機具，靜重20T以上振動壓路機，激振力不小于35T。碾路機碾壓參數選用：振幅1.4mm以上或強振擋。頻率25~30HZ左右，碾壓速度2~4Km/n；（2）堅硬花崗巖和灰巖的碾壓層厚建議80cm（根據層位）；（3）試驗碾壓遍數最多碾壓至12遍；（4）試驗檢測0、2、4、6、8、10、12遍碾壓填石干密度和孔隙率，每次檢測至少有三個測點（同一碾壓遍數），每次2遍后試坑灌水不少于3個，挖坑過程中遇到大粒徑石料應人工破碎取出，試坑體積不小于100cm×100cm×80cm。

三、填石路堤的施工工藝

結合現場試驗，提出的適用于振動碾壓填石路堤合理的施工工序如下：（1）運料與堆料；（2）攤鋪；（3）破碎大粒徑料，補充細料以及局部找平；（4）碾壓；（5）邊坡碼砌；（6）壓實質量檢測與整改。1．運料在運料前，應嚴格篩選填料粒徑，對于不符合粒徑大小的填料進行改小或者清除，以滿足工程實踐要求。2．堆料的攤鋪目前攤鋪填料的方法主要包括漸進式攤鋪法、后退法以及混合法。漸進式法-其主要優點包括：易于整平，填石料的填筑厚度便于控制，方便提供重車和振動碾壓的工作面，該方法是大粒徑填料最適用的鋪料方法。后退法-該方法對于細料含量較多或者細料土適用性強，但在填石路堤中施工會導致不易整平填石料表面，不易控制層厚，實際工程中較少采用。混合法-該方法兼有漸進式法和后退法的優點，對于填石路堤層厚較大的情況較為適用，但該方法比漸進式法費工。綜上可以看出，漸進式法施工對于堅硬石料填石路堤更適合。為了防止填石料細料沉積到壓實層底部，實際工程中應沿路基橫向在工作面一端堆放石料，攤鋪工作緊隨其后，且控制層厚要略大于攤鋪厚度。之后在已攤鋪成型的工作面上直接堆放運料，逐漸向前攤鋪。3．大粒徑料破碎、局部找平、補充細料對于存在局部大粒徑料超標以及攤鋪過程中出現的空洞、孔隙情況，應破碎超粒徑部分的填料。在完成以上工作后，填石路堤的表面應平整，高差應小于10%層厚且無露頭的大石以及孔洞和孔隙。在保證沒有多余填石料堆放在壓實工作面上后，方可進行下一步工作。4．碾壓試驗段先靜壓，后振動碾壓，從現場試驗效果來看，在保證層層碾壓條件下，碾壓10~12遍即可達到要求的密實度，距邊坡1.0m的地方均可振動碾壓，達到了人工碼砌邊坡的范圍。5．邊坡碼砌邊坡碼砌可以防止填石路堤邊坡表面被外界環境侵蝕，護坡防止垮塌。邊坡碼砌應滿足相關要求：強度大于30MPa且不易風化；石料粒徑應大于30cm；石塊應規則，無明顯的松動和大空隙。6．壓實質量檢查與整改壓實質量檢查包括密實度、高程差以及表觀質量檢測等。填石路堤在碾壓后，表面應無明顯空洞、孔隙，鐵鍬挖動困難的狀態。對于壓實質量檢測不合格的段落，應采取整改措施。結合現場實際情況，質量不能達標的原因包括：（1）碾壓遍數沒達到要求；（2）填料粒徑過大、表面不平整；（3）填石表面空洞、孔隙多，細粒料偏少。

四、填石路堤的質量檢測與控制

質量檢測控制是填石路堤能否滿足的關鍵因素。必須嚴格把控每一個施工環節，進行全面質量管理，切實保證填石路堤的填筑質量。對填筑質量進行檢查和控制的目的是：（1）盡早發現可能存在的施工質量問題并及時處理，避免或減輕質量事故；（2）檢查填筑質量與質量要求是否相符；（3）為竣工驗收資料做準備。填石路堤填筑質量控制的內容包括：（1）以干密度或沉降差為指標，檢查填筑質量；（2）復核碾壓遍數、層厚、壓實機具參數等施工工藝參數；（3）填石路堤外觀、平整度是否達到了相關要求。用壓實沉降差進行質量檢測時，沉降差的檢測頻度為：每2,000m2檢驗不少于12點，在壓實面積小于200m2時，檢驗測點應大于4點。沉降差平均值應小于5mm，標準差應小于3mm。對于填石路堤，結合試驗工程檢測結果發現：各種檢測方法并非盡善盡美，填石路堤檢測方法應采用質量檢測與施工工藝控制相結合的方法。水利部《混凝土面板堆石壩施工規范（SL49—94）》[6]附錄A規定：應主要以控制碾壓等施工參數對壩料壓實質量進行檢查。本文推薦的質量控制方法與該規定是一致的。

五、結語

（1）結合現場試驗，提出的適用于振動碾壓填石路堤合理的施工工序包括運料與堆料；攤鋪；破碎大粒徑料，補充細料以及局部找平；碾壓；邊坡碼砌；壓實質量檢測與整改。（2）攤鋪過程中填石料應嚴格控制超粒徑填料，并保證一定量的細料，確保碾壓過程中填料間相互咬合密實。（3）填石路堤宜采用漸進式法施工，堆料與攤鋪工作應同步進行。攤鋪宜采用大功率攤土機，以減小攤鋪料的不均勻性，減小大粒徑料間孔隙，增加攤鋪后填石表面的平順度，從而對后期的壓實產生較大的影響。（4）邊坡碼砌能有效提高填石路堤邊坡穩定性，應盡量用大塊不易風化的堅硬石料進行邊坡碼砌，石料應加工規則，碼砌貼緊、密實，空洞、松動現象應不明顯。（5）填石路堤質量檢測應采用質量檢測與施工工藝控制相結合的方法。本文推薦的實測項目用于填石路堤，可為相關工程實踐提供借鑒和參考。

參考文獻

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[2]葛峰，何川.關于填石路堤施工技術與質量控制措施的研究[J].湖南交通科技，2017，43（03）：88-90.

[3]趙明華，曾廣冼，劉勇.高填石路堤動力響應的室內模型試驗及彈塑性有限元分析[J].巖土力學，2006，27（S2）：988-992.

[4]馬宗源，廖紅建，徐清清等.填石路基動力夯實離散元數值分析[J].地下空間與工程學報，2016，（03）：705-711.

[5]李兵，李闖民，張亮.填石路堤現場壓實質量檢測方法[J].中外公路，2005，（04）：40-42.

[6]中華人民共和國電力行業標準，混凝土面板堆石壩設計規范[S].DL/T1999.

作者:童第科 單位:招商局重慶交通科研設計院有限公司