任文旭
甘肃省陇南市文县交通运输局,甘肃省陇南市746400
摘要:随着我国社会经济的快速发展和公路网建设的不断延长,人们对道路施工质量要求也越来越高。相比于其他工程,在山岭区往往因施工条件差及地质条件复杂等原因而难以修筑路基。为合理利用自然资源,提升社会经济效益,施工时选择将开挖石料直接作为路基填料。
关键词:公路施工;填石路基;施工技术
引言
填石路基是公路工程施工的基础之一,其能够决定工程建设的质量,提升公路的使用寿命。填石路基施工技术受工程建设材料、工程设备的影响较大,如何实现工程建设效益最大化发挥,提升公路质量,成为了人们广泛关注的话题。因此,有必要对公路施工中填石路基施工技术应用展开探讨。
一、填石路基施工概述
填石路基填筑料通常以颗粒间黏聚力小的大粒径碎石为主,通过碎石颗粒的摩擦和嵌挤形成一定的抗剪强度及半刚性体。当地基结构发生不均匀沉降时,大粒径颗粒的嵌挤作用能够保证地基稳定性,从而防止更大沉降的发生。但较为严重的变形沉降,其地基内部剪应力会远超出路基所能承受的抗剪强度,引发更大范围的剪切变形,不利于路基结构的稳定性。可见,加强对填石路基施工技术的处理及施工质量的控制,对保证路基稳定十分关键。影响和决定路基质量的主要因素是填石料密度,填石料的密度主要由级配所决定,在进行填石路基施工时,可以通过室内试验确定填石料密度,并根据施工碾压试验所得数据进行填石料密度值的修正。填石料结构与路基结构密实性相关,软质岩石结构的破碎率高、粒径小,容易产生密实骨架结构,而硬质岩石结构破碎率低、粒径大,容易形成孔隙骨架结构,但会因孔隙缺少细粒料的填充而影响粒料之间嵌挤作用的发挥。普通填料压缩模量小,而填石料压缩模量较大,这一属性导致路基变形小,但既有变形会快速发展。填石料的粒径越大,其均匀性就越差,离析问题也更容易发生,在压实施工的过程中,将填石料压碎后其料径组分必将出现变化,导致路基强度、密实度和稳定性降低。粒径相同的填石料,也会因强度、抗风化度、岩性、吸水性等方面的不同而存在性质上的差异。此外,填石料性能在长期内并不稳定,大粒径填石料会随时间变化逐渐风化,使结构稳定性降低。
二、施工技术
(一)施工准备
在准备阶段,进行工程施工现场水文地质条件及施工环境的考察,为填石路基施工提供基础资料。在进行岩石材料选择时,必须注重材料性能和强度等指标,并选择边长0.5m的正方体岩石料,施工前还应将岩石料浸泡在水中以提升材料含水量,随后进行材料抗压试验,岩石料抗压系数应至少为15MPa。岩石料灌入量不得低于2.5mm,并将试验荷载和碎石料灌入量荷载比控制在5%及以上,岩石膨胀系数取值应适中。
(二)测量放线
做好对水准点、导线与中线的检查复核,如果现有的导线点无法达到要求,则要进行加密处理,确保施工中相邻两个导线点之间可以实现通视。复核要严格按照设计文件与图纸进行,中线与它各个点位的实际高程及横断面要及时测量,并复核路基的设计,对不同线形应使用中桩与边桩来标记。为了使路基边坡有良好的压实度,需在两侧边线额外加宽50cm,同时将其作为填筑施工的边线。
(三)路基填筑
(1)填石路堤的填料如果在岩性上有很大的差别,则要进行分层或者是分段填筑,将岩性相同的填料填筑在同一层或同一段中。但无论哪一种岩性的填料,其强度与粒径都必须满足相关规范与设计提出的要求。(2)首先要对填石路堤边坡实施码砌,在码砌的过程中,所用石料应为粒径不小于300mm的硬质石料,厚度按照2m控制。(3)填石路基的填筑和压实都应分层进行。在分层填筑过程中,松铺厚度不能超过0.5m;填石路基的碾压需使用重型振压机。一般分层碾压都要和边坡的码砌一同进行。
(四)填石路基压实处理
填石路基碾压施工过程中,考虑到石料粒径、组分、岩性、风化程度等方面的差异,本工程采用激振力较大的拖式振动压路机进行碾压施工,并加强碾压速度的控制,以防止因碾压速度过慢导致振动频次增加、能耗增加以及碾压速度过快而在石块停留时间过短,影响压实度。本工程填石路基碾压施工速度应保持在3.0~6.0km/h,在碾压开始时先使用慢速,再逐渐提升碾压速度。根据碾压程度检测结果可知,从摊铺上层至下层沉降率逐渐减小。表层填料所获得的压实能量较大,而压路机振动压实能量在向下面层传递的过程中会逐渐减小和散失,影响深层碾压效果。由(下表)数据可以看出,当松铺厚度大于80cm,下层的沉降仅为上层的43.57%,压实效果显然低于上层,为此,为控制填石路基的压实质量,其松铺厚度取值应适中。为确定松铺厚度,必须严格区分机械激振力所到达的深度和达到压实质量的设计压实深度,对于碾压施工质量影响较大的是后者,因为后者代表着每层松铺厚度的理想值。此外,随着路基填筑深度不断增加,松铺厚度值应在设计值的基础上适当放宽。
三、公路施工中填石路基施工技术应用措施
(一)实行原材料管控
填石公路的主要建设材料是碎石,进行碎石选择时,膨胀岩石、易溶性岩石和盐化岩石不得用于路基填筑,软质岩石不得用于路床填筑,进而实现建设材料质量的管控,提升公路的使用寿命。一般而言,石料的直径大小要在50cm之内,其颗粒的总体大小不超过铺设层厚的三分之二,路床底面以下40cm范围内,填料最大粒径不得大于15cm,其中小于5cm的细料含量应不小于30%。施工人员需重视工程建设材料的选取,清除易膨胀、遇水溶解的碎石材料,保障公路施工材料选取的科学性。进行石料选择时,要根据不同的道路等级、设计文件及规范要求,确定所需要石料粒径。石料的选取可以通过两个方面展开,分别为石料硬度、粒径。填石材料的硬度能够决定公路工程的质量,提升公路的使用寿命。一般而言,填石材料的强度需大于15MPa间,以保障公路的承载能力。同等条件下,强度较大的填石材料有利于提升公路的运行效率,实现公路施工的稳定性运行。因此,为保证公路的正常使用,在条件允许的情况下,施工人员要选择硬度较强的填石材料。填石材料粒径同样也是影响工程建设质量的重要影响因素之一,其能稳定公路地基,实现工程建设的安全性。填石材料的粒径能够决定其压实程度,良好的石料级配能提高压实度,将级配良好的石料平稳摊铺在路面上,降低密度不均导致的稳定性问题,从而提高公路施工的效率,保障工程建设质量的提升。
(二)提升地基周边清洁性
施工前,施工人员要清理地基周边及内部的垃圾,保持施工现场的整洁性,从而提升工程建设的质量。进行公路施工现场的清理时,需要将场地的垃圾与废弃物进行处理,处理深度要达到30m以上,保障清理工作的完好性实施。在此基础上,要对地基进行碾压,提升公路建设地基的平整性,使其符合规范要求。同时,进行垃圾清理时,要将清理出来的垃圾分类整合,降低环境污染。
结束语
综上所述,公路施工中填石路基施工技术应用有利于提升公路工程建设的质量,规范公路施工的手段。其中,可以通过实行管控原材料的方式展开,进而管控建设地基,提升地基周边清洁性,选择合理的施工工艺。填石路基的建设能够促进我国公路工程建设的现代化发展,保障工程建设质量的提升。
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