董涛
枣庄市顺达公路工程有限公司 山东枣庄 277200
摘要:碎石填料铺设路基、修筑堤坝,实现了资源的再利用,具有显著的社会效应和经济效益,但碎石填料的散体颗粒特性,对施工质量提出了更高的要求。基于填石路基碎石填料离散化特性,采用EDEM三维颗粒流软件建立填石路基压实的离散元模型,对填石路基压实过程中碎石颗粒的应力场、速度场、孔隙率进行分析,得到不同影响因素下的路基压实特性。研究结果表明:振动碾压过程本质上是碎石颗粒链结构不断组合的过程,其中由碎石大颗粒作为强力链骨架抵抗外界载荷,小颗粒作为弱力链充填空隙,跟随大颗粒整体往下部、斜下部方向运动。在振动压实过程中,振幅越大,颗粒形状越接近球体,压实效果越好,路基的密实度越高。
关键词:填石路基;公路工程;技术应用
引言
我国地域辽阔,东西部地区土质差异较大,东部地区一般以填土路基为主,可将天然地基与石灰、粉煤灰等无机物拌和制备成具有一定强度的路基,而西部地区土质材料相对较少,若采用土质路基的施工方案,需运输大量的填土来修筑路基,导致工程量和施工费用显著增加。山区经挖方和隧道开凿会产生大量碎石无法处理,因此就近使用当地碎石作为路基材料,可以最大限度降低路基修筑成本。但由于碎石颗粒在长期外部车辆荷载作用下会出现移位和剪切变形,进而导致填石路基内部孔隙体积减小,最终引起路基路面沉降。为此本文主要针对填石路基沉降的过程及机理进行分析,提出一种填石路基施工方案,并对其施工后的路基质量进行检测,为同类型工程施工提供参考。
1填石路基施工技术
1.1测量放线
控制点的复测和加密由测量人员利用GPS、全站仪完成,水准点的复测和加密用精密水准仪完成,并按照规范复测中线,设置稳定的控制桩。中线的测放利用坐标法完成,配套仪器为全站仪,固定路线中心的控制桩。边桩和中桩的设定间距分情况考虑,直线段为20m,曲线段减小至10m;测放各点的坡脚线,在确保无误后于该处撒上白灰,形成醒目的标记。此外,应在控制桩上确定各层土的松铺标高线,并做好标记,以便后续能够精准地拉线,作为松铺厚度的控制基准。
1.2基底施工
在公路填石路基施工作业期间,实行基底施工,要求强化对基底强度的把控,把充分保障基底强度作为整体施工质量控制的核心点。要重视施工前期的调查勘测工作,了解施工路段的基底具体构成部分,按照前期调查结果,来明确规划好施工内容。对于基底承载力不均匀的路段,可以通过换填细粒土的方式来减轻承载力差异问题,然后再进行石料铺设工作[2]。在进行过滤层设置时,必须要结合工程具体状况,把过滤层厚度控制在30~50cm为最佳,并且还要考虑到部分路段有可能存在不均匀的问题,针对此问题使用少量土工材料予以填筑,从而保证基底整体的均匀性。
1.3填石路基摊铺
摊铺作为填石路基施工中最重要的施工步骤,首先技术人员需要对填料进行分类,并以渐进、先两边后中间的方式逐层摊铺,当摊铺厚度达到40cm左右,使用推土机进行整平和适当修整。对局部碎石粒径较大的地方,可以人工补料,利用高压水枪将细料冲到碎石内部,增强填筑层密实度。
1.4碾压夯实
正式碾压前做全面的检查,例如填筑层的厚度、平整度,若无误则进入碾压环节。填土压实作业利用振动压路机完成,采取静压1遍+振动碾压4遍相结合的方法,直线段从两侧开始逐步向中间推进,曲线段从内侧向外侧有序碾压,横向、纵向接头重叠量分别控制在0.4~0.5m、1.0~1.5m,压路机尽可能做到匀速行驶,速度以2~4km/h为宜,确保各处均得到有效的碾压,避免过振或漏振现象。
边坡处的稳定性欠佳,采取先静压、后振动碾压的方法,严格控制压路机外缘的位置,该处与超填路基的边线保持约30cm的间距,以免压路机在运行期间失稳。对于压路机难以触及到的边角区域,转为小型打夯机压实的方法。
2公路施工中填石路基施工质量控制
2.1对原材料进行管控
填石公路最重要的建设材料是碎石,在选择碎石时确保一些不适用的材料不能用在路基填筑方面,软质岩石不能用在路床填筑上,保证材料的质量这才能延长公路的寿命。通常情况下,石料的直径是有一定的要求的,直径大小要控制在50cm范围之内,颗粒大小方面也要符合相应的要求,公路工程的施工人员一定要保证材料的治疗,选取过程中不能出现任何的错误,如果遇到材料在施工期间出现膨胀现象以及溶解现象,一定要做好相应的解决措施,科学处理材料。选择石料期间,要针对不同等级的道路确定不同规格的石料。石料的硬度以及石料的直径都要都是决定公路质量最重要的因素。在选择石料时,轻度要大于15MPa间,这才能最大程度的保证公路的承载能力。与此同时,填石材料强度越大越有利于提高公路的运行效率,并且石料的质量还能进一步提升公路的压实度,将公路路面的稳定性提升到最高。
2.2填石路基填筑期间的质量控制措施
1)填料强度至少达到15MPa,路床顶面以下120cm内的填筑施工统一采取分层的方法,所用材料为质量达标的碎石土,要求其粒径均不超过10cm。每完成一层填筑作业后,先由施工单位自检,若无误则由监理工程师进一步检验,满足要求后方可进入后一层填筑施工环节。2)以网格线为基准,由专员指挥卸料,保证各处均有足量的填料。试验人员跟班作业,加强质量检查,及时测定沉降差,若存在问题则采取处理措施,确保各层的施工质量均可满足要求。易溶性岩石对水较为敏感,易在外部环境的影响下而出现质量问题,因此不宜作为路基填料而使用;强风化石料不可直接用于填筑,超粒径部分应视为废料处理。3)路基基底填筑施工前做好准备工作,即全面清理现场的杂物;填筑施工采取的是加宽填筑的方法,开挖临时排水沟,避免积水。4)以现场施工需求为准,及时运输适量的填料,避免现场等料或是材料堆积量过多,卸料时应由专员指挥。
2.3加强新技术的应用
随着公路桥梁领域施工技术的日益进步,在工程项目开展的过程中,要加强新工艺、新技术的应用。因为新技术和工艺突破了传统技术的局限性,在施工建设时不仅可以取得良好的技术应用效果,还可以使得机械设备、材料等的消耗量大大减少。因此,在各个公路桥梁工程项目的开展过程中,工程企业都应该加强先进工艺的研究和应用。比如,可以通过物理力学结构特征等的分析进行公路桥梁的结构设计和优化,减少材料消耗量。
2.4边坡施工
边坡施工在公路填石路基施工中占据最核心的地位,也是最重要的环节,不断提升填石路基的稳定性能,进而延长填石路基的寿命,为此应该保证边坡施工进行规范化建设。针对不同硬度的填筑石料应该采用不同的方式对边坡进行施工,保证所有的石料都能得到最好的利用,确保填石路基的稳定性。针对边坡施工的手段也应进行规范化处理,让其与填石路基手段相互结合,保证两者能够同步进行,不断提升公路建设趋于科学化。
结语
综上所述,填石路基施工技术能够在公路施工中起到良好的推动作用,还能提高公路整体的质量,保证公路施工手段更趋向于规范化。在施工期间可以对原材料进行严格管控,还应对地基建设进行严格管控,不断提升地基周围环境的清洁度,搭载较为合理的施工工艺,保证公路施工的安全性。填石路基施工技术不仅能够促进我国公路建设向现代化方向发展,还能保证公路工程的整体质量得到最快速的提升。
参考文献
[1]郝毅.公路填石路基沉降预测[J].交通世界,2019(17):33-34.
[2]尹峰.填石路基施工技术在公路施工中的应用探讨[J].建材与装饰,2018(12):258-259