填石路堤施工工藝與質(zhì)量檢測

時間:2022-06-12 09:55:39

導(dǎo)語:填石路堤施工工藝與質(zhì)量檢測一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

摘要:本文依據(jù)廣樂高速以及目前我國山區(qū)高速公路修筑中經(jīng)常遇到的大粒徑填石路堤的修筑技術(shù)問題,通過現(xiàn)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(zhì)量檢查與控制方法提出了建議。

關(guān)鍵詞:填石路堤;施工工藝;質(zhì)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(xué)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(qiáng)度,質(zhì)量評定困難,容易發(fā)生沉降變形等特點,因此,填石路堤在質(zhì)量控制方面較填土路堤有更嚴(yán)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(wěn)定性評價等[3]。近年來,我國公路施工機(jī)械得到快速發(fā)展,目前施工機(jī)械水平已經(jīng)大大超過以前,施工技術(shù)水平也在逐漸提高,同時,一些新的壓實方式(如強(qiáng)夯、沖擊碾壓等)也逐漸得到應(yīng)用[4]。但主要靠施工經(jīng)驗,缺乏系統(tǒng)的研究。同時,從二十世紀(jì)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(jìn)行了一些探索[5]。在路基設(shè)計規(guī)范中,推薦以重型壓實機(jī)具和壓實沉降差進(jìn)行壓實檢測。在現(xiàn)有的施工實例中,有的用壓路機(jī)上的壓實計檢測,有的用表面沉降量控制壓實質(zhì)量,也有的采取施工工藝質(zhì)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(biāo)準(zhǔn),由現(xiàn)場挖試坑的方法進(jìn)行檢測。可見,現(xiàn)有的填石路堤的質(zhì)量檢測手段與評價標(biāo)準(zhǔn)很不統(tǒng)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(yán)(一般小于60cm),對施工效率產(chǎn)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(zhì)量控制方面,還缺乏系統(tǒng)的研究。在壓實機(jī)具的功能和種類都有較大進(jìn)步的今天,開展大粒徑填石路堤修筑技術(shù)研究,具有較高的現(xiàn)實意義和必要性。因此,針對現(xiàn)有施工水平和壓實機(jī)具,開展較大層厚的(80~120cm)大粒徑填石路堤施工技術(shù)研究很有必要。同時,有必要提出填石路堤的壓實質(zhì)量檢查與控制方法,為相關(guān)研究提供借鑒與參考。

二、填筑試驗

在大規(guī)模施工前,應(yīng)進(jìn)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(jìn)行壓實以及現(xiàn)場填筑試驗,特別是在公路部門填石路堤施工經(jīng)驗不多的情況下,大規(guī)模施工前的填筑試驗更是必不可少。填筑試驗?zāi)康娜缦拢海?)核實路堤填筑設(shè)計壓實標(biāo)準(zhǔn)的合理性,如原設(shè)計規(guī)定的壓實干密度,孔隙率等能否達(dá)到。如發(fā)現(xiàn)試驗結(jié)果與設(shè)計控制指標(biāo)有出入,可以根據(jù)試驗結(jié)果提出相應(yīng)建議,由設(shè)計單位重新核定施工控制指標(biāo);(2)檢驗所選用的填筑壓實機(jī)械的適用性;(3)確定經(jīng)濟(jì)合理的施工壓實參數(shù),如鋪層厚度,碾壓遍數(shù)等;(4)完善填筑的施工工藝和措施;(5)制定填筑施工實施細(xì)則;(6)確定壓實質(zhì)量控制方法和檢測指標(biāo)。公路填石路堤的填筑試驗的面積一般不小于500m2,試驗段應(yīng)選擇在較堅硬平坦的地段進(jìn)行。在碾壓試驗前,應(yīng)制定詳細(xì)的試驗計劃,確定壓實試驗內(nèi)容和參數(shù)組合。根據(jù)這些經(jīng)驗,施工單位可以確定大致的施工機(jī)具和方法,只要壓路機(jī)的型號確定下來,碾重、振幅、頻率,激振力、碾壓速度等參數(shù)也基本可以確定,針對廣東填石料,碾壓試驗內(nèi)容如下:(1)碾壓機(jī)具,靜重20T以上振動壓路機(jī),激振力不小于35T。碾路機(jī)碾壓參數(shù)選用:振幅1.4mm以上或強(qiáng)振擋。頻率25~30HZ左右,碾壓速度2~4Km/n;(2)堅硬花崗巖和灰?guī)r的碾壓層厚建議80cm(根據(jù)層位);(3)試驗?zāi)雺罕閿?shù)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(shù)),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(yīng)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(jié)合現(xiàn)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(xì)料以及局部找平;(4)碾壓;(5)邊坡碼砌;(6)壓實質(zhì)量檢測與整改。1.運料在運料前,應(yīng)嚴(yán)格篩選填料粒徑,對于不符合粒徑大小的填料進(jìn)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(jìn)式攤鋪法、后退法以及混合法。漸進(jìn)式法-其主要優(yōu)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(xì)料含量較多或者細(xì)料土適用性強(qiáng),但在填石路堤中施工會導(dǎo)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?;旌戏?該方法兼有漸進(jìn)式法和后退法的優(yōu)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(jìn)式法費工。綜上可以看出,漸進(jìn)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(xì)料沉積到壓實層底部,實際工程中應(yīng)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(xì)料對于存在局部大粒徑料超標(biāo)以及攤鋪過程中出現(xiàn)的空洞、孔隙情況,應(yīng)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(yīng)平整,高差應(yīng)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(jìn)行下一步工作。4.碾壓試驗段先靜壓,后振動碾壓,從現(xiàn)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(dá)到要求的密實度,距邊坡1.0m的地方均可振動碾壓,達(dá)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(huán)境侵蝕,護(hù)坡防止垮塌。邊坡碼砌應(yīng)滿足相關(guān)要求:強(qiáng)度大于30MPa且不易風(fēng)化;石料粒徑應(yīng)大于30cm;石塊應(yīng)規(guī)則,無明顯的松動和大空隙。6.壓實質(zhì)量檢查與整改壓實質(zhì)量檢查包括密實度、高程差以及表觀質(zhì)量檢測等。填石路堤在碾壓后,表面應(yīng)無明顯空洞、孔隙,鐵鍬挖動困難的狀態(tài)。對于壓實質(zhì)量檢測不合格的段落,應(yīng)采取整改措施。結(jié)合現(xiàn)場實際情況,質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)的原因包括:(1)碾壓遍數(shù)沒達(dá)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(xì)粒料偏少。

四、填石路堤的質(zhì)量檢測與控制

質(zhì)量檢測控制是填石路堤能否滿足的關(guān)鍵因素。必須嚴(yán)格把控每一個施工環(huán)節(jié),進(jìn)行全面質(zhì)量管理,切實保證填石路堤的填筑質(zhì)量。對填筑質(zhì)量進(jìn)行檢查和控制的目的是:(1)盡早發(fā)現(xiàn)可能存在的施工質(zhì)量問題并及時處理,避免或減輕質(zhì)量事故;(2)檢查填筑質(zhì)量與質(zhì)量要求是否相符;(3)為竣工驗收資料做準(zhǔn)備。填石路堤填筑質(zhì)量控制的內(nèi)容包括:(1)以干密度或沉降差為指標(biāo),檢查填筑質(zhì)量;(2)復(fù)核碾壓遍數(shù)、層厚、壓實機(jī)具參數(shù)等施工工藝參數(shù);(3)填石路堤外觀、平整度是否達(dá)到了相關(guān)要求。用壓實沉降差進(jìn)行質(zhì)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(yīng)大于4點。沉降差平均值應(yīng)小于5mm,標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)小于3mm。對于填石路堤,結(jié)合試驗工程檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn):各種檢測方法并非盡善盡美,填石路堤檢測方法應(yīng)采用質(zhì)量檢測與施工工藝控制相結(jié)合的方法。水利部《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范(SL49—94)》[6]附錄A規(guī)定:應(yīng)主要以控制碾壓等施工參數(shù)對壩料壓實質(zhì)量進(jìn)行檢查。本文推薦的質(zhì)量控制方法與該規(guī)定是一致的。

五、結(jié)語

(1)結(jié)合現(xiàn)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(xì)料以及局部找平;碾壓;邊坡碼砌;壓實質(zhì)量檢測與整改。(2)攤鋪過程中填石料應(yīng)嚴(yán)格控制超粒徑填料,并保證一定量的細(xì)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(jìn)式法施工,堆料與攤鋪工作應(yīng)同步進(jìn)行。攤鋪宜采用大功率攤土機(jī),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(chǎn)生較大的影響。(4)邊坡碼砌能有效提高填石路堤邊坡穩(wěn)定性,應(yīng)盡量用大塊不易風(fēng)化的堅硬石料進(jìn)行邊坡碼砌,石料應(yīng)加工規(guī)則,碼砌貼緊、密實,空洞、松動現(xiàn)象應(yīng)不明顯。(5)填石路堤質(zhì)量檢測應(yīng)采用質(zhì)量檢測與施工工藝控制相結(jié)合的方法。本文推薦的實測項目用于填石路堤,可為相關(guān)工程實踐提供借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

[1]張鐵富,王靖濤,王小川.高速公路高填斜坡填石路堤的強(qiáng)夯處理試驗研究[J].巖土力學(xué),2008,(10):2775-2778+2782.

[2]葛峰,何川.關(guān)于填石路堤施工技術(shù)與質(zhì)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(yīng)的室內(nèi)模型試驗及彈塑性有限元分析[J].巖土力學(xué),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(shù)值分析[J].地下空間與工程學(xué)報,2016,(03):705-711.

[5]李兵,李闖民,張亮.填石路堤現(xiàn)場壓實質(zhì)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(yè)標(biāo)準(zhǔn),混凝土面板堆石壩設(shè)計規(guī)范[S].DL/T1999.

作者:童第科 單位:招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司