高边坡填石路堤（精选7篇）
高边坡填石路堤 篇1
公路路堤具有倾斜坡面,当由于各种自然因素的作用或人为因素的作用而破坏了路堤的力学平衡时,边坡就要沿着其中某一滑动面发生滑动,工程中称这一现象为滑坡。所谓边坡的稳定性分析就是用土力学的理论来研究发生滑坡时滑动面可能的位置和形式,滑动面上的剪力和抗剪强度的大小,抵抗下滑的因素分析以及如何采取措施等问题,以估计边坡是否符合技术和经济的要求。一般路基是套用典型横断面进行设计,无需加以论证和验算。对于高填方路基,由于其填方数量大,占地宽,行车条件差,为使路基边坡稳定和使横断面经济合理,需要特殊设计。而高边坡填石路堤的边坡稳定安全系数的确定是设计的关键之一。
1 边坡稳定性分析理论分类
边坡稳定性分析按其理论基础和分析原理大致分为:1)极限平衡分析法;2)极限分析法;3)随机理论分析法;4)数值分析法,包括有限元法、边界法、有限差分法、不连续变形法(DDA)和数值流行法(NNM)等;5)其他方法,如变分法、运动单元法、模糊理论分析法、神经网络模型法等。
极限平衡法因其计算模型简单,计算方法简便,计算结果能够满足工作需要等优点,而仍然被认为是边坡工程分析中最主要的且最有效的实用分析方法,并为各国规范所采用。我们也采用极限平衡法进行边坡稳定性分析。
2 边坡稳定性分析计算方法
暂参照填土路堤的规定,同时按圆弧滑动面和任意滑动面分别进行极限平衡分析,取最小值。按圆弧滑动面假定进行极限平衡分析的方法有瑞典条分法、毕肖普法等。
用条分法分析土坡稳定性问题时,任一土条的受力情况是一个静不定问题。为了解决这一问题,Fellennius的简单条分法即瑞典条分法假定不考虑土条间的相互作用力。一般说这样得到的稳定系数偏小,在工程实践中,为了改进条分法的计算精度,许多人都认为应该考虑土条之间的作用力,以求得比较合理的结果。目前已有许多的解决方法,其中毕肖普(A·W·Bish,1995年)提出的简化方法是比较合理实用的。如图1所示土坡,可能的滑动面是圆弧AD,圆心为O,半径为R;将滑动土体分成许多竖向土条,其宽度一般取b=0.1R;土条的重力Wi,其大小,作用点位置和方向都已知;Ei,Ei+1和Xi,Xi+1分别为土条两侧的法向力和竖向剪切力;滑动面ef上的法向反力Ni及切向反力Ti作用在滑动面ef的中点;滑动面长为li。土条i上的受力条件是一个静不定问题,土条i上的作用力中有5个未知数,故属于二次静不定问题。毕肖普在求解时补充了两个假设条件:忽略土条间的竖向剪切力及其作用;对滑动面上切向力的大小作了规定。
根据土条的竖向平衡条件可得:
Wi-Xi+Xi+1-Tisinai-Nicosai=0,
即: Nicosai=Wi+(Xi+1-Xi)-Tisinai (1)
其中,ai为土条i滑动面的法线(亦即半径)与竖直线的夹角。
若土坡的稳定安全系数为Fs,则土条i滑动面上的抗剪强度τfi也只是发挥了一部分,毕肖普假设τfi与滑动面上的切向力Ti相抗衡,即:
其中,ci,φi分别为滑动面上的粘聚力及内摩擦角。
将式(2)代入式(1)得:
由公式知土坡的稳定安全系数为:
将式(3)代入式(4)得:
由于上式中Xi+1,Xi是未知的,故求解尚有问题。毕肖普假设土条间的竖向剪切力均忽略,即Xi+1-Xi=0,则式(5)可以简化为:
其中,
式(6)就是简化毕肖普法计算土坡稳定安全系数的公式。由于式(7)中也有Fs,因此式(6)须用迭代法求解,即先假定Fs值,按式(7)求得mi值,代入式(6)求出Fs值,若此与假定值不相符,则用此Fs值重新计算求得新Fs值,如此反复迭代,直到假定的与求得的误差小于0.5%时为止。
3结语
尽管我国很早就出现了采用石料修筑公路,但总的来说修筑高等级公路的时间并不长,对填石路堤并没有作相应的规范,虽然对高填路堤有稳定性验算,但亦未将填土路堤和填石路堤区分开来。在填石路堤边坡稳定性分析中,毕肖普法简单明了,因此笔者推荐用毕肖普法进行边坡稳定性计算。
参考文献
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[2]王肇慧,肖盛燮.边坡稳定性计算方法的对比分析[J].重庆交通学院学报,2005(12):56-57.
[3]徐兵雄,刘春晓,李红燕.边坡稳定分析方法讨论[J].山西建筑,2008,34(1):92-93.
填石路堤施工工艺探讨 篇2
1.1 填筑材料要求
填石路堤施工过程中对于填筑材料有较高的要求, 岩石填料的适用范围, 主要是用于路基填方材料的岩石, 其饱水抗压强度应不低于15MPa。当其抗压强度小于规定要求时, 应进行CBR试验, CBR不低于15%。不满足要求时, 应按填土的要求检验和控制。同时石方路基的基底、边坡、结构物回填不应使用软和极软岩石填料, 上路堤和上下路床设计采用加工碎石填筑时, 应采用硬质岩石加工。第三, 在填料的过程中, 岩石填料的级配应符合要求。
1.2 待压层整平技术
在填料填充完成以后, 就需要对待压层进行平整处理, 目的就是获得较好的路基质量, 在施工过程中, 要将直径较大的填料置于待压层底部, 让直径较小的填料充分填充到大粒径填料的缝隙中, 使得压力均匀传递, 对于在填充过程中, 如果出现了一些超过标准规定的大粒径填料, 那么如果继续在缝隙中填充小粒径的填料就会造成填料的流动, 因此对于太大已经超过标准的大粒径材料需要进行击碎, 确保整个路面受力均匀, 达到路面整平效果。
1.3 填石路堤压实技术
填石路堤压实需要利用重型振动压路机、冲击式压路机进行压实处理, 在压实过程中, 应采用振动碾压实, 振动碾为牵引式或自行式, 可为平碾或凸块式振动压路机, 碾轮轴重不小于100k N, 激振力不小于250k N, 振动频率为18.3~35Hz, 振幅为1.54~1.66mm。压实能量应不小于重型压实标准2.68J/cm3, 按下式计算:
E—振动碾的压实能量, J/cm3;
a—振幅, mm;
W—振动轮的轴重, k N;
F—激振力, k N;
n—振动频率, Hz;
N—振动碾压遍数;
V—振动碾压速度, cm/s;
L—振动轮接地长度, cm;
B—压实宽度, cm;
h—压实层厚度, cm;
D—振动轮直径, cm;
先采用平碾静压2遍, 碾压速度为4~6km/h, 然后采用振动压路机振动压实, 碾压速度不大于5km/h。应优先采用凸块式振动压路机振动压实, 不同压路机的振动压实遍数要根据具体的压实情况来决定。同时为了确保路面压实平整, 因此对于超过尺寸石料应辅以人工解小, 直到尺寸符合要求。也可采用液压式冲击锤机械解小, 以提高生产效率, 不能解小的石块应运出施工现场。码砌石料的尺寸应符合要求, 石块大面朝下, 大小咬合紧密, 不得有任何松动现象。不得采用层铺法及填隙铺砌工艺。
2 填石路堤施工方法
2.1 码砌施工方法
码砌处理应符合以下要求:第一, 施工过程中, 在硬质岩填方路基的边坡应采用码砌边坡, 码砌厚度为60~100cm。填方高度大于10m时, 应设台阶分级, 每级台阶高度为8~10m, 台阶宽度为2~3m, 边坡坡度自上而下依次为1∶1.5;1∶1.75;1∶2.0;1∶2.5。在边坡上进行植物绿化时, 可在台阶上铺60~80cm的种植土, 并应做好种植土层的保水、排水和防止水土流失的措施。第二, 在软质岩填方路基边坡应采用浆砌片石护坡或客土植物绿化边坡。边坡高度不宜大于15m, 边坡高度大于8m时应设台阶分级, 台阶高度最大不大于8m, 台阶宽度为2~3m, 边坡坡度自上而下依次为1∶1.5;1∶2.0。浆砌片石护坡或客土植物绿化边坡应符合设计要求。
2.2 压实技术施工方法
2.2.1 碾压方式
碾压设备通常选用振动式压路机, 速度控制在每小时4千米以内, 先静压一次之后再进行三次压实, 最后静压赶光。碾压直线段两侧向中央, 小半径曲线碾压时, 由中央向两侧, 循环碾压, 横向接头重叠0.5左右, 纵向碾压论重叠1米-1.5米之间。
2.2.2 硬岩填石路堤压实质量管理
在料场进行质量管理, 应测定料场石料的强度、级配、视比重、吸水率, 每个料场每5万立方米至少应进行一次试验, 爆破方法改变时, 应重新测定石料级配。岩石填料的最大干密度应采用规定吨位的压实设备, 按照标准规定的振动压实遍数振动压实。碾压过程和完成后, 应进行目视管理, 检查岩石的大块数, 每2000m2检测6处, 每处抽检1m2的范围内尺寸大于20cm的大块数不得超过10块。整个工作面内不得有超尺寸石块, 否则应就地解小或挖除更换。
2.2.3 软岩填石路堤压实质量管理
填筑前应测定软岩填料的毛体积密度、强度、含水率等指标, 确定压实标准。岩块强度小于15MPa时, 应解小过筛, 进行填料的承载比试验和最大干密度试验。当岩块填料的强度大于15MPa时, 按硬岩的质量管理方法进行压实质量管理, 否则应按软岩的压实特性进行管理。现场用灌砂法检验压实后的干密度, 计算固相体积率不小于0.80。固相体积率按下式计算:其中—固相体积率。可根据灌砂法试验结果, 检验压实度大小, 压实度应符合路堤和路床的相应压实度标准要求。现场应同时检验压实遍数、固相体积率及压实度, 以最严格的为控制标准, 不符合要求时应采取措施。可采取超重型振动压实、洒水补压、增加振动压路机的压实功并采用凸块式振动压路机振动压实等方法予以保证。
2.2.4 土石混填压实质量管理
土石混填材料主要指巨粒土与粗粒土混填、粗粒土与细粒土混填的情况, 巨粒土与细粒土由于粒径相差过大, 缝隙中的细粒土无法压实, 不适用于混合填筑路基。对于巨粒土与粗粒土混合填筑时, 可按填石路堤的有关规定进行压实质量管理, 当巨粒土为硬岩时, 可按硬岩的压实控制方法进行压实控制, 但压缩沉降变形率较大, 应通过试验确定。粗粒土与细粒土混合填筑路基时, 按《公路路基施工工艺规范》的有关规定, 建立含石量与最大干密度的关系曲线, 现场根据含石量查曲线确定最大干密度采用值, 计算压实度。当含石量为30~70%时, 应通过不同含石量试验建立标准干密度与含石量的关系曲线。当含石量超过70%时, 可按照填石路堤的质量管理方法进行压实质量管理, 但压缩变形率应实测确定, 含石为软岩时应实测固相体积率。
3 结语
填石路堤施工是整个公路建设的重要组成部分, 因此在施工过程中, 必须对现场做好施工管理控制, 不断地提高路基填石施工工艺, 做好施工过程中的质量管理, 从而提高公路建造质量, 延长公路使用寿命。
参考文献
[1]郑晓国, 赵俊明.沿河路堤纵向裂缝处治效果数值分析[J].浙江交通职业技术学院学报2013年04期.
[2]董天文.软土地区高路堤地震破坏特征有限元分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报2009年03期.
填石路堤稳定性分析 篇3
随着我国高等级公路的高速发展，尤其是西部地区，石料作为路堤填筑材料将极为普及。填石路堤是指在路堤施工中，采用具有一定颗粒级配的石料填筑的路堤。西部地区是一个幅原广阔的地区，有许多地方修筑道路时可以就地取材，直接用石料进行路基修筑，符合填石路基的材料也非常丰富。
本文以西部大开发省际公路通道重庆至长沙高速公路黔江至彭水段D10合同段(K40+598.529～K44+200)为背景，切实分析了本段高速公路上出现的填石路堤的稳定性。
本合同段总体地貌以低山，中低山，丘陵地貌为主。根据路基工点所处地貌以及本地区的地质特征，岩性特点主要分为三个大的地貌单元。第一段为低山～中低山碎屑岩区，偶夹碳酸盐岩，地貌以条状山、斜坡为主;第二段为滞留系海相碎屑岩区，地貌多以鳍脊状中低山为主，溪沟纵横交错，相对高差较大;第三段为碳酸盐岩区，岩溶洼地发育。
本段路线所经区域属亚热带湿润季风气候区，湿度大，降水充沛，无酸期达11个月，冻寒期短，最大相对湿度超过85%，区域降雨量大，多年平均降水1 197.5mm，多集中于五至八月份。年平均气温15.4℃，极端最高气温38.6℃，最冷为1月～2月，最热为7月～8月。
1 问题探索的实际意义
国内一直以来对填方材料的压实特性、检测标准方面的试验和研究都是建立在细粒土基础之上的，对于填石路堤工程质量的控制等因素并不完全适用，因此制约了填石路基施工应用。通过对填石路堤的资料进行分析研究，对填石路堤的工程特性进行了研究，得出结论：在石料资源丰富的地方，可充分运用填石路基施工。
1)现行规范中有关填石路堤的内容现行的规范对填石路堤仅作了较为笼统的说明，主要体现在以下四个方面：
(1)施工机具及工艺;
(2)材料;
(3)路堤高度及防护;
(4)施工检测。
仅从上述的四方面来看，可操作性较差，难以满足实际设计施工的要求，只能以之为指导、并结合工程实际确定设计施工技术指标。
2)长期以来，填石路堤的研究均借鉴了其类似构筑物一堆石坝的成果，并结合公路施工自身的特点开展了相应研究。填石料的工程特性主要包括：填石料的岩性、密度、压缩变形性质、强度及应力应变关系，以及填石料的级配特性等所有与工程有关的性质。由于填石料的粒径较大，故而只能通过大型的击实、三轴、直剪压缩实验以及相应的岩性实验。
2 填石路堤稳定性分析
2.1 材料来源及性质
2.1.1 材料来源
本合同段路线附近石料丰富，沿线已有多家个体经营的石料场。所产石料岩性为浅灰色灰岩、白云质灰岩、白云岩，石质坚硬致密，强度较高，且都有公路相接，可以加工成各种规格的石料，能满足本线建设需求。
2.1.2 材料性质
沿线所产石料为灰质岩，石质坚硬致密，强度较高，属于中硬性岩，其强度在填筑施工前，对计划用于填筑的材料进行了试验，试验结果为156 kPa，能保证岩石抗压强度达到规范要求的不小于30 kPa。对于填石料的级配可以通过曲率系数和不均匀系数来加以控制：通过现场随机取样做填料的不均匀系数和曲率系数，测得不均匀系数Cu=d60/d10=9.3≥5、曲率系数Cc=d230/(d60×d10)=2，在1～3范围之类，属于级配良好的材料，同时对于填石路堤，施工实践和室内模拟实验表明：由于石料在压实时具有骨架支撑作用，即使其实际级配与理想级配有一定的差距，但是通过合理的施工工艺亦可以达到较好紧密的压实效果，从而保证工程质量。相对于细粒土填料而言，石料具有压缩性小、变形固结速率快的特点。填石料的自身压缩变形小、变形发展快，在施工期间就完成了部分变形，这点有利于路堤修筑。填石料的强度与石料的岩性、力学性质及填石料的密实程度密切相关，对同种石料而言，随其密实度的提高，其强度增高;填石料的凝聚力不再是填石路堤凝聚力的表现，而是石料间摩擦及咬和力的以体现;其抗剪强度较高，含水率对其抗剪强度影响较小。综合以上的分析可以看出：填石料的强度、变形性能、咬和力较好，适合做工程填料。
2.2 填石路堤施工工艺如下
测量恢复线路中桩→地表清理及填前碾压→检测原地面压实度→自卸车填料→挖掘机、铲车摊铺填料→光轮振动压路机静压→拖式振动压路机静压→光轮振动压路机振压、静压→检测沉降值、K30承载板载荷试验→进行下一层填筑，其中在摊铺填料时需要控制平整度，在碾压时需要控制碾压遍数。
2.3 填石路堤稳定分析
2.3.1 路基边坡稳定性验算的参数计算
粘结力c和内摩阻角φ是决定路基抗剪强度的两个参数，是路基抗剪强度的重要指标。
因为本处填料均为石头，石头之间粘结力很小，几乎为0，所以粘结力c可近似为0;
内摩阻角φ可为：各层高度和各层内摩阻角之积的和除以各层高度之和。本处内摩阻角的正切值Tanφ=0.3423，其计算公式如下：
填方石料为石灰岩，其容重γ=2650kg/m3。
2.3.2 动荷载当量高度计算
路堤边坡除受自重作用外，同时承受行车荷载作用。在边坡稳定性验算时需要按车辆最不利情况排列，把车辆荷载换算成当量填料高度，当量高度即以相等压力的填料厚度来代替荷载，用h0表示。
本工程为省际高速公路重车时常通过，按最不利情况排列，及车道上布满大型重车4辆，车载货时重约为56吨，两轮外缘间间距为1.8m，两车之间轮间间距为0.6m，车辆前后轮之间的长度为14m。在最不利情况排列下，当量高度以下公式计算：
注：h0为荷载当量高度(m);N为横向分布的车辆数;Q为每辆车的重力(kN);
L为车辆前后轮胎着地长度;γ为土的容重(kN/m3);
B为横向分布车辆轮胎外缘之间距离(m);
b为每辆车的轮胎外缘之间的距离(m);
d为相邻两车辆轮胎之间的净距。
2.3.3 直线法
直线法是根据静力平衡原理，T>R表示滑动力大于抗滑力，部分路堤不稳定;
反之，T
T=R，表示路堤处于极限平衡状态。
路堤边坡稳定性的表示方法即为：
注：Q为破裂面以上的填料重力，包括换算后的车辆荷载(kN/m);
ω为破裂面对于水平面的倾角;
φ为路堤材料的内摩阻角;
c为路堤材料的单位粘聚力;
L为破裂面的长度。
由于路堤填筑材料为石料, 其单位粘聚力为0, 所以得出关系式K=Tanφ×cotω=0.3423×cotω, 设置五个可能的破裂面, 然后计算出K1、K2、K3、K4、K5, 绘出K=f (ω) 曲线及曲线最低点的水平切线, 曲线的切点即为稳定边坡的最小稳定系数Kmin值, 其对应的破裂角为最危险破裂角ω0值。
从图中可以看出稳定边坡的最小稳定系数Kmin=1.31, 其对应的最危险破裂面倾角为42.6°, 同时由于1.31>1, 所以抗滑力大于滑动力, 路堤稳定, 不存在破裂的可能。
3 结论
通过对省际公路通道重庆至长沙高速公路黔江至彭水段D10合同段(K40+598.529～K44+200)的研究，本文得出以下结论。
用直线法具体的验算了填石路堤边坡稳定性，发现在工艺流程正确，检测方法合理，压实度控制得当的情况下，填石路堤的工程质量是能得到很好地保证的。
虽然填石路堤有一定的优越性，但是它的缺陷一样存在。
路堤在自重等因素作用下以垂直变形为主，当然有向两侧挤出变形趋势，因此加强侧向约束，减少侧向变形是保证路堤稳定及在车载作用下不发生开裂的前提，同时还需加大侧向保护措施，如用大粒径石头做块石码砌，边坡植草，修筑脚趾墙等等以有效的控制。
最鉴于填石路堤材料粒径较大, 那么填筑后其空隙率肯定是较大的, 因水透入内部结构, 引起坍塌也不为可能。针对这些问题, 应该采用合适的施工填筑处理办法、有效的压实工艺和合理的压实评价标准。由此提出了两种解决方法:1) 在自然情况下, 让填石路堤经受雨水较长期的浸泡及荷载作用后完成自然沉降, 达到密实, 但是这样对施工工期影响较大;2) 在填石路堤施工过程中用灌石粉浆或者无机材料混合物浆体填充空隙。该方法适用于填石路堤, 而且通过灌压粉浆能使填石路堤空隙率减少到最低限度, 从而得到较好的密实度。同时也需要加大对填石路堤施工过程中如何消除空隙及其检测技术进行探讨。
参考文献
[1]杨文德.西部大开发省际公路通道重庆至长沙高速公路黔江至彭水段D10合同段 (K40+598.529～K44+200) [R], http://www.doc88.com/p-48535427575.html, 2011-07-09.
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[4]凌天清.道路工程[M].人民交通出版社, 2005.
填石路堤的施工工艺与质量控制 篇4
1 填石路堤的施工工艺
根据大量的现场试验经验总结,比较适合填石路堤的施工工序大致如下:运输材料-堆积材料-摊铺-大粒径石料的破碎-补充细集料、人工局部找平-碾压-边坡码砌-压实质量检测-不合格路段的整改-下一层施工。
1.1 运料、堆料和摊铺
(1)填石路堤应逐层填筑,专人指挥卸料,水平分层,先低后高,先两侧后中央卸料。填石料的堆料应和摊铺工作同步进行。由于填石料属极不均匀的松散材料,在运料过程中,容易造成细料沉积到压实层底部,要避免离析现象的产生。
(2)填料的摊铺目前主要有三种:渐进式摊铺法、后退法摊铺、混合法摊铺。对于填石路堤而言采用渐进式摊铺法更为合适。在渐进式摊铺法施工中,先在工作面的一端沿路基横向堆放石料,然后,大型推土机配合立即进行摊铺,摊铺厚度略低于最终摊铺厚度。以后的运料直接堆放在已摊铺成型的工作面上,由大型推土机逐渐向前摊铺,这样即可避免摊铺过程中,粗细料分离、细料全部沉淀到摊铺层下层的现象,又可使大粒径石料有一个较充分的寻求最佳位置的过程。
(3)对于填石路堤的摊铺而言,大功率推土机明显优于小功率的推土机,大功率推土机在推动过程中,大粒径填石料相互滚动、摩擦,最后达到一个较稳定的位置。从已有的填石路堤修筑工程来看,大功率推土机可使摊铺后的填石表面平顺,大粒径石料间孔隙较少。大功率推土机在填石料的摊铺、平整工序中,起着关键性的作用,对于后期的压实也影响重大,施工单位对此必须予以足够重视。
1.2 大粒径石料的破碎、补充细集料和人工局部找平
填石料不可避免存在局部大粒径石料超标,摊铺过程中大粒径石料有明显空洞、空隙的问题,应有专门的人工配合进行大粒径石料的破碎和整平。工人对超粒径部分填料应破碎,对于高出初平层表面的大粒径石料应搬走或就地挖坑大面朝下的摆放。在找平过程中,应注意对路基两边推土机不好工作的地方进行整平。在可能的条件下,在每层表面填筑厚5~10cm的细粒土,然后填平。达到表面平整,无孤石突出,以保证碾压密实和平整度。对于粗集料比较多的填料,石料摊铺完以后,须在其上铺洒一层细料,确保细料填满大粒径石料间空隙。以上的工序由工人配合施工,对于填石路堤的压实有重要的作用,特别是对于那些施工单位的压实机具功率较小,更加应该重视这几道工序,保证填石路堤有较好的压实质量。
填石料摊铺时的平整度要求,根据水利部门经验,填石料表面凹凸的高差值一般要求不大于层厚的10%,无明显大石露头,表明无明显孔洞和孔隙,压实面无多余填料堆放,方可进行下一步工序。
1.3 碾压
填石路堤的压实方法有振动压实法、冲击压实法和强夯法,应分层填筑,分层压实。三种压实方法各有优缺点,振动压实法和冲击压实法是填石路堤中常用的施工方法、强夯法在填石路堤中最不常用,资料也比较少。
(1)振动压实法关键在于振动压路机压实参数的选择。振动对石料的压实主要在于,首先,振动时填石料颗料处于运动状态,填料内部阻力大大减少甚至完全消失,有利于填料的压实;其次,由于振动的碾压机械静重和压力波形式的动力作用,在填料中产生压实力和剪应力,促使颗粒克服粒间阻力,产生移动重新排列得到压实。因此,振动压路机吨位数越大,压实效果也就越好。研究表明,当被压实的土体的固有频率和压路机的激振频率一致时,压实效果较好。当频率固定时,一般随振幅加大,压实效果显著增加。压路机行走速度宜慢,越慢越利于激振力的向下传递,但过慢会增加压实成本,一般以2.0~4.0km/h为宜。以下是一些工程实例:
余超[4]等的数据是用YZ14-16JA型振动压路机静压两遍,松铺厚度为41cm,设备压实力为50t,进行现场试验,得出静压两遍。振压7遍后,平均压实厚度为36.2cm,平均松铺系数为1.162。
郑治[5]等对福建省坚硬的花岗岩填料,采用了静重12t,最大激振力25t,YZJ12振动压路机压实。进行了40、60、80、100cm层厚的填石路堤碾压试验,采用试坑注水法、沉降差、面波等手段检测碾压不同遍数时填石料的密实情况。试验研究中得出压实效果最好的是60cm层厚,最差的是100cm层厚的填石层;在碾压6遍以后,60~80cm层厚的填石路堤压实干密度能达到20.8k N/m3以上。其孔隙率为24%左右。已经达到填料压实要求。
(2)冲击压实法在填石路堤中的应用比较少,但由于其有其它压实方法不可替代的优点。近几年发展很快,相信在以后的填石路堤的施工中会发挥更大的作用。冲击压实并不是新的施工工艺,在土路堤的压实很早就已经采用,在堆石坝工程中也是比较常用,在振动压实后的路堤上分层进行冲击补压会大大提高路堤的强度和工后沉降。因此在有条件时在振动压实达到3~5m后再用冲击压路机进行冲击压实,对于减少工后沉降有很好的效果。
(3)强夯法在公路工程中用得较少,在堆石工程中更少,但强夯在期紧迫的工程和陡峻山坡段填筑方式为竖向填筑的工程,解决了强夯压实质量和施工方法问题,并且强夯法密实有效深度是碾压法的8~10倍,有其独特的优势。在飞机场工程[6]和抛石填海地基强夯的试验项目[7],得出了相应的技术参数及其相关关系。
1.4 边坡码砌
填石路堤边坡必须码砌,码砌形式一般有单坡码砌和台阶式两种。边坡码砌必须和路堤填筑同步进行,码砌工作应在碾压以前进行完毕,做到层层码砌,在码砌完工后,及时清除工作面上多余填石料。一般填方高度小于4m时,码砌厚度不小于0.5m,填方高度4~10m时,码砌厚度不小于1.0m。填方高度大于10m时,码砌厚度不小于1.5m。并分层咬码干砌,空隙较大时用小石块填塞。
边坡码砌应尽量用大块不易风化的坚硬石料进行,码砌时应将石料加工规则,码砌石块尽量紧贴、密实、无明显空洞、松动现象,砌块间承力接触面应微微向内倾斜。码砌表面平整,在曲线上的码砌边坡应平顺。码砌后的边坡坡率应符合设计要求。
1.5 压实质量检查与整改
填石路堤的压实质量检测可采用挖试坑检测密实度或采用高程差检测的方法进行。对压实后的填石路堤,还应进行表观质量检测,碾压后的填石路堤表面应无明显空洞、孔隙,大粒径料无松动现象,应达到以铁锹挖动困难,用撬棍方能使之松动的状态。该项工作与压实质量检测同步进行。
对于经检测其填石质量达不到控制标准的段落,应采取整改措施。质量不能达标的原因常常有以下几种:碾压遍数不够;粒径超标,填石表面不平整;填石表面有明显孔隙、空洞、细粒料偏少。应视其原因进行整改,直至检测合格。
2 填石路堤的质量控制
填石路堤能否满足要求,其质量检测控制起着关键的作用。要切实保证填石路堤的填筑质量,必须按照有关规程、规范(或暂行规定)及设计要求,对每一个施工环节进行严格的全面质量管理。控制填石路堤的质量,是对填筑的各个环节进行抽样和检查,并把检查结果及反馈给施工人员,以使及时控制施工质量。对填筑质量进行检查和控制的目的在于:检查填筑质量是否符合质量要求;通过检查,尽早发现施工中可能存在的质量问题并及时予以处理,使填筑过程中质量事故得以克服或减轻到最小程度;准备竣工验收资料。
填石路堤填筑质量控制的内容包括:检查填筑质量(干密度或沉降差)、检查填石路堤施工工艺参数(层厚、碾压遍数、压实机具参数等)、检查填石路堤平整度、外观是否符合要求。
2.1 检查填筑质量
填石料由于其粒径大,颗粒分布不均,给质量检测带来较大的困难,从目前已有的质量检测方法来看,主要有试坑注水法、压实计法、沉降差法、承载板法、面波法等。在实际工程项目中,常采用密度、沉降差来检查填石路堤的压实情况。
(1)填石路堤的压实干密度测定。填石路堤的压实干密度尽管和填土路堤的原理一样,但二者在检测方法上仍有一定的差异。如填石路堤无法用核子密度仪、环刀法、灌砂法测定干密度。而只能以水袋法测定其干密度。不同的层厚对应不同的试坑尺寸,对于100cm层厚的,一般其试坑尺寸的直径将达到1m左右。对于每层压实检测时,不少于4个坑。
鉴于填石路堤压实干密度检测中,工作量大,对施工进度有较大影响,不建议以压实干密度作为控制指标,但在大规模施公前的试验路段中,检测压实干密度是很有必要的。
(2)压实沉降差检测。压实的最终目的是使被压实体有足够的强度和稳定性,只要被压实体强度达到一定标准,它在承受某一标准荷重时的变形量和残余变形量将小于某一值,沉降差检测正是基于这样的理论。
沉降差检测是检查采用标准吨位的压路机碾压前后被压实层表面的沉降量之差,由于测点可以在被压实表面随机布置,所以,检测结果能较快、较好的反映被检测体的整体情况。对每种层厚,测点为方格网布置,尽可能多布置测点以提高精确度,在来回碾压一遍时检测表观沉降量。从已有的工程实例来看,当碾压达到规定遍数后,测点的沉降差小于某一值,且已经看不出明显的碾压轮迹时基本压实。但是,对于每种层厚,只要碾压遍数到了一定程度,在固定压实机具作用下,两者沉降差都能小于某一要求值。也就是说,在压实机具固定的情况下,亚视沉降差和被压实土体层厚没什么关系。因此,不能单纯采用沉降差作为唯一的控制标准,必须和施工工艺管理结合起来,才能进行有效的质量控制。
对于填石路堤,任何检测方法都有不尽人意之处,填石路堤应采用施工工艺控制与质量检测相结合的方法。
2.2 检查填石路堤施工工艺参数
从我国公路部门已经修筑的填石路堤来看,对碾压层厚和最大粒径的控制差别较大,对于振动压实的填石路堤,在路基施工规范中,规定压实层厚一般不超过50cm,最大粒径不大于层厚的2/3。在水利部门,对于类似于公路填石路堤的堆石坝工程的修筑,取得了较多的经验[9,10,11],对于主堆石区,碾压厚度一般80~100cm,最大的达到150cm。填石路堤的最大粒径和压实层厚的选择要依据实际拥有的压实机具和填料情况,制定不同的施工方案。
对于压实机具参数的选择,填石路堤一般应选用振动压路机,净重12t以上,压路机的振动频率应为30Hz左右,行驶速度2~4km/h为宜,振幅为1.5~1.8mm。压实机具在条件允许的情况下,填石路堤的压实机具应选用功率较大的压路机。碾压遍数以测点沉降差小于某一值,且看不出明显的碾压轮迹时来控制。
2.3 检查填石路堤平整度、外观
对压实后的填石路堤,还应进行表观质量检测,碾压后路基表面必须密实、无松动、无轮迹、无坑洼,以振动压路机强振碾压无轮迹,石块嵌挤密实无松动用镐刨不动,需用撬棍撬动才能松动为度,特别注意路基边角部分要碾压充分。
3 结语
(1)对于填石路堤而言,在施工工艺和质量检测方面,压实机具单一,缺乏不同吨位压路机之间的比较,缺乏与其它压实手段(如强夯法)的比较。在以后的研究中应注意这两方面的比较。
(2)填石路堤的质量检测比较复杂,每一种检测方法都有其优点和缺点,在现场质量控制中应用工艺管理和质量管理共同控制,在质量管理中首选沉降差法,但是沉降差法质量控制中,当铺层厚度超过压路机的压实能力时,再用同种压实能力的压实机械检测同样显示质量合格,所以质量检测时不应该只用沉降差法检测,应使用比压实时的机械能量更高的压实机械进行检测分析确定压实质量是否合格。
(3)填石路堤的压实和工程特性与填石料的强度与类型密切相关,目前的研究缺乏多种不同填料之间的比较研究,在以后的研究中应大量收集不同填料的压实和工程特性,为以后形成相关的规范标准提供可靠的依据。
(4)目前的研究停留在在建的工程上的推广,但在全国的推广应用上需要接受更大范围的实践检验。
参考文献
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公路工程填石路堤关键施工工艺 篇5
陆渔公路改建工程第一合同段 (k2+100~k11+960) 全长9.86公里, 位于湖北省宜都市, 起于陆城袁家榜村, 止于五眼泉乡卫生院附近。本标段内路基长9.614Km, 有大桥1座 (即渔洋河大桥) 、钢筋混凝土盖板箱涵27道、平面交叉5处。路基工程主要设计工程量为:路堑开挖土石方565693m3, 其中:开挖石方148735m3;路堤填筑土石方531228m3, 其中:填筑石方143498m3;浆砌石排水沟8484m;路基挡墙M7.5浆砌片石12776.5m3, C15片石混凝土挡墙9746.3m3;涵洞C20片石混凝土涵台5761.5m3, C20~C40混凝土641.4m3, C20片石混凝土基础4887.5m3。
标段内下伏和出露的基岩为碳酸岩, 碳酸岩有白云岩、石灰岩和不纯的碳酸盐岩类, 标段内岩溶比较发育, 分布有洼地、溶洞和落水洞。标段地下水主要为第四系松散岩类孔隙含水岩组。
路堑石方开挖、路堤石方填筑、土石混填路堤的比例较高, 路基土石方工程为本合同段重点工程之一, 填石路堤、土石混填路堤是本合同段施工难点之一。
2 路基石方施工方案
2.1 石质路堑开挖方案
本工程路堑石方分为软石 (全风化石、强风化石) 、巨卵石、次坚石和坚石, 其中路堑软石74367m3、路堑巨卵石和次坚石45595万m3、路堑坚石28773万m3。本工程路堑石方开挖按照“分段开挖, 就近运填、弃方外运、经济最优”的原则进行施工。路堑软石采用挖掘机或带犁钩推土机进行松动;少量孤石、巨卵石采取手持凿岩机松动;路堑石方中的次坚石、坚石采取中间微差控制爆破、边坡预留带光面爆破;石方松动后采取挖掘机或推土机归渣、挖掘机装自卸汽车运输的施工方案;石质边坡采取人工使用风动凿岩机或钢钎等工具分层修整, 修整顺序为自上而下。
2.2 填石路堤填筑方案
本工程填石路堤石方143498万m3。填石路堤 (包括含土量不大于25%的土石混填路堤) 填筑前, 先进行特殊路基处理, 再进行石料或土石混合料填筑。在路堤填筑前, 对挖方区石料或料源区的石料进行颗粒分析, 颗粒粒径不大于50cm。
填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤采用全断面分层填筑的方法施工。石方填筑、含土量不大于25%的土石混填施工采用挖掘机或装载机装车、自卸车运输、推土机摊铺整平、18吨以上振动压路机振动压实。局部并行帮填较小地段, 机械无法作业时, 采用人工小型夯实机具夯实。填石路堤、含土量不大于25%的土石混填按照:“三阶段” (施工准备阶段、施工阶段、检验阶段) 、“四区段” (填筑区、平整区、压实区、检测区) 、“八流程” (施工准备、基底处理、边坡码砌、分层填筑、摊铺整平、振动碾压、检验签证、路基整修) 进行分段分层施工, 严禁倾填法施工。
3 填石路堤施工工艺
3.1 施工工艺流程
填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤施工工艺流程图见图1。
3.2 工艺试验
3.2.1 填料的铺筑
将开挖合格的石料, 运至试验场地, 按计算的布料间距标点堆卸, 用大功率推土机平整, 局部不平地段以人工用细颗粒料找平, 第一层虚铺厚度为40~50cm (强风化软石为30~40cm) , 大于虚铺厚度2/3的石块予以解小, 水平分层填铺, 先低后高, 先两侧后中央, 边坡用较大岩块码砌, 大面朝下, 摆放稳固。岩块间空隙用碎石碴充填塞满。
3.2.2 下路堤第一层石料的压实和检测
用选定的重型振动压路机进行碾压, 机械走行速度控制在2.5~3km/h, 压实原则同填土试验。当压至无明显轮迹时, 检测石料空隙率和沉降差指标, 以后每压两遍检测一次, 每次检测6点, 以人工挖撬结合检查, 直至检测合格为止, 确定填筑层的沉降差指标, 绘沉降差曲线图。
3.2.3 下路堤第二、三层石料的压实和检测
在下路堤第二、三层石料填筑前, 将虚铺厚度加至60~80cm (强风化软石厚度50~60cm) , 碾压和检测方法同第一层。
3.2.4 上路堤石料的压实和检测
当填石路堤完成下路堤填筑后, 按照上路堤的设计厚度松铺一层石料, 碾压下路堤。当压至无明显轮迹时, 检测石料空隙率、沉降差指标, 以后每压两遍检测一次, 每次检测6点, 以人工挖撬结合检查, 直至空隙率检测合格为止。之后恢复路基中线、布设路基边桩, 检测上路堤顶面的弯沉值、宽度、中线偏差和高程。
3.2.5 填石路堤试验资料分析和整理
试验结束后, 对试验资料进行分析和整理, 绘制“沉降差指标曲线图”, 选出用于大面积石方填筑碾压施工的技术参数, 提出试验报告。
3.2.6 对于含土量不大于25%的土石混填路堤的填筑工艺试验
对于含土量不大于25%的土石混填路堤的填筑工艺试验, 按照填石路堤的填筑工艺试验方法和步骤进行, 并对土石混填路堤试验资料进行分析和整理。
3.3 施工工艺要点
填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤均采用全断面分层填筑的方法施工。挖掘机或装载机装车、自卸车运输、推土机摊铺整平、拖式振动压路机振动压实。局部并行帮填较小地段, 机械无法作业时, 采用人工施工。填石路堤按“三阶段、四区段、八流程”分层填筑, 严禁倾填法施工。填石路堤施工工艺流程见附图。
主要工艺要点如下:
3.3.1 填料的选择
填料选择:选择符合规范要求、级配良好的硬质岩块或土石混合料做填料, 要求其粒径不得超过50cm, 并不超过松铺层厚的2/3, 强度不低于15Mpa。对于易风化的软岩不得用于路堤的上路床层或浸水路堤。
3.3.2 划作业区段
在验收合格的地基上划分作业区段, 各区段依次循环作业。
3.3.3 边坡码砌
填筑前首先人工分层码砌边坡, 每填层码砌宽度垂直路基中线方向不小于0.5m, 码砌时边坡每侧加宽0.2m。码砌采用较大石块, 较大石块码成直角梯形, 注意大面朝下, 摆稳放实, 空隙用碎石填塞密实, 做到坡面平顺。
3.3.4 分层填筑
边坡码砌好后, 按工艺试验确定的层厚计算出堆卸石料的数量并标点, 按路堤横断面全宽, 纵向分层填筑。填筑应先低后高, 先两侧后中央。半填半挖地段及帮填石质路堤要先挖台阶, 分层搭接, 形成整体, 然后再填筑。每层填料石质应基本一致, 级配应良好, 厚度控制在0.5m以内, 对于填料中大于层厚2/3的石块应进行解小。
3.3.5 检查铺填厚度
沿纵向每20m设一断面, 每断面布设3~5个测点, 用水准仪测出各点高程, 相对下层标高检查其铺填厚度。
3.3.6 摊铺平整
卸下的石质填料采用大型推土机整平初压, 使石块间大致水平, 局部不平地段人工用细颗粒料找平。
3.3.7 振动碾压
采用重型振动压路机振动碾压, 碾压速度及遍数参照工艺试验。碾压时先外侧后中央, 行与行之间重叠0.5m左右, 以压实速度和遍数控制均匀压实, 做好压实记录。
3.3.8 质量检测
主要包括:a.填料、填筑层厚度;b.路基填筑断面尺寸;c.填筑层在纵向和横向的均匀度和平整度;d.压实度检测, 主要检测石料孔隙率和沉降差, 人工挖撬复核。检测合格并报监理工程师签认后才可填筑上一层。
4 质量检验标准
公路工程填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤依照《公路路基施工技术规范》 (JTG F10-2006) 4.2.3的标准进行质量检查和控制。含土量不大于25%的土石混填路堤填石路堤施工质量参照《公路路基施工技术规范》 (JTG F10-2006) 4.2.3的标准进行质量检查和控制, 两种情况均应该符合以下规定:
4.1 上、下路堤压实质量标准
上、下路堤压实质量标准见表1。
4.2
填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤施工过程中的每一压实层, 可用工艺试验确定的工艺流程和工艺参数, 控制压实过程;用工艺试验确定的沉降差指标检测压实质量。
4.3
填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤填筑至设计标高并整修完成后, 其施工质量应该符合表2的规定。
4.4
填石路堤、含土量不大于25%的土石混填路堤成型后的外观质量标准:路堤表面无明显孔洞;大粒径石料不松动, 铁锹挖动困难;边坡码砌紧贴、密实、无明显孔洞、松动, 砌块间承接面向内倾斜, 坡面平顺。
参考文献
浅谈公路工程填石路堤施工 篇6
关键词：公路工程,填石路堤,施工工艺
在山岭修筑高速公路, 往往要进行大方量的山体开挖, 以取得较好的平竖曲线。在土源缺乏, 石方比例大的情况下, 利用山体开挖的石方来填筑路堤, 可以降低工程造价, 节约用地, 保护生态环境。因此如何提高填石路堤的施工工艺水平和质量控制水平, 具有重要的现实意义。
1 填石路堤的施工
1) 测量放样:地表清理后进行基底高程测量, 恢复中、边桩和挖标志。2) 地基填筑前应进行压实, 基地压实度不小于85%。填土高度小于路床厚度时, 基底的压实度不小于路床的标准。基地松散层厚度大于30cm时, 要翻挖后再分层回填压实。3) 边坡码砌。在填石路堤倾填前, 要进行边坡码砌, 石块粒径应大于30cm, 并尽量规则, 码砌石块尽量紧贴、密实、无明显空洞和松动现象。砌块间承力接触面稍微向内倾斜。填高小于6.0m时, 码砌厚度为1.0m;当高度大于6.0m时, 码砌厚度为2.0m。边坡坡面可进行台阶式的码砌。4) 运料与摊铺。石料采用石质均匀、未风化、无裂纹的硬质材料。石料强度不小于15Mpa。运料采用挖掘机配合自卸汽车进行, 装料时, 尽量使填料混合均匀, 避免大粒径集中。同时安排好石料运输路线。按水平分层、先低后高, 先两侧后中间卸料填筑区段的实际摊铺宽度应大于设计宽度0.3m, 填筑区段按100m分段, 每卸料100m后, 在前方继续填筑的同时, 后方用推土机进行摊铺初平, 当一个区段填筑、初平全部完成后再用人工配合平地机进行精平, 尤其是大粒径的石块, 人工摆平时要石块贴近地面, 且大面朝下, 在同一位置, 大粒径石块不能重叠堆放。做到填铺面在纵向和横向平顺均匀, 拱度合理。保证压路基能均匀地接触填料表面进行碾压, 达到良好的压实效果。在摊铺平整的同时, 用推土机对路肩进行初步压实, 使压路机进行碾压时, 路肩不发生滑坍并保证压路机的安全。每层填料松铺厚度按30cm控制。5) 机械碾压。横向接头轮迹重叠40~50cm, 两区段间重叠宽度不小于2m, 做到无漏压、无死角、压实均匀。先慢后快, 逐步提高。振动压路机行走速度控制在2~4 km/h, 碾压顺序, 直线段由两边向中间, 曲线段由内向外。
严格按照填料的密度标准进行碾压。参照试验路段经验, 静压一遍, 弱振一遍, 强振三遍后进行压实度检验。压实度检验不合格时要重新碾压, 对于有明显空洞、孔隙的地方补充细料, 再行碾压, 如仍有松动的石块, 用合适粒径的石块嵌实, 并用手捶敲紧。直到合格为止。经自检路基压实度、平整度、横坡等技术指标合格后, 及时填写《工程检查表》和《分项工程检验评定表》, 经监理工程师签认后进行下道工序的施工。根据不同填料及时测定最大干密度和最佳含水量。土质路基采用灌砂法检测压实度和含水量。
2 填土路堤的质量控制
施工质量主要有施工工艺配合质量检测进行控制。在各个施工工序中, 特别是对填料最大粒径、压实度、压实遍数、压实沉降差等, 严格按规定要求进行控制。在施工技术人员要详细记录每层填料的压实厚度、压实遍数、粒径, 供监理随时查证。每一层完成后, 一定要进行中间检查, 对不合格的路段。坚决进行返工, 以确保质量万无一失, 不留后患。
3 压实标准的确定
1) 压实度检测可采用压实沉降差或压实干密度的方法, 下面针对压实沉降法来阐述一下压实检测。首先在压实后的路堤上沿着路堤纵向布点, 距离8.0m左右, 横向间距视现场情况而定。在布好的点位上, 用油漆做比较醒目的标记。用水准仪测量高程, 为减少误差, 准备一块钢质垫块, 放置在测点上。然后用15t振动压路机作碾压检测, 碾压后应明显轮迹。然后再用水准仪测各点高程, 各测点在碾压前后的高差, 就是测点的压实沉降差。综合分析, 经济效益、施工进度、机械利用率等方面考虑, 决定在施工中采用松铺厚度60cm, 碾压遍数应不少于8遍。2) 在石方路堑开挖中, 如何合理的选择爆破方案和爆破参数, 尽量减小爆破后的岩石粒径, 也是重要的一环。采用以药壶炮为主, 垂直炮眼为辅的联合爆破方案, 对于不同岩石通过试爆破确定更为切合实际的参数。通过药壶炮的充分粉碎, 对粒径超过填料粒径限制的部分, 集中于挖方区进行松动及垂直炮联合解小, 从而使填料基本满足要求。
4 施工中注意的问题
1) 路堤基底为耕地或松土时, 应先进行清淤和清表, 分层回填碾压至规范要求的压实度, 并报监理工程师验收后方可进行填筑2) 清理场地后的地面横坡或纵坡不陡于1:5时, 可直接在其上面填筑路基, 当地面横坡或纵坡陡于1:5时, 应将原地面挖面宽度不小于2m的台阶, 台阶顶面做成2%~4%内倾斜坡, 并用小型机具夯实, 对于砂类土则不挖台阶, 但应将原地面以下20~30cm的表土翻松。3) 当路堤通过水田、池塘或低洼地时, 应先挖排水沟, 并尽可能完成排水工程, 挖除淤泥和腐土, 并晾晒湿土, 将此地面翻松30cm深, 或按设计要求处理完毕后再进行压实。4) 当路堤填土高度小于0.8m时, 对于原地面清理挖除之后的土质基底, 应将表面翻松30cm深, 然后整平压实, 其压实度应≥96%, 路堤填土高度大于0.8m时, 应将路堤基底整平处理并在填筑前进行碾压, 其压实度不应小于85%。5) 如在路堤范围内修筑便道或引道时, 该便道或引道不得作为路堤填筑的部分, 应挖除后重新填筑符合规定要求的新路堤。6) 路堤填料必须符合规范要求, 淤泥、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和有腐质特征的土禁止使用;液限大于50、塑性指数大于26的土以及含水量超过规定的土, 不得直接作为路堤填料, 需要使用时, 采用掺灰处理后方可使用。
在施工中, 由于地处的地质环境复杂, 填料也是参差不齐, 其压实度也不能完全按试验所确定的遍数, 而应根据实际情况适当灵活运用。多做几组有代表性的试样, 以便备用。
石料运输时, 应根据确定的松铺厚度, 在上一层已压实的路基上打上方格网, 由专人指挥按水平分层, 先低后高, 先两侧后中间进行卸料。填料应按照其岩性、坚硬程度, 将不同岩性的填料分层或分段填筑, 禁止两种岩性强度相差过大的填料混填。因为在同种荷载作用下, 容易造成路基的不均匀沉降, 而形成病害。
石质挖方边坡坡率岩石风化程度可分别采用1∶0.5~1∶1。严重风化地段、设置浆砌块石矮墙, 起挡落石的作用, 保证行车安全。填石路堤在填筑过程中, 对边坡要用人工按设计坡率进行修正, 超过规范尺寸的大石头要进行清楚, 不能留在坡面上。
5 结语
综上所述, 填石路堤施工通过对机械配套的选择组合, 确定适宜的松铺厚度和相应的松铺厚度和相应的碾压遍数, 既能保证质量, 又能加快进度, 从而降低工程成本。
参考文献
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高边坡填石路堤 篇7
重庆外环高速公路东段E5合同段全长5.5km, 其中路基挖方量中90%以上为抗压强度在30-40Mpa中硬石料, 表层土极薄, 清表后基本为石方, 开挖难度比较大必须进行爆破施工。填方位于地形复杂斜坡地及鱼塘区域, 大部分填方基底进行软基处理, 最大填高21m, 填筑路段最长330m、最短35m, 对爆破后满足规范要求石料将用于填石路堤施工。
2 施工准备
重庆外环高速公路东段E5合同段路基填筑材料均为原山体岩石, 抗压强度为30-40Mpa, 属于中硬石料, 粒径大部分都在50cm以上, 甚至达到1m-2m, 根据填石路基施工规范要求, 填筑材料最大粒径不能大于30cm, 填筑施工前要对计划用于填筑材料进行试验, 保证抗压强度达标, 操作时先用破碎锤将大粒径料破解至30cm以下, 用激振力50t以上重型振动压路机进行碾压使其达到要求。
3 施工工艺及方法
3.1 测量放样
施工前进行测量放样, 恢复设计路线确定路基中桩, 测定原地面高程, 根据填筑坡度及填筑高度确定填方最底边线, 撒上白灰作为填筑控制线。
3.2 地表清理
重庆外环高速公路东段E5合同段路基表面主要覆盖物为草皮及腐殖土, 为确保填筑料与原山体能够结合紧密, 清除地表时要露出山体岩石为宜, 对于地面横坡陡于1:5地方, 要根据山体变化, 在适当地方挖成宽度不小于3m台阶, 台阶顶面做成2%-4%反向斜坡并平整压实, 沿路基两侧设计排水沟位置开挖和布设临时排水系统保证路基施工过程中排水顺畅。
3.3 填石路堤试验路段工程施工
大面积填筑前根据规范要求进行填石路堤试验路段工程施工确定最佳机械组合、施工工艺及方法, 征求监理工程师同意后选取K175+350--K175+450段作为填石路堤试验路段工程进行施工, 段路基基底采用换填片石处理。
在试验段施工时填筑二层进行比较, 第一层虚铺厚度控制在50cm, 第二层虚铺厚度控制在60cm, 最大填料粒径控制在填筑厚度的2/3以内, 超过采用人工破解或挖掘机将其剔除, 经人工配合推土机整平后各层采用YZ-18T振动压路机形成不同碾压遍数, 进行试验比较.每层在碾压至无明显轮迹后采用沉降差法检测路基压实度, 当沉降差平均值小于5mm时认为路基压实度符合要求。
在填石路堤试验路段工程施工中按照沉降差和施工工艺参数控制对路堤压实控制进行检验后需要采用孔隙率对压实质量进行验证, 由于采用孔隙率指标检测时必须挖大坑采用水袋法进行, 施工过程中控制难度比较大, 在填石路堤试验路段工程中对压实质量进行验证, 按照设计要求, 在本项目填石路堤施工中下路堤空隙率≤23%, 上路堤≤21%.根据填石路堤试验路段工程施工并加以分析得到每层的虚铺厚度应控制在50cm;填筑时填筑料最大粒径控制在30cm;碾压顺序及遍数为YZ-18T压路机先静压1遍, 振动碾碾压4遍, 静压1遍, 碾压6遍将沉降差控制在5mm范围内达到填石路堤压实要求。
3.4 大面积填筑施工
3.4.1 摊铺
运输填料时安排好石料运输路线.填料经挖掘机直接装入自卸车运至施工现场, 按水平分层, 先低后高、先两侧后中央卸料.为控制填料层厚不超过设计最大厚度50cm, 在路基两侧设置刻度50cm红白相间标杆尺并拉线, 每5m设一个。
摊铺采用大型推土机粗平, 每卸一车填料, 由推土机向前摊铺一车, 在局部坑洼不平地方, 人工配合采用细石块、石屑整平.摊铺过程中当石块级配不好、粒径较大、填层较厚、石块间空隙较大时, 每层表面空隙里扫入石渣、石屑、粗砂等, 再以压力水将砂冲入下部, 反复数次使空隙填满, 人工铺填粒径25cm以上石料时先铺填大块石料, 大面向下, 小面向上摆平放稳, 再用小石块找平, 石屑塞缝.在摊铺过程中发现粒径超过规范及技术要求, 采用破碎锤破解或采用挖掘机剔除。
3.4.2 边坡码砌修整
在每一层填方前要进行边坡码砌工作, 按照路基设计宽度在坡角处以相应码砌厚度进行人工挂线码砌, 码砌高度要与每层填方高度同高, 坡比要严格按照设计要求进行, 码砌后才可以进行填方, 要求码砌基本与路基填方同步进行, 码砌要采用强度大于30Mpa不易风化石料, 码砌石块应规则, 块石厚度为20cm, 填方高度小于5m填石路堤, 边坡码砌厚度不小于1m, 填方高度5m-12m填石路堤, 边坡码砌厚度不小于1.5m, 12m以上填方高度的路堤边坡码砌厚度不小于2m, 当原地面陡于1:5时边坡坡角应该挖台阶, 台阶宽2m采用块石码砌, 码砌整修后要保证边坡转折处棱线明显, 直线处平直, 曲线处圆滑, 坡面平顺、美观。
3.4.3 碾压
采用YZ-18T振动压路机按照填石路堤试验路段工程总结出碾压程序及碾压遍数至少为6遍进行碾压, 当碾压后达不到压实要求要重新进行补充碾压.填石路堤压实时, 先压两侧后压中间, 振动压路机碾压时第一遍采用光轮振动压路机不振动静压, 时速控制在1.5km/h;采用振动碾压先慢后快, 由弱振至强振振压4遍, 压路机碾压行驶速度开始时采用慢速, 最大速度不宜超过4km/h;碾压时从低向高进行, 直线段由两边向中间, 小半径曲线段由内侧向外侧, 纵向式进行;压路机错轮宽度不小于轮宽1/3, 横向接头振动压路机重叠1m-1.5m;对路基边缘碾压时压路机与线路横断面成45°角达到无漏压、无死角, 确保碾压均匀, 之后再用光轮压路机静压1遍进行收面。
3.4.4 压实检测
由于块石路堤填料粒径较大, 采用挖坑灌砂法或表面波密实度仪测定压实度, 效果不太好, 一般在压路机碾压6-8遍后或通过试验段确定碾压遍数后, 压实层面稳定、没有明显碾压轮迹、石块紧密、表面平整时进行检测, 本合同段采用18t压路机按照填石路堤试验路段工程确定碾压6遍后进行检测。
3.4.5 路堤顶面填筑
填筑至路堤顶面下50cm时增加填石路堤和路床部分填料过渡层, 过渡层填料粒径不应大于15cm, 小于0.5cm材料含量不小于30%。
4 填石路堤质量控制和检测评定
填料粒径在填筑前必须符合要求, 不合格材料绝对不许进行施工, 填料最好在挖方现场进行控制, 进行爆破改小, 个别超大粒径石料必须在装车前进行解锤, 或在填方摊铺时采用破碎锤破解。
填石路堤以沉降差法、碾压遍数、松铺层厚等施工工艺来控制压实度, 在施工中可以对碾压后路基表面外观进行检查, 在碾压6-8遍后表面平整无明显轮迹痕且采用施工碾压时候的重型振动压路机按照规定碾压参数, 直到前后碾压两遍各测点高程差平均值不大于5mm, 标准差小于3mm即视为碾压质量符合规范要求。
在填石路堤每层施工完成后必须对其高程及横坡、中线偏位、压实记录进行检查, 每5层施工后需要增加平整度及边坡检查, 在施工至分区顶面时要进行质量检查评定, 以确保路基施工质量。
5 填石路堤沉降变形处理措施
将压实机具的吨位要保证在18t以上确保石块之间嵌锁密实, 保证路基每一层的压实质量;填石材料特性变化很大, 通常石料级配越好, 压实所能达到密实度和弹性量就越高, 为使施工路堤完工后沉降最小, 压实达到理想结果做好填石材料级配。
为达到要求级配分布采用“进占式”方法进行填石料摊铺施工.从填筑路段一端倒料, 用推土机推开整平, 控制好其松铺厚度符合施工要求;避免摊铺过程中粗细料分离、细料全部沉淀到下层现象.保证使最大的石块居于每层底部而较细颗粒则居于顶部.确保最佳嵌锁和压实力传递.重型运输材料汽车对松铺填料有初步压实作用, 利于下一步碾压密实.摊铺过程中要注意粗大石料重叠架空, 形成空隙巨大不稳定结构, 对路基稳定带来不好影响, 要进行破碎填充处理。
在摊铺与碾压过程中将超粒径石块进行破解或予以剔除并用细料进行嵌缝, 经压路机反复激振, 如果发现细料有明显下沉, 用细料嵌缝反复几次至细料在振动后不再下沉, 确保石块之间无空洞, 摊铺好铺筑层面上不应有粗石料集中现象, 如有应采用最大粒径为10cm以下石渣或碎石填隙使级配符合要求。
结束语
重庆外环高速公路东段E5合同段63万m3填石路基已于2007年底全部完工, 高填方区经过半年沉降及位移观测完全符合设计及规范要求, 与路面单位交接中弯沉值、路基宽度、边坡度、横坡等各项指标均符合设计及规范要求, 一次交接完成, 该项目于2010年建成通车, 运行良好, 成功地验证该施工方法正确性。
摘要：以重庆外环高速公路东段E5合同段填石路堤施工为例, 对填石路堤施工工艺和质量控制方法作简单介绍.对填石路堤中压实质量控制及检测进行简单说明, 对影响填石路堤质量沉降变形问题提出处理建议。
关键词：填石路堤,施工工艺,质量控制,高速公路
参考文献
[1]中华人民共和国交通部发布.公路路基施工技术规范[S]. (JTG F10-2006) .北京:人民交通出版社, 2006.
[2]西部开发省际通道重庆外环高速公路东段项目工程技术规范[S].重庆:重庆高速公路发展有限责任公司垫利分公司, 2006.