填石路堤施工工藝與質(zhì)量檢測(cè)
時(shí)間:2022-06-12 09:55:39
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摘要:本文依據(jù)廣樂(lè)高速以及目前我國(guó)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(wèn)題,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)填筑試驗(yàn),提出了適用于填石路堤的施工工藝,并對(duì)填石路堤的壓實(shí)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(guò)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(shí)及其力學(xué)特性等主要取決對(duì)于粗粒部分,這與填土路堤相比具有不易壓實(shí),較高的抗剪強(qiáng)度,質(zhì)量評(píng)定困難,容易發(fā)生沉降變形等特點(diǎn),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(wèn)題包括檢測(cè)手段、壓實(shí)工藝以及粗粒料的壓實(shí)特性、路堤的沉降和穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等[3]。近年來(lái),我國(guó)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(guò)以前,施工技術(shù)水平也在逐漸提高,同時(shí),一些新的壓實(shí)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(yàn),缺乏系統(tǒng)的研究。同時(shí),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(cè)與施工工藝方面進(jìn)行了一些探索[5]。在路基設(shè)計(jì)規(guī)范中,推薦以重型壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)沉降差進(jìn)行壓實(shí)檢測(cè)。在現(xiàn)有的施工實(shí)例中,有的用壓路機(jī)上的壓實(shí)計(jì)檢測(cè),有的用表面沉降量控制壓實(shí)質(zhì)量,也有的采取施工工藝質(zhì)量控制。在我國(guó)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(chǎng)挖試坑的方法進(jìn)行檢測(cè)??梢?jiàn),現(xiàn)有的填石路堤的質(zhì)量檢測(cè)手段與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)很不統(tǒng)一。綜上所述,對(duì)于填石路堤的研究還相對(duì)較為薄弱,目前對(duì)壓實(shí)層厚的要求較嚴(yán)(一般小于60cm),對(duì)施工效率產(chǎn)生了較大影響。在堅(jiān)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(shí)機(jī)具的功能和種類都有較大進(jìn)步的今天,開(kāi)展大粒徑填石路堤修筑技術(shù)研究,具有較高的現(xiàn)實(shí)意義和必要性。因此,針對(duì)現(xiàn)有施工水平和壓實(shí)機(jī)具,開(kāi)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(shí),有必要提出填石路堤的壓實(shí)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(yàn)
在大規(guī)模施工前,應(yīng)進(jìn)行填石路堤填筑試驗(yàn),其指基于實(shí)際工程施工條件,對(duì)施工所用的填料進(jìn)行壓實(shí)以及現(xiàn)場(chǎng)填筑試驗(yàn),特別是在公路部門填石路堤施工經(jīng)驗(yàn)不多的情況下,大規(guī)模施工前的填筑試驗(yàn)更是必不可少。填筑試驗(yàn)?zāi)康娜缦拢海?)核實(shí)路堤填筑設(shè)計(jì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的合理性,如原設(shè)計(jì)規(guī)定的壓實(shí)干密度,孔隙率等能否達(dá)到。如發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)控制指標(biāo)有出入,可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果提出相應(yīng)建議,由設(shè)計(jì)單位重新核定施工控制指標(biāo);(2)檢驗(yàn)所選用的填筑壓實(shí)機(jī)械的適用性;(3)確定經(jīng)濟(jì)合理的施工壓實(shí)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(shí)施細(xì)則;(6)確定壓實(shí)質(zhì)量控制方法和檢測(cè)指標(biāo)。公路填石路堤的填筑試驗(yàn)的面積一般不小于500m2,試驗(yàn)段應(yīng)選擇在較堅(jiān)硬平坦的地段進(jìn)行。在碾壓試驗(yàn)前,應(yīng)制定詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃,確定壓實(shí)試驗(yàn)內(nèi)容和參數(shù)組合。根據(jù)這些經(jīng)驗(yàn),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(hào)確定下來(lái),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(duì)廣東填石料,碾壓試驗(yàn)內(nèi)容如下:(1)碾壓機(jī)具,靜重20T以上振動(dòng)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(jiān)硬花崗巖和灰?guī)r的碾壓層厚建議80cm(根據(jù)層位);(3)試驗(yàn)?zāi)雺罕閿?shù)最多碾壓至12遍;(4)試驗(yàn)檢測(cè)0、2、4、6、8、10、12遍碾壓填石干密度和孔隙率,每次檢測(cè)至少有三個(gè)測(cè)點(diǎn)(同一碾壓遍數(shù)),每次2遍后試坑灌水不少于3個(gè),挖坑過(guò)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(chǎng)試驗(yàn),提出的適用于振動(dòng)碾壓填石路堤合理的施工工序如下:(1)運(yùn)料與堆料;(2)攤鋪;(3)破碎大粒徑料,補(bǔ)充細(xì)料以及局部找平;(4)碾壓;(5)邊坡碼砌;(6)壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)與整改。1.運(yùn)料在運(yùn)料前,應(yīng)嚴(yán)格篩選填料粒徑,對(duì)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(shí)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(diǎn)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(dòng)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(duì)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(huì)導(dǎo)致不易整平填石料表面,不易控制層厚,實(shí)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(diǎn),對(duì)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(fèi)工。綜上可以看出,漸進(jìn)式法施工對(duì)于堅(jiān)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(shí)層底部,實(shí)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(yùn)料,逐漸向前攤鋪。3.大粒徑料破碎、局部找平、補(bǔ)充細(xì)料對(duì)于存在局部大粒徑料超標(biāo)以及攤鋪過(guò)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(wú)露頭的大石以及孔洞和孔隙。在保證沒(méi)有多余填石料堆放在壓實(shí)工作面上后,方可進(jìn)行下一步工作。4.碾壓試驗(yàn)段先靜壓,后振動(dòng)碾壓,從現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果來(lái)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(shí)度,距邊坡1.0m的地方均可振動(dòng)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(wú)明顯的松動(dòng)和大空隙。6.壓實(shí)質(zhì)量檢查與整改壓實(shí)質(zhì)量檢查包括密實(shí)度、高程差以及表觀質(zhì)量檢測(cè)等。填石路堤在碾壓后,表面應(yīng)無(wú)明顯空洞、孔隙,鐵鍬挖動(dòng)困難的狀態(tài)。對(duì)于壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)不合格的段落,應(yīng)采取整改措施。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)的原因包括:(1)碾壓遍數(shù)沒(méi)達(dá)到要求;(2)填料粒徑過(guò)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(cè)與控制
質(zhì)量檢測(cè)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(gè)施工環(huán)節(jié),進(jìn)行全面質(zhì)量管理,切實(shí)保證填石路堤的填筑質(zhì)量。對(duì)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(wèn)題并及時(shí)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(yàn)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(shí)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(shí)沉降差進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí),沉降差的檢測(cè)頻度為:每2,000m2檢驗(yàn)不少于12點(diǎn),在壓實(shí)面積小于200m2時(shí),檢驗(yàn)測(cè)點(diǎn)應(yīng)大于4點(diǎn)。沉降差平均值應(yīng)小于5mm,標(biāo)準(zhǔn)差應(yīng)小于3mm。對(duì)于填石路堤,結(jié)合試驗(yàn)工程檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn):各種檢測(cè)方法并非盡善盡美,填石路堤檢測(cè)方法應(yīng)采用質(zhì)量檢測(cè)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(duì)壩料壓實(shí)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(yǔ)
(1)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),提出的適用于振動(dòng)碾壓填石路堤合理的施工工序包括運(yùn)料與堆料;攤鋪;破碎大粒徑料,補(bǔ)充細(xì)料以及局部找平;碾壓;邊坡碼砌;壓實(shí)質(zhì)量檢測(cè)與整改。(2)攤鋪過(guò)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(guò)程中填料間相互咬合密實(shí)。(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(duì)后期的壓實(shí)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(jiān)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(shí),空洞、松動(dòng)現(xiàn)象應(yīng)不明顯。(5)填石路堤質(zhì)量檢測(cè)應(yīng)采用質(zhì)量檢測(cè)與施工工藝控制相結(jié)合的方法。本文推薦的實(shí)測(cè)項(xiàng)目用于填石路堤,可為相關(guān)工程實(shí)踐提供借鑒和參考。
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作者:童第科 單位:招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司