填石路基施工技术及质量检测

填石路基施工技术及质量检测 摘要 填石路基作为一种特殊结构型式的路基 在山区公路建设中正得到广泛应用 本文主要从填石 路基的施工技术 质量检测两个方面进行概述 对填石路基的设计 施工和质量检测具有一定的指导意义 1 前言前言 随着公路建设的迅速发展 公路不断向山区延伸 地形地质条件更加复杂 路基高填 深挖和隧道工程成为不可避免 利用路堑和隧道开挖产生的工程性能优良的大量石质弃渣 不仅有利于克服山区缺乏优良土质填料的缺点 还能便于就地取材 少占田地和减少环境 污染 减少弃渣对沿线生态环境破坏和诱发地质灾害 其社会经济效益相当显著 路基施 工中利用开山 架桥 掘隧时伴生的废石碴填筑的路基称为填石路基 填石路基在填料的 工程特性 路基结构 施工工艺 质量检验与控制方面与常规的土质路基有较大区别 是 一种特殊结构型式的路基 本文主要对填石路基施工技术及质量检测进行了论述 2 施工技术施工技术 填石路基施工技术会影响到填石路基的整体性 透水性和沉降等方面 因此在施工中 必须对填石路基的地基处理 填料处理进行必要的控制以达到填石路基的整体性好 透水 性能好 沉降小的要求 2 1 填石路基的地基处理填石路基的地基处理 2 1 1 填石路基地基承载力方面要求 填石路基对地基的沉降要求较为严格 在填石路基填筑前应对地基的承载力进行测试 地基的承载力应满足路基不同填筑高度的要求 当填石路基填筑高度小于10 米时 地基承 载力不宜低于150Kpa 当填石路基填筑高度为10 20 米时 地基承载力不宜低于 200Kpa 当填石路基填筑高度大于20 米时 路基应宜填筑在岩石基底上 2 1 2 填石路基地基处理要求 在填石路基填筑前 首先应对原地面进行表面清理 清除树木等杂物 一般耕地土地 段原地面应清除表土15cm深 同时用满足规范要求的土料回填原地面的坑 洞等低凹处 并按规定进行压实 当基底为松散土 且含水量较高时 压实前应先进行翻晒 使其重型 压实度不小于90 当填石路基高度大于80cm时 基底压实不应小于95 当路堤基底原 状土的强度不符合要求时 应进行换填 其换填深度不小于30cm 若遇到不良地基 膨胀 土 盐渍土 黄土等 时 应视具体工程条件采取清淤 排水固结 抛石 换填或复合地 基等技术措施进行加固处理 2 1 3 填石路基地基处理方法 1 填石路基石质地基的处理 石质地基较为理想 其承载力较大 能为填石路基的稳定性提供较为理想的支承保证 如果对石质地基的要求过低或施工时处理不当 其承载力的不均匀现象仍然会对路基产生 不利的影响 应确保石质地基的平整性与强度的均匀性 2 岩石和土混合地基的处理 岩石和细粒土混合地基 这种地基的强度很不均匀 同时其表面不易整平 如不采取 必要的处理措施将会对路基的稳定性有较大的影响 故在路基填筑前应进行合理处理 对 于岩石和细粒土混合的地基 主要问题是由于强度不同 存在承载力差异 故应提高细粒 土部位的强度 具体处理方法是将岩石炸平 并在细粒土部位设过渡层 当基底为石牙状 时 应将石牙炸除不小于80cm 并用岩石填料置换细粒土以形成均匀 平整的岩石混合基 底 这是因为若不炸掉岩石 细粒土部分无法压实 而且即使炸平岩石 也应用石料置换 部分细粒土 置换一定厚度并高出原岩石面后才可进行有效压实 2 1 4 填石路基地基排水要求 由于填石路基的孔隙较大 水较易从边坡或路面等部位进入路基中 而且由于路基填 筑体的渗透性好 水很容易浸湿地基 同时若地基范围内存在地下水 这都会影响填石路 基的整体稳定 因此 当路堤基底范围内由于地面水或地下水影响路基稳定时 填石路基 应采取必要的引排 拦截等措施 或在路堤底部填筑不易风化的片石 砂砾石或块石等透 水性材料来设置透水层 其厚度应不小于30cm 以防止水对地基的不良影响 2 2 填石路基的填料处理填石路基的填料处理 2 2 1 填料要求 填石路基的石料强度不应小于15MPa 填石级配越均匀 填石体粒径适中 对石灰岩 在路堤填筑区施工时 最大粒径应不大于35 50cm 不均匀系数在15 20以上较好 同时粒 径大于20cm的填料含量应在30 40 以下 粒径在2cm以下的填料含量应在10 15 以 上 在路床范围内施工时 最大粒径应不大于15cm 不均匀系数在10左右较好 对于砂岩 在路堤填筑区施工时 最大粒径应不大于30 40cm 不均匀系数在15 20以上较好 同时粒 径大于20cm的填料含量应在20 30 以下 粒径在2cm以下的填料含量应在10 20 以 上 在路床范围内施工时 最大粒径应不大于15cm 不均匀系数在10左右较好 2 2 2 填石路基的填料摊铺 对于填石路基的施工质量而言 摊铺工艺尤为重要 因为在填料岩性一定的条件下 它在很大程度上决定了填石路基压实层的结构类型 从而直接影响路基的压实效果 目前 路基施工过程中填料摊铺较为常见的摊铺方法主要有以下几种 1 渐进式摊铺法 指运料汽车在新卸的松铺填料面上逐渐向前卸料 并用推土机随时 推铺整平 2 后退式摊铺法 指运料汽车在上一层已压实好的路基表面上后退卸料 形成许多密 集的填料堆 再用推土机整顿秩序平 这类方法比较适合于细料含量较多的填料以及细粒 土的摊铺 3 混合摊铺法 指在已压实的层面上先用后退法卸料 形成一些分散的填料堆 再在 其上用渐进式摊铺法卸料 推土机整平 达到所要求的层厚 这类方法兼有渐进式与后退 式的优点 适合于层厚较大的情况 但是较为费工一些 2 2 3 填石路基的填料整平 填石路基的填料摊铺完后 其待压层的平整度不仅在一定程度上决定压实层填料的粒 径组成 而且会影响压路机在碾压过程中对路基的压实作用 因此应在摊铺后的压实层表 面填充细料 加强人工整平工作 以给出下一步的碾压工序提供一个良好平顺的工作面 在最大程度上保证理想的压实效果 填石路基整平工艺的关键是保证使较大的石块居于每 层的底部 较细的颗粒居于顶部 并填充其间的孔隙 以确保最佳的嵌锁和压力传递 同 时提供一个不会致使压路机的碾轮在行驶时受损的压实表面 对于摊铺后路基表面明显缺 少细料的地方应补充细料 铺洒一层碎石或石屑料 使碎石或石屑料填满大粒径碎石间的 缝隙 特别要强调的是 严禁使用细粒土填充孔隙 2 2 4 填石路基压实工艺实施 不同条件下的填石路基要想达到最佳压实效果对压路机的碾压组合 碾压速度及碾压 遍数都有着不同的要求 1 碾压组合 碾压组合的研究应与填料的工程特性研究 摊铺整平工艺研究等相互联 系 紧密结合 统一考虑 对于填石路基压实施工的碾压组合原则应是 优先选择拖式振 动压路机进行碾压组合 而不应单一选用自行式压路机 优先选用吨位及激振力较大的压 路机 碾压组合的压路机数量越少越好 结合工程经济性 建议填石路基的压实宜使用以下 碾压组合 18T拖式凸块振动压路机与18T自行式振动压路机的组合 在没有18T拖式凸块振 动压路机的情况下 也可考虑使用18T拖式振动光轮压路机与18T自行式振动压路机的组合 2 碾压速度 在考虑到压实机械的性能 经济性 安全性等综合因素下 认为填石路 基的压实施工中存在着最佳碾压速度 一般认为其在3Km h 6Km h之间 且压路机的碾压 速度开始宜用慢速 但是在具体施工中 还应针对不同岩性的碎石路基和所选用的压路机 通过铺筑试验路段来选择具体合适的碾压速度 3 碾压遍数 压实施工中的碾压遍数与填石路基压实质量的关系因填料的岩性 粒径 组成 碾压机械等条件的不同有所差异 但一般的规律是 路基填筑体的密实程度随碾压 遍数的增加而增加 而碾压遍数增加到一定程度后 路基填筑体密实程度的增长率变小 趋于缓和 甚至有可能降低 对于不同的碾压组合 压买层达到相同沉降率时的碾压遍数 是不同的 具体可以事先应进行试验路段铺筑 此时结合填料具体的工程性质和现场压实 机械情况进行碾压遍数与压实质量关系的研究 以寻找在满足压实质量要求的前提下较为 经济的碾压遍数 3 填石路基施工质量检测填石路基施工质量检测 3 1 填石路基施工质量检测方法填石路基施工质量检测方法 填石路基质量控制 不但要严格施工工序 保证路基填料合格 施工规范 压实机械 压实标准符合要求 检测手段及频率符合要求 填石路基的整体压实度 沉降差及稳定性等 目前填石路基施工现场中主要采用的质量检测方法有沉降差检测方法 密度检测法 弯沉 检测法 压实度法 试验路段法 弹性模量法 沉降法 面波法 附加质量法等 1 沉降差检测方法是指路基压实完之后 测定压实层表面的测点早用标准吨位的压路 机碾压前后的高程差即沉降差 用以评价路基压实质量的方法 一定荷载作用下压实层顶 面沉降量稳定或小于某一范围内即说明路基压实到了密实状态 2 密度检测法 现场密度试验是较为直接的检测手段 在研究过程和质量验收阶段中 它可以作为一种衡量标准来评价其它检测方法的效果和准确性 3 弯沉检测法 路基压实的最终目的是要求路床顶面检验时的路基整体强度 回弹摸量 或弯沉值达到铺筑路面的要求 鉴于路基弯沉值对于路面设计的重要性和落锤式弯沉仪测 定动弯沉的方便快捷 有必要探索填石路基施工质量的弯沉检测方法 4 压实度检测法 沿用填土路基质量检测方法的思路 即采用路基填料的最大干密 度作为压实标准 通过现场实测的填料干密度与最大干密度的比值即压实度的大小来检测 施工质量 5 试验路段法是指对路基的施工过程进行质量管理检测 它通过修筑试验路段来确定 填筑的厚度 压实机械和碾压遍数等若干关键施工参数 然后在随后的大面积正式施工中 依据这些参数来控制施工质量 从而替代质量检测 6 弹性模量法以变形控制为依据 路基在压实作用下强度得以提高 当弹性模量增到 某一值时 其塑性变形越来越小剩余沉降量趋于稳定 即认为路基已密实 填石路基施工 中填料的变形即为重要 7 压实计法由加速计 数据处理装置和指示表组成 速度计装在振动碾轴上 数据处 理装置和指示表装在驾驶室 由于波形畸变的程度与土体压实程度之间存在一定关系 故 可由此判断压实程度 8 面波依法以表面波理论为依据 根据表面传播速度与材料密度 强度以及弹性模 量等力学参数的良好相关性来对被检测体进行质量检测 9 附加质量法依据单自由度体系的震动原理 将填筑体等效为 质量弹簧系统 利 用 附加质量 根据不同体系的振动频率求得地基土的参振质量 又由地层纵波传播速度与 参振体积的关系求得参振体积 根据测点的质量和体积便可求的测点土体的密度 10 相对沉降量法 其检测方法是将仪器架设在路基外 检测前后的仪器高度不变 碾 压前后各侧点的读数差即为该点的相对沉降量 3 2 填石路基的质量检测项目填石路基的质量检测项目 填石路基在质量检测和施工单位自检项目中 主要有下列项目需要检测 压实层厚和 最大粒径 压实遍数 压实质量检测 平整度检测 表观质量检测 平整度检测 表观质 量检测 4 结语结语 总的来说 填石路基的地基特性及处理 填料工程性质 粒径组成 摊铺厚度 压实 机械和压实后的质量检测等这些因素均对填石路基的质量起着重要的影响作用 应该对这 些施工因素综合考虑 有机结合 统一管理 才能够