路基工程知識:公路施工中填石路基的處理技術

2021-01-15 建設工程教育網

  填石路基多修築在山嶺地區,其地勢險峻,溝壑縱橫。由於路線線形要求所致,填挖較多,路堤的填築高度較高,填方量巨大,再加上填石路基填料本身的密度較大,路堤填築體的自重荷載很大,這就對地基的承載力提出較高的要求。同時,填石路基填料本身的工程特性也決定了對地基的特殊要求。

  一、填料的質量要求

  巖石填料按抗壓強度劃分硬質巖和軟質巖兩大類,其強度採用尺寸50×50×50mm的立方體試件飽水抗壓強度試驗確定。

  本合同段因填料中含紅砂巖石,其又分為一、二、三類,故本次試驗雖未涉及紅砂巖填料,為綜合指導,亦應相應提出為好,用於路基填方材料的巖石,其飽水抗壓強度應不低於15Mpa,當其抗壓強度小於規定要求時,應進行CBR試驗,CBR不低於15%,不滿足要求時,應按填土的要求檢驗和控制,填料中石料含量≤50%時,按填土路堤施工,當石料含量≥70%時,按填石路堤施工,當石料含量在50~70%時,按土石混填路堤施工。

  二、填築要求

  1.路堤施工前,應先修築試驗路段,確定滿足表2B311014- 2中孔隙率標準的松鋪厚度、壓實機械型號及組合、壓實速度及壓實遍數、沉降差等參數。

  2.路床施工前,應先修築試驗路段,確定能達到最大壓實幹密度的松鋪厚度、壓實機械型號及組合、壓實速度及壓實遍數、沉降差等參數。

  3.二級及二級以上公路的填石路堤應分層填築壓實。二級以下砂石路面公路在陡峻山坡地段施工特別困難時,可採用傾填的方式將石料填築於路堤下部,但在路床底面以下不小於1.0rn範圍內仍應分層填築壓實。

  4.巖性相差較大的填料應分層或分段填築。嚴禁將軟質石料與硬質石料混合使用。

  5.中硬、硬質石料填築路堤時,應進行邊坡碼砌,碼砌邊坡的石料強度、尺寸及碼砌厚度應符合設計要求。邊坡碼砌與路基填築宜基本同步進行。

  三、填石路基施工技術

  1.填料要求:石料強度(飽水試件極限抗壓強度)要求不小於15MPa,風化程度應符合規定,最大粒徑不易大於層厚的2/3.在高速公路及一級公路填石路堤路床頂面以下50cm範圍內,填料粒徑不得大於10cm,其他等級公路填石路堤路床頂面以下30cm範圍內,填料粒徑不得大於15cm.

  2.填築方法:豎向填築法、分層壓實法、衝擊壓實法和強力夯實法。

  (1)豎向填築法(傾填法)主要用於二級及二級以下且鋪設低級路面的公路在陡峻山坡施工特別困難或大量爆破以挖作填路段,以及無法自下而上分層填築的陡坡、斷巖、泥沼地區和水中作業的填石路堤。該方法施工路基壓實、穩定問題較多。

  (2)分層壓實法(碾壓法)是普遍採用並能保證填石路堤質量的方法。該方法自下而上水平分層,逐層填築,逐層壓實。高速公路、一級公路和鋪設高級路面的其他等級公路的填石路堤採用此方法。

  (3)衝擊壓實法利用衝擊壓實機的衝擊碾周期性大振幅低頻率地對路基填料進行衝擊,壓密填方;強力夯實法用起重機吊起夯錘從高處自由落下,利用強大的動力衝擊,迫使巖土顆粒位移,提高填築層的密實度和地基強度。

  (4)。強力夯實法是填石分層強夯施工,要求分層填築與強夯交叉進行,各分層厚度的松鋪係數,第一層可取1. 2,以後各層根據第一層的實際情況調整。每一分層連續擠密式夯擊,窮後形成夯坑,夯坑以同類型石質填料填補。

  四、填石路基石質地基的處理方法

  4.1.填石路基石質地基的處理方法

  一般認為石質地基較為理想,其承載力較大,能為填石路基的穩定性提供較為理想的支承保證。但是應當看到,如果對石質地基的要求過低或施工時處理不當,其承載力的不均勻現象仍然會對路基產生不利的影響。因此不應對填石路基的石質地基掉以輕心,放鬆要求,應確保石質地基的平整性與強度的均勻性。

  4.2.填石路基巖石和土混合地基的處理方法

  在山區填石路基的施工現場經常會遇到巖石和細粒土混合地基,這種地基的強度很不均勻,同時其表面不易整平,如不採取必要的處理措施將會對路基的穩定性有較大的影響,尤其是路基填築高度較高時,會增加不均勻沉降,導致路基路面產生破壞。對於巖石和細粒土混合的地基,主要問題是由於強度不同,存在承載力差異,故應提高細粒土部位的強度,具體處理方法是將巖石炸平,並在細粒土部位設過渡層。

  五、工程實例

  5.1工程概況

  吳山市經濟開發區江興東路,路基工程位於魚塘、小河及農田之上。

  5.2理論測算填石工程量

  根據地質報告中反映,E=(0.7-11.1)PS PS=0.28-0.37Mpa魚塘回填深度3.7-0.8m,回填石料的容重按22kg/m3計取,淤泥厚度Δh按4.5-7.9m計取。計算出累計填石工程量為10458 M3.

  5.3採用沉降標觀測計算填石工程量

  根據220m的路基施工長度每10m布設一處沉降標段面,每處沉降標段面3隻沉降標,左、中、右分別布設一個沉降標。經過4個半月的路基施工,共進行了15次觀測,通過觀測結果確定各處觀察斷面的平均厚度,計算出的累計填石工程量為12493 M3.

  六、對高填斜坡地帶高速公路填石路堤的總結

  6.1高填斜坡地帶高速公路填石路堤存在客觀的差異沉降變形因素,採用常規的壓路機械碾壓施工,儘管路基填料壓實度能滿足規範要求,但是在路堤內還存有一定量的空隙。

  6.2強夯處理能最大限度地減少填石路堤之間填料的空隙量,對已按常規壓路機械壓實後的填石路堤進行強夯處理,效果顯著,如強夯影響深度達到7米以上,夯後壓實度提高了5.5%,平均夯沉量43cm.考慮強夯處理的作用深度大,施工工期長,施工成本費用高等因素,施工中不能對每層填石路堤都進行強夯處理,建議只對高速公路填石路堤93區和95區進行強夯處理,能有效地提高工程質量和經濟效益。

  6.3對高填斜坡地帶高速公路填石路堤進行一定次數的強夯處理,能從根本上減少路堤沉降隱患,提高路堤的整體強度,保證其穩定性和耐久性,從而大大提高高速公路的修建質量。

  結束語:隨著公路建設的迅速發展,填石路基已經成為山區高等級公路較普遍的路基形式。為確保公路填石路基施工質量,保證路基強度和穩定性,通過填料、填築工藝、質量檢驗控制和採限綜合技術措施,保證路基強度,減少路基變形,防止路基產生較大的沉降,差異沉降和滲透破壞,制定方案時,堅持質量第一、具體問題、具體分析、因地制宜、就地取材的原則。

責任編輯:cj

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