探討填石路基在公路施工中的應(yīng)用
1、填料的質(zhì)量要求
巖石填料按抗壓強度劃分硬質(zhì)巖和軟質(zhì)巖兩大類，其強度采用尺寸50×50×50mm的立方體試件飽水抗壓強度試驗確定，如表示：
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(dǎo)，亦應(yīng)相應(yīng)提出為好，用于路基填方材料的巖石，其飽水抗壓強度應(yīng)不低于15Mpa，當(dāng)其抗壓強度小于規(guī)定要求時，應(yīng)進(jìn)行CBR試驗，CBR不低于15%，不滿足要求時，應(yīng)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(dāng)石料含量≥70%時，按填石路堤施工，當(dāng)石料含量在50～70%時，按土石混填路堤施工。
2、粒徑（粗細(xì)粒料的比例）、不均勻系數(shù)
多數(shù)試驗結(jié)果認(rèn)為，最大粒徑越大，巖石填料的抗剪強度越低，最大粒徑大，不均勻性往往也大，使壓實度難以把握。應(yīng)加控制。石料強度不同，最大粒徑允許值也不同。主要考慮到壓碎性的雙重影響。不同部位允許的最大粒徑值也不相同。
用于路基主填區(qū)巖石填料中20mm以下的細(xì)粒料的比例不低于10%，一般應(yīng)為10～40%，大于200mm的巨粒料的比例不應(yīng)高于40%，0.074mm以下的顆粒比例不應(yīng)大于10%，目的是防止混入細(xì)粒土。同時也防止人為地?fù)酵链嫣钕逗蛪簩崱Ｓ糜谶吰麓a砌的巖石填料，30cm以上的巨粒料比例不小于70%，填隙用的中粒料粒徑應(yīng)大于10cm，其比例不應(yīng)超過30%。用于路基主填區(qū)的巖石填料不均勻系數(shù)應(yīng)為10～40%，用于基底、路床、結(jié)構(gòu)物回填和邊坡時，不均勻系數(shù)宜為10～20%。根據(jù)有關(guān)資料論述，代表性填石路堤石料的顆粒組成級配。d10為2～20mm，d60為40～200mm，故控制20mm以下的含量不多于40%是合理的。不均勻系數(shù)對石料的壓碎性和不同壓實狀態(tài)的空隙率有顯著影響。從而影響壓實度和路基強度。根據(jù)資料，石料級配分析和石料可壓實性研究，cu小于10時不能有效壓實，cu為36時最易壓實。多數(shù)石料開挖的cu值介于10～40之間，作為控制范圍是合適的。
3、石方填方路基的綜合處治方案
3．1基底的強度和均勻性：基底的承載能力應(yīng)滿足不同路基高度的要求。路基高度6～10m時，基底承載力在140～180Mpa，高度在10～15m時，承載力在180～270Mpa，高度在15～20m時，承載力在270～320Mpa，填土高度＞20m時，承載力應(yīng)＞320Mpa或填筑在巖石基底上，基底強度應(yīng)均勻，巖石和細(xì)粒土混基底，應(yīng)加強細(xì)粒土部位，降低承載力的差異。
3．2細(xì)粒土基底：細(xì)粒土基底上的填石路堤應(yīng)設(shè)過渡層，過渡層材料應(yīng)符合：若粗粒料的P15/F85＞5，應(yīng)設(shè)過渡層，過渡層應(yīng)滿足M15/F15＞5，M15/F85＜5。（其中R為粗粒料，M為過渡層粒料，F(xiàn)為細(xì)粒料，加上數(shù)字表示該通過率對應(yīng)的粒徑。）厚度為30～50cm。
3．3巖石和細(xì)粒料混合基底：巖石和細(xì)粒土混合基底，應(yīng)將巖石炸平，并在細(xì)粒土部位設(shè)過渡層，基底為石牙狀（石筍）時，應(yīng)將石牙（石筍）炸除不小于80cm，并用巖石填料置換細(xì)粒土，形成均勻、夾帶的巖石混合基底。
3.4路基主填區(qū)：右用各種符合要求的填料填筑，但不應(yīng)采用細(xì)粒土和填石混雜或夾層填筑。細(xì)粒土用于填石路基的上部時，應(yīng)在兩導(dǎo)之間設(shè)過渡層，層厚為30～50mm。細(xì)粒土不宜用于填石路基的下部填筑。
3.5超大石料粒處理，一般用人工、機械解小、用于邊坡和運出現(xiàn)場等方法，機械解小速度快，效果較好。
4、填石路堤施工工藝
4.1巖石填料應(yīng)控制20cm以上的大塊率不多于40%，超尺寸粒徑應(yīng)在料源就地解小。采用最大粒徑為10cm以下的石碴或碎石填隙，使級配符合要求。填隙料的比例應(yīng)根據(jù)開挖出的石料級配確定，關(guān)于這方面必須列出施工記錄中切實控制的祥盡記錄，與路基壓實成形至關(guān)重要。填石路堤施工，填隙是重要的工序，石塊尺寸較大時，細(xì)料粒徑不足，需要的填隙料較多，施工中應(yīng)有填隙考慮，并準(zhǔn)備相應(yīng)的填隙材料，安排相應(yīng)的施工，才能保證路基壓實符合要求。
4.2壓實能量，能量應(yīng)不小于2.68J/cm3，按式計算：
E=2αnNL（W+F/2）/（VLBh）
式中：E—振動碾的壓實能量J/cm3；
α—振幅，mm；
W—振動輪的軸重，KN；
F—激振力，KN；
n—振動頻率，HZ；
N—振動碾壓遍數(shù)；
V—振動碾壓速度，cm/s；
L—振動輪接地長度，cm；
B—壓實寬度，可取振動輪接地寬度D1/2，cm；
h—壓實層厚度，cm；
D—振動輪直徑，cm；
壓實能量與壓路機的參數(shù)有關(guān)外，還與碾壓遍數(shù)、層厚、碾壓速度有關(guān)，表推薦的碾壓遍數(shù)，在a為1.66mm，v為5km/h，層厚h為50cm的條件下計算得到。試驗總結(jié)達(dá)到碾壓遍數(shù)時壓實效果是好的，穩(wěn)定性是較好的。
4.3壓實工藝
應(yīng)先采用平碾靜壓2遍，碾壓速度為3～6KM/n，然后采用振動碾振動碾壓實，碾壓速度不大于5KM/h，宜優(yōu)先采用凸塊式（羊足碾）振動碾振動壓實。不同壓路機的振動壓實遍數(shù)如表：
振動碾壓遍數(shù)先用
軸重
每5層及路基頂面宜采用沖擊式振動壓路機振動壓實。路訂部分應(yīng)采用自行平碾式振動壓路機振動壓實。
4.4超粒徑石料的處理，應(yīng)輔以人工解小，直到尺寸符合要求，也可采用沖擊錘進(jìn)行機械解小，以提高生產(chǎn)效率，不能解小的石塊應(yīng)清除出施工現(xiàn)場。
4.5碼砌石料施工工藝，碼砌石料的尺寸應(yīng)符合要求，石塊大面朝下，大小咬合緊密，不得有全體檢動現(xiàn)象。不得采用層鋪法及填隙鋪砌工藝?？刂撇痪鶆蛳禂?shù)目的是防止采用層鋪法和細(xì)石填隙砌筑。
5、壓實質(zhì)量管理
5.1料場質(zhì)量管理，應(yīng)測定料場石料的強度、級配、視比重、吸水率，每個料場第5萬m3至少應(yīng)試驗一次，爆破方法改變時，應(yīng)重新測定石料級配，測定石料強度目的是進(jìn)行石料分類，為控制層厚和壓實用。測定級配目的是控制最大粒徑，粒細(xì)料的比例和不均勻系數(shù)。
測定視比重和吸水率目的是評價石料的強度，并提供密度計算所需要的參數(shù)。級配受開挖方式的影響較大，開挖方式改變時，應(yīng)重新評價級配組成。
5.2松密度計算，按下式計算：
P0=（1-0.46/8√Cu）CsCu=d60/d10壓碎前）
式中：P0—石料的松密度，g/cm3；
Cu—石料的不均勻系數(shù)；
Cs—石料的視比重。
松密度只與石料的不均勻系統(tǒng)和比重有關(guān)，有了松密度數(shù)據(jù)，就可以通過沉降測量，確定壓實度。經(jīng)驗公式經(jīng)大量試驗資料驗證，誤差在范圍內(nèi)。
5.3壓實沉降率要求，應(yīng)根據(jù)不同石料級配和壓實度的要求確定壓實沉降率εn，應(yīng)符合下表要求：壓實沉降率要求是根據(jù)壓實度大于90%時的干密度與按不同的Cu值計算最大干密度比較后提出的，達(dá)到要求的總沉降率時，壓實度應(yīng)大于90%。
5.4壓實度計算，巖石填料的最大干密度按下式計算：
Pmax=（1-0.30/8√Cu）Cs（Cu為壓碎后）
式中：Pmax—最大干密度，g/cm3。其余符合意義同前。
壓實后填料的干密度P按下式計算：
P=P0（1+ε）ε—壓實后實測的沉降率。
壓實度K為：K=（P/Pmax）×100%
壓實密度由初始密度和壓實沉降率確定；最大干密度由不均勻系數(shù)和比重確定。公式推導(dǎo)過程略。
5.5壓實效果檢測與評定
a、目視管理
是填石路堤壓實施工控制的重要手段，大塊數(shù)控制基于級配分析，控制了大塊數(shù)，總體上就控制了不均勻系數(shù)。均勻性控制也是控制不均勻系數(shù)和太實度的重要方面。大塊分布均勻和壓實厚度均勻才能保證壓實均勻。碾壓遍數(shù)是最常用的壓實控制方法。壓路機的參數(shù)確定后，影響壓實度的因素還有層厚、碾壓速度和碾壓遍數(shù)。控制碾壓遍數(shù)必須考慮層厚和碾壓速度。
大塊板：第2000m2檢測6處，每處抽檢1m2的范圍內(nèi)尺寸大于20cm的大塊數(shù)不得超過7塊，整個工作面內(nèi)不得有超尺寸石塊，否則應(yīng)就地解小或挖除更換合格填料。
總體均勻性：大塊石料不得集中，壓實后表面不得有寬度大于2cm的縫隙，否則應(yīng)將大塊石料分散，并填充填隙材料。攤鋪后應(yīng)用鋼尺測量每層的松鋪厚度，每20m的一個斷面，每個斷面4處，每處以3個測點的厚度平均值作為測點厚度值。
碾壓遍數(shù)：應(yīng)根據(jù)壓實設(shè)備的軸重和激振力確定振動碾壓的最少遍數(shù)，不得少于下表規(guī)定（見第5頁表列）。不得有漏壓現(xiàn)象。
b、沉降測量
每五層應(yīng)進(jìn)行一次沉降測量，以評價壓實情況，每20m測一個斷面，每個斷面測4處。每攤鋪5層的最后一層前，按照檢測頻率要求布置網(wǎng)格測點，以測點為中心，在正交的兩軸以上25cm的距離各選擇1個輔助測點，以5個點的標(biāo)高平均值作為該處的標(biāo)高，攤鋪每5層的最后的一層，測定對應(yīng)各測點的標(biāo)高，碾壓到規(guī)定的振動壓實遍數(shù)后，測量對應(yīng)各測點的最終標(biāo)高。以松鋪標(biāo)高與原標(biāo)高之差為松鋪厚度，以壓實后標(biāo)高與松鋪標(biāo)高之差為壓實沉降量，沉降率為沉降量與松鋪厚度的百分比。沉降量與碾壓遍數(shù)有良好的相關(guān)關(guān)系，沉降率等于壓實度增加率。為提高沉降測量精度，必須固定測點位置。并采用輔助測點測量標(biāo)高平均值代表測點標(biāo)高。
c、壓實效果評價
檢測層的碾壓沉降率應(yīng)不小于表格規(guī)定的要求（詳見表）
壓實度代表值應(yīng)不低于90%，極值不低于85%。
5、6層總壓實效果按以下方法評定：
以每層檢鋪厚度的平均值作該層的松鋪厚度值，以5層松鋪厚度的和作為5層的總松鋪厚度，以上下兩個第5層對應(yīng)測點壓實后的標(biāo)高之差作為5層的總壓實厚度，總沉降量為總松鋪厚度與總壓實厚度之差，總沉降0率為總沉降量與總松鋪厚度的百分比?？偝两德屎涂倝簩嵍葢?yīng)符合要求。
壓實效果評價仍采用習(xí)慣的壓實度。沉降率是間接反映壓實度的指標(biāo)。分單層壓實度和5層總體壓實度。評價標(biāo)準(zhǔn)與路基施工規(guī)范的要求相同。
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