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摘 要:石方开挖路基施工中,往往由于超爆破致使路槽标高低于设计标高,或者由于开炸不彻底使路槽高于设计标高并且不适宜再做一次开炸,如果在上面直接做路面结构层会产生诸如厚度不均匀、压实度不均或达不到要求、半刚性基层不能形成板体结构而影响基层整体质量等,那么就需要对路槽进行整修。本文结合工程实践,通过对石方路基试验段的施工质量的控制,总结出了石方路基工程的质量控制标准。
关键词:石方路基;质量控制;施工工艺
路基工程的压实质量一直作为路基工程质量控制的重点。近年来,众多专业人士通过理论研究及施工验证,从多个角度提出了土方路基压实度的控制方法,确保了土方路基的质量 。而对于与土方路基工程处于同样地位的石方路基工程的质量控制,则尚无经验可遵循。本文结合施工实际,提出了快速、准确检测石方路基工程质量的方法。
1 工程背景
河源市迎宾大道为一级城市道路,设计速度80 km/h,横断面为双幅路型式,双向八车道,行车道宽度36m,中央分隔带6 m。工程段所在地属石峡群山丘,路基开挖石料资源丰富、因此,设计选择了石方路基的设计方案。
由于填石路基是由粒径不同的石块组成,孔隙率大,而不同岩石的物理力学性能又不同,在路基和路面的重力及行车荷载的作用下,加上自然环境等因素的影响,可能使石方路基的石料被压碎、重新排列、挤密,产生沉降、收缩等不均匀变形,也可能造成局部或大面积的滑坍。根据“填石路基施工过程中的每一压实层,可用试验路段确定的施工工艺流程和工艺参数,控制压实过程,用试验段确定的沉降差指标检测压实质量。”因此,确定沉降差标准值为该分项工程质量控制的关键。
根据现场取样材料的检测结果:该填料的最大粒径为475 mm,且石块含量超过总质量的75%,不均匀系数为l7,均满足规范要求,可以作为路基填料使用。
2 石方路基质量控制
2.1 施工工艺
施工时,将石料分层水平填筑,以层厚50 cm控制分层,大面向下摆放平稳紧密靠拢,每层用碎石土或其它细料作为填充缝隙的原料(不得填粘土),以确保路基质量。填筑时安排好运行路线,由专人指挥卸料,水平分层填筑,先低后高,先两侧后中央。卸下的石质填料用推土机整平,使岩块之间无明显高差。自卸车进料后,先用推土机推平,再使用人工配合找平施工。
施工工艺为:验收地面线→挖槽→检测压实度→推土机粗平→人工精平→碾压→检测空隙率→测量沉降差→确定最佳碾压遍数。
选择2个试验段,每段长度200 rn,分别采用性能良好的ZY25(25 t)振动压路机2台和SD-175(50 t)振动压路机2台进行施工,并对施工成果进行比较。
碾压时,先两侧后中央,轮迹重叠40—50 crn,前后相邻区段重叠100—150 cm。在压实过程中继续用小石块或石屑填缝,直到压实层顶面稳定、不再下沉、无轮迹、石块紧密、表面平整为止。
2.2 孔隙率及沉降差检测
在试验段施工时,测定固体体积率,以满足规范要求的沉降差作为施工过程中每一压实层的检测标准,符合“施工过程中的检测方法应快速、方便”这一思想。
2.2.1 孔隙率检测 填料孔隙率的计算公式为
式中: 为孔隙率; 为孔隙比; 为填料干密度; 为填料视密度。
填石路堤上路堤压实质量标准为:距路床顶面以下的深度0.8—1.5 m时,硬质石料的孔隙率应小于23%。经检测,结果为18%,满足规范要求。
2.2.2 填料沉降差检测
石方路基的顶面经人工整平后,采用压路机低频高幅振压6遍,然后,布设10个检测点,测量压实后标高,并记录;压路机再次振压2遍后,再对应初始标高的测点上测量终压标高。将终压标高减去初始标高并综合平均后,作为该断面的沉降差。
(1)测点的布置。石料作为路基填料,由于粒径较大,在碾压过程中粒料会出现错动现象,易造成测试结果的可靠度降低。为了确保测试结果的可靠性,从而进行定量分析,在试验路段布设10个控制点,每个控制点至少布设3个子控制点,如图1所示。
(2)沉降差的检测。利用精密水准仪测量各测点高程并记录。针对工程上一般水准仪测量精度不能满足要求的情况,如5mm以下仅能估计读数的问题,可用三角板或厘米尺附于塔尺的相应位置上,准确读至mm。试验段的测量结果经整理后,沉降差为5.2mm,取5.0mm。
3 碾压遍数和机械对压实效果的影响
3.1 碾压遍数
工程试验段填料为丹霞粗岩,粒度均偏中,细粒含量相对较多,采用沉降差确定碾压遍数的方法,评价路基碾压的密实程度。图2a为碾压遍数与沉降量的关系曲线。可以看出,碾压到一定的遍数后,沉降量不再增加,且碾压表面已无轮迹,说明填石料已处于密实状态。
图2b中的曲线I是用25 t钢轮振动压路机的压实结果,曲线Ⅱ是用50 t钢轮振动压路机的压实结果。可以看出,25 t的钢轮振动压路机需碾压12—16遍,变形量才能達到稳定,而50 t的钢轮振动压路机仅需8—10遍即可使变形稳定。从图2b中还可以看出,吨位大的压路机较吨位小的压路机能使填石料更加密实,且压实遍数少将近一半,由此,既可使压实质量得到保证,又可以大量节省工期。
4 结 语
根据现有石方路基实测资料的经验数值和现场试验路段的测试结果分析,对于石方路基,压实机械应选用50 t的钢轮振动压路机,压实厚度不大于40cm,碾压遍数不少于8遍;沉降差不大于5 mm时,可视为达到要求的压实质量。
注:文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开
关键词:石方路基;质量控制;施工工艺
路基工程的压实质量一直作为路基工程质量控制的重点。近年来,众多专业人士通过理论研究及施工验证,从多个角度提出了土方路基压实度的控制方法,确保了土方路基的质量 。而对于与土方路基工程处于同样地位的石方路基工程的质量控制,则尚无经验可遵循。本文结合施工实际,提出了快速、准确检测石方路基工程质量的方法。
1 工程背景
河源市迎宾大道为一级城市道路,设计速度80 km/h,横断面为双幅路型式,双向八车道,行车道宽度36m,中央分隔带6 m。工程段所在地属石峡群山丘,路基开挖石料资源丰富、因此,设计选择了石方路基的设计方案。
由于填石路基是由粒径不同的石块组成,孔隙率大,而不同岩石的物理力学性能又不同,在路基和路面的重力及行车荷载的作用下,加上自然环境等因素的影响,可能使石方路基的石料被压碎、重新排列、挤密,产生沉降、收缩等不均匀变形,也可能造成局部或大面积的滑坍。根据“填石路基施工过程中的每一压实层,可用试验路段确定的施工工艺流程和工艺参数,控制压实过程,用试验段确定的沉降差指标检测压实质量。”因此,确定沉降差标准值为该分项工程质量控制的关键。
根据现场取样材料的检测结果:该填料的最大粒径为475 mm,且石块含量超过总质量的75%,不均匀系数为l7,均满足规范要求,可以作为路基填料使用。
2 石方路基质量控制
2.1 施工工艺
施工时,将石料分层水平填筑,以层厚50 cm控制分层,大面向下摆放平稳紧密靠拢,每层用碎石土或其它细料作为填充缝隙的原料(不得填粘土),以确保路基质量。填筑时安排好运行路线,由专人指挥卸料,水平分层填筑,先低后高,先两侧后中央。卸下的石质填料用推土机整平,使岩块之间无明显高差。自卸车进料后,先用推土机推平,再使用人工配合找平施工。
施工工艺为:验收地面线→挖槽→检测压实度→推土机粗平→人工精平→碾压→检测空隙率→测量沉降差→确定最佳碾压遍数。
选择2个试验段,每段长度200 rn,分别采用性能良好的ZY25(25 t)振动压路机2台和SD-175(50 t)振动压路机2台进行施工,并对施工成果进行比较。
碾压时,先两侧后中央,轮迹重叠40—50 crn,前后相邻区段重叠100—150 cm。在压实过程中继续用小石块或石屑填缝,直到压实层顶面稳定、不再下沉、无轮迹、石块紧密、表面平整为止。
2.2 孔隙率及沉降差检测
在试验段施工时,测定固体体积率,以满足规范要求的沉降差作为施工过程中每一压实层的检测标准,符合“施工过程中的检测方法应快速、方便”这一思想。
2.2.1 孔隙率检测 填料孔隙率的计算公式为
式中: 为孔隙率; 为孔隙比; 为填料干密度; 为填料视密度。
填石路堤上路堤压实质量标准为:距路床顶面以下的深度0.8—1.5 m时,硬质石料的孔隙率应小于23%。经检测,结果为18%,满足规范要求。
2.2.2 填料沉降差检测
石方路基的顶面经人工整平后,采用压路机低频高幅振压6遍,然后,布设10个检测点,测量压实后标高,并记录;压路机再次振压2遍后,再对应初始标高的测点上测量终压标高。将终压标高减去初始标高并综合平均后,作为该断面的沉降差。
(1)测点的布置。石料作为路基填料,由于粒径较大,在碾压过程中粒料会出现错动现象,易造成测试结果的可靠度降低。为了确保测试结果的可靠性,从而进行定量分析,在试验路段布设10个控制点,每个控制点至少布设3个子控制点,如图1所示。
(2)沉降差的检测。利用精密水准仪测量各测点高程并记录。针对工程上一般水准仪测量精度不能满足要求的情况,如5mm以下仅能估计读数的问题,可用三角板或厘米尺附于塔尺的相应位置上,准确读至mm。试验段的测量结果经整理后,沉降差为5.2mm,取5.0mm。
3 碾压遍数和机械对压实效果的影响
3.1 碾压遍数
工程试验段填料为丹霞粗岩,粒度均偏中,细粒含量相对较多,采用沉降差确定碾压遍数的方法,评价路基碾压的密实程度。图2a为碾压遍数与沉降量的关系曲线。可以看出,碾压到一定的遍数后,沉降量不再增加,且碾压表面已无轮迹,说明填石料已处于密实状态。
图2b中的曲线I是用25 t钢轮振动压路机的压实结果,曲线Ⅱ是用50 t钢轮振动压路机的压实结果。可以看出,25 t的钢轮振动压路机需碾压12—16遍,变形量才能達到稳定,而50 t的钢轮振动压路机仅需8—10遍即可使变形稳定。从图2b中还可以看出,吨位大的压路机较吨位小的压路机能使填石料更加密实,且压实遍数少将近一半,由此,既可使压实质量得到保证,又可以大量节省工期。
4 结 语
根据现有石方路基实测资料的经验数值和现场试验路段的测试结果分析,对于石方路基,压实机械应选用50 t的钢轮振动压路机,压实厚度不大于40cm,碾压遍数不少于8遍;沉降差不大于5 mm时,可视为达到要求的压实质量。
注:文章中涉及的公式和图表请用PDF格式打开