路堤填料大于60mm的石料含量大于或等于70%时应按填石路基施工。通过爆破或其他方式开挖路堑的废方除少量用于圬工砌体、路面材料外, 大量需要用于填筑路堤。
1 爆破参数的控制
填石路堤最困难的而最重要的是填料粒径大小的控制。超爆会造成石块过度粉碎;弱爆则石块过大, 需要二次爆破。若监理不到位, 或承包人责任心不强, 整块大石料整体填筑, 周围细料分离, 形成“顶天立地”, 导致后期沉降量大或沉降不均匀。填石料的级配一方面受岩石本身的节理、裂隙发育情况和岩石本身强度的影响, 同样也受到爆破参数、开挖方法等影响。前者是我们无法改变的岩体自然特性, 但爆破参数却可以通过正确的爆破试验来改善。因此, 在开挖石方时, 尽量选取爆破最优参数。如何在爆破中尽量减少超大粒径的二次解小或过度粉碎, 这就必须正确合理地选择炮型、炮位、群炮组合, 确定爆破参数。
2 填料技术要求
2.1 填料的选择
用作石质路基填方材料的岩石, 其饱水抗压强度应不低于15MPa。当其抗压强度小于规定要求时, 应进行CBR试验, CBR不低于15%, 不满足要求时, 应分析岩石的岩性, 对含有膨胀性粘粒矿物成分的泥岩、页岩、易溶性岩石, 崩解性岩石和岩化岩石应尽量避免使用。其他低强度的非膨胀性风化岩石CBR强度值满足要求时, 按填土路基的要求检验和控制。用作填石路基码砌边坡的石料应采用不易风化、性质较稳定的硬质岩石。
2.2 填料的级配
岩石填料按其抗压强度划分为硬质岩石和软质岩石两大类。用作路堤填筑的填石料, 除限制其最大粒径外, 一般对填料级配不作严格的限制。但当发现由于某种粒径的填料欠缺而影响压实效果时, 可采用补充该级级配填料的办法进行改善。但对于一些特殊路段、特殊结构层还是需要对填料的级配提出要求, 例如:同一断面填土、填石分界过渡层, 路床、路堤过渡层等, 均应控制碎石的级配及最大粒径。
2.3 最大粒径
用于路基主填区的岩石填料, 其最大粒径对于硬质岩石不应大于50cm, 对于较软岩石不应大于30cm, 对软质岩石不应大于20cm, 对极软岩石不应大于10cm。用于路床和结构物回填的岩石填料, 最大粒径不应大于12cm。用于边坡码砌的岩石填料, 最大粒径不大于80cm, 最小粒径也不应小于30cm。
2.4 粗粒料和细粒料的比例
用于路基主填区的岩石填料中20mm以下的细粒料的比例不低于10%, 一般应为10%~40%;大于200mm的巨粒料的比例不应高于40%, 0.074mm以下的颗粒比例不应大于10%。用于路床和结构物回填的岩石填料, 其5 m m以下的细粒比例应为20%~40%, 0.074mm以下的颗粒比例不应大于10%。用于边坡码砌的岩石填料, 30cm以上的巨粒料比例不少于70%, 填隙用的中粒料粒径应大于1 0 c m, 其比例不应超过30%。
2.5 不均匀系数
用于路基主填区的岩石填料, 不均匀系数应为10~40;用于基底、路床、结构物回填的边坡时, 不均匀系数宜为10~20。
3 填石路基基底处理
基底强度应均匀, 岩石和细粒土混合基底, 应加强细粒土部位处理, 如换填细粒土, 设土工材料等, 以降低承载力的差异。细粒土基底上的填石路堤应设2~3层过渡层, 其材料总厚度为30cm~50cm。粒径参照上下路床要求, 倒过来从小粒径递增至填石路堤的大粒径。岩石和细粒土混合基底, 应将岩石炸平, 并在细粒土部位设置过渡层。基底为石牙状时, 应将石牙炸除不少于80cm, 并用岩石填料置换细粒土, 形成均匀、平整的岩石混合基底。必要时设置土工材料, 以增加地基的均匀性。
4 填石路堤施工
4.1 石料开挖
不管是路堑开挖或者是借方开挖, 极软岩石填料可采用大型推土机或挖掘机开挖, 其余强度的岩石填料可采用爆破开挖或松动开挖。岩石填料的爆破开挖应进行详细、周密的爆破设计, 确保施工安全, 同时考虑爆堆岩石颗粒的块度符合填料要求。应控制20cm以上的大块率不多于40%, 超尺寸的岩块应在料场就地解小, 视岩石大小可用爆破法、机械法、人工法解小, 符合要求后才能装运。
4.2 填石料装运
宜采用挖掘机装料, 大型自卸汽车运输, 装料过程应注意避免填料的过度离析, 造成填筑料粗细分开。
4.3 摊铺方式
填石路堤应分层填筑、分层压实, 分层松铺厚度依岩石类型而定。不同强度的石料应采用不同的填筑层和压实控制标准。填石料的摊铺, 应采用“进占式”方法进行摊铺。首先从填筑路段的一端倒料, 用推土机推开整平, 控制好其松铺厚度符合施工要求;然后以此为基准, 把料倒在松铺层上用推土机将料逐渐往前推赶, 使填料得以不断翻滚跌落, 大料在下, 中小料填充于大料之间, 形成一个比较均衡稳定的料层结构, 同时可避免摊铺过程中, 粗细料分离、细料全部沉淀到摊铺层下面的现象。这种不断向前推进占领式的施工方法, 每一次从摊铺好的表面将填石料向前推进, 可使大粒径料有一个较充分的寻求最佳位置的过程。另一方面, 重型运输材料的汽车对松铺填料有初步压密作用, 利于下一步的碾压密实。摊铺过程中需要特别注意克服粗大的块料重叠架空, 形成空隙巨大的不稳定结构, 给路基的长期稳定性带来不良影响。施工人员一旦发现这种情况应将其推开, 打破这种不良不利的结构。
当石料级配差, 石块间空隙较大时, 可在每层表面的空隙中扫入石渣、石屑、中粗砂;边振动边加细料, 必要时辅以喷射高压水, 反复数次, 达到细料不成层。摊铺好的铺筑层面上不应有粗石料集中现象, 如有, 应采用最大粒径为10cm以下的石渣或碎石填隙, 使级配符合要求;填隙料的比例应根据开挖出的石料级配确定, 或者将这部分挖开重填符合要求的材料。
4.4 填石压实质量的控制
(1) 压实设备的选择。必须采用自重较大的重型压路机才能使颗粒达到紧密状态, 填石路基应采用重型振动碾进行压实。振动碾可以是牵引式或自行式, 碾压轮可为平碾或凸块碾, 应优先选择大吨位牵引式凸块碾, 碾轮轴重不小于100k N, 激振力不小于250k N, 振动频率为18.3Hz~35Hz, 振幅为1.54mm~1.66mm。采用冲击压实机械补充压实, 无论对填土、填石、土石混填均有明显的减少工后沉降效果。目前常用25KJ-T3型冲击式压路机。
(2) 压实工艺。高能量的动力压实机具是填石路堤最有效的碾压方法。整平后的填筑层先采用凸块碾静压2遍, 碾压速度为4~6km/h, 然后采用振动碾进行振动压实, 碾压速度不大于5km/h。宜优先采用凸块式振动碾振动压实, 其后路基层面可用光轮振动碾压两遍进行整平, 以便于标高检测。路床部分采用自行式平碾振动压路机振动压实。
5 结语
填石路基强度高, 稳定性好, 受自然因素影响较小, 故一般不会产生翻浆、冻胀等土质路基病害现象, 且采用人工码砌的边坡可放至1∶1的陡边坡, 节省用地和充分利用爆破废物作为填料。填石路堤质量控制主要由各施工工序配合质量检验进行控制, 特别是填料的最大粒径、压实层厚、碾压遍数都对压实质量产生影响。
摘要：本文从爆破参数、填料、基底处理及填石路堤施工四个方面探讨了公路填石路基的施工技术。
关键词：填石路堤,填料,施工工艺