土石混填路基施工技术的应用实践

胡文强 杨 娟

(1.山西省工业设备安装集团有限公司，山西 太原 030032； 2.太原市政建设集团有限公司，山西 太原 030002)

1 工程概况

陵川县地处山地丘陵地区，地貌单元比较单一，主要为丘陵剥蚀地貌，在丘体之间，冲沟发育，基本呈宽缓的“U”字型。陵川县“一路两街”项目，沿线局部起伏较大，中部高，两端低，岩层产状平缓，无明显断层及褶皱。

工程包括棋山南路、望川街、黄围街，总长3.915 km,设计等级为城市次干道，设计速度为40 km/h，最大纵坡为5.673%，最小纵坡为1.144%。路基工程：挖方85.3万m3，填方35.4万m3，最大挖方深度18 m，最大填方深度8 m。

路堑开挖后边坡岩石强度不均，上层区间为页岩、泥灰岩，风化严重，表面松散且存在裂隙，下层区间为较坚硬的泥灰岩、石灰岩，风化较弱，裂隙稍发育。

虽然挖方量远大于填方量，但仅有少量地表土层为均质土，可直接用于路基填筑，大部分开挖的石方因粒径太大，且路基中还要埋设各类市政管线，不适合填筑石方路基。而外购土方成本较高，且耽误工期，不适合在本项目采用。

2 土石混填路基施工

土石混合料具有优良的承载力、刚度和水稳性，适用于路基填筑。由于CJJ 1—2008城镇道路工程施工与质量验收规范中没有对土石混填路基的技术要求，施工参考了CJJ 1—2008城镇道路工程施工与质量验收规范中石方路基和JTG F10—2006公路路基施工技术规范中土石路堤的相关规定。

2.1 施工工艺检测办法的确定

根据CJJ 1—2008城镇道路工程施工与质量验收规范中石方路基和JTG F10—2006公路路基施工技术规范中土石路堤的相关规定，确定土石混填路基施工工艺，并以试验路段确定工艺流程及工艺参数控制压实过程。

针对土石混合非均质填方材料试验段压实的现状，分析了土石混合料强度形成机理及存在问题，确定以试验段得出的碾压遍数及沉降差和孔隙率控制作为土石混合料填筑压实结果控制的方法。

2.1.1松铺系数及松铺厚度的确定

试验段根据填料的级配、粒径，规范相关要求，选定试验段长度为200 m，松铺厚度为40 cm和50 cm两种方案，经过试验段验证，确定松铺系数为1.10。最终选定施工松铺厚度取45 cm。

2.1.2碾压组合

在试验段施工过程中，通过试验数据表明YZ20B振动压路机强振5遍后，沉降差和孔隙率趋于稳定，以此作为指导后续工程压实遍数的依据。施工压实遍数及速度确定如下：

YZ20B振动压路机关闭振动一档稳压1遍→YZ20B振动压路机一档强振5遍→3Y18T三轮光轮压路机一档稳压1遍。一档行驶速度为35 m/min～40 m/min。

2.1.3检验标准的确定

根据填料的确定检测方法为灌水法检测。经试验确定当路基碾压至6遍时，沉降差和孔隙率趋于稳定。

沉降差控制标准制定为：沉降量不大于3 mm,标准差不大于2 mm，上路床以下孔隙率控制标准为：不大于13%，最佳含水率为4.0%左右，外观及平整度检测标准：平整度不大于15 mm，路基表面平整密实，表面无松散，填料无离析现象，大粒径填实无松动，无明显轮迹和孔洞，表面及边部无超粒径石料，边线顺直。其余检查项目同填实路基检测标准。

2.2 土石混填路基施工工艺

1)准备工作：包括填筑材料检测，原地面处理，测量仪器和观察埋设用钢球的准备，路基三线放样，两边挂线等工作。

2)依据运输车辆的运输方量，按照试验所得的松铺厚度，计算出每车填料的铺筑面积，打上方格网线。

3)按照布设的方格网进行卸料，粗平，进行洒水。焖料洒水时需要控制含水量，根据原材料含水率和最佳含水率估算出需要洒水量。最佳含水率由实验路段得出为4%左右，依据运输车辆的运输方量，按照试验所得的松铺厚度，计算出每车填料的铺筑面积，含水量过大，则将填料晾干至最佳含水量±2%以内。如含水量过小，则需要对填料补充洒水，达到压实所需的最佳含水量。原材料的含水率根据现场抽样所得。一般焖料时间达到6 h以上为最佳。

4)将填料焖透，含水率达到最佳时进行平地机精平，精平同时人工挑拣出超粒径的石料(粒径大于30 cm)。同时用细粒料填补表面的空间，保证表面平整并无离析现象。

5)埋设钢球。钢球采用直径8 cm的为宜，便于测量。钢球埋设时根据路段的表度和宽度确定，以20 m为一个断面，每个断面埋设5个。

6)采用20 t以上的振动压路机稳压一遍，测量钢球的高程、记录。碾压时有出现离析地方，及时用细料填补(压路机正常碾压速度35 m/min～40 m/min,沿轮迹往返一次记一遍，每次轮迹重合1/2以上)。

7)压路机开强振，碾压4遍，根据现场实际情况进行补水，测量方程，记录。补水的路基表面湿度且不沾轮。

8)自检合格后，报监理工程师验收。

外观验收：平整度不大于15 mm，路基表面平整密实，表面无松散，离析现象，边坡顺直。

沉降差：测量第5次碾压完成的高程，进行第6次碾压，并进行高程测量，计算两次高程差，平均差为不大于3 mm，标准差不大于2 mm，即为合格。

随机抽点检测孔隙率：采用灌水法检测孔隙率，根据实验段得出结论，大于5 mm的颗粒含量在75%～80%，孔隙率不大于13%为合格。

9)验收合格后用18 t以上的三轮压路机碾压一遍，消除轮迹，继续进行下道工序。沉降差不合格时继续碾压，测量，根据现场需要及时适量补水。

2.3 施工控制要点

1)填料的粒径为硬质石料时最大粒径不得大于填筑层厚的2/3；填料为风化石或软质石时，应检测CBR值是否符合相关要求，粒径不得大于层厚。

2)计算卸料面积，控制层厚，如现场运输车辆按18 m3/车计算，则方格网可以按5 m宽、8 m长布设，得到的松铺厚度为45 cm，缺料前对原路基表面洒水，确保上下两层路基粘结良好。

3)埋设钢球，位置为道路中线1个，左右边线各1个，左右幅道路中线各1个。通过观测钢球的沉降量(振动碾压第5遍和第6遍的高程差)确定压实是否合格。平均差不大于3 mm、标准差不大于2 mm为合格。

4)测量仪器和碾压机械的选择：测量仪采用高精度的电子水准仪或苏光DS1水准仪配合测微仪和铜钢尺使用；碾压机械必须为20 t以上振动压路机和18 t以上的三轮压路机。

5)孔隙率采用灌水法检测。

3 结语

通过公路工程中土石混填路基施工技术的应用，有效解决了山区缺土地区市政道路路基工程填筑的问题，经试验检测达到了CJJ 1—2008城镇道路工程施工与质量验收规范中路基质量要求，取得了较好的经济效益和社会效益。