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道碴路基的施工及质量控制

2007-12-04   来源:安全文化网    热度:   收藏   发表评论 0

  江苏苏南太湖流域,湖泊、河流星罗密布,平原地带为河湖相,地势过低;又因可利用土和借土困难,用开挖的山体表面层山碴(又称道碴)来填筑路基的施工方案在该地区公路建设中得到了广泛采用。该方案经济合理,施工快捷,同时避免了寻找土源,保护了生态环境。因此,研究道碴路基的施工工艺和质量控制方法,具有十分重要的现实意义。
  一、工程概况
  庞金路工程全长6.5公里,位于吴江开发区运东区南部,是开发区一条南北向主干道,路基处于河塘水田段落,地势过低,设计为城市主干路Ⅱ级。0K+822—3K+151段原地面标高在-0.2~1.2m之间,因附近无可利用土源,采用了道碴填筑路基,平均填筑深度在2m左右。工程竣工两年后,无不均匀沉降、路面裂缝、松散、坑洼、颠簸等现象,道路整体质量情况良好。

  二、施工依据
  路基施工是整个工程的关键所在,作为整个工程的控制性项目,在工期紧迫的状况下必须科学合理的组织计划。由于目前尚无可操作性的道碴路基的施工技术规范,在施工中依据设计文件需结合实际,力求科学、合理地进行施工,并通过试验段的施工实践来总结道碴路基的施工和质量控制方法。
  首先要确定两个标准。
  1、道碴材质的选择及填碴粒径的确定
  道碴为开挖的山体表面层山碴,种类按颜色分为黄、红、黑色。根据观测试验,浙江德清产黑色道碴、浙江长兴产红色道碴,强度较低,风化程度过大,碾压易粉碎,不宜作为路基填料。而浙江湖州地区产黄色道碴石质均匀,未风化,无裂缝,表面较光滑,强度在15Mpa以上。因此庞金路道碴路基均采用了浙江湖州产的黄道碴。
  根据道碴原材状况,结合工程实际,工程技术人员反复研究商定:上路基采用粒料最大粒径小于10cm的混道碴,含泥(石粉)量30%;下路基采用粒料最大粒径小于20cm的道碴,含泥(石粉)量20%;上路床主要采用粒料粒径在25-30cm之间的道碴,1.5-15cm的道碴嵌缝找平,含泥(石粉)量20%;下路床主要采用粒料粒径在30-40cm之间的道碴,1.5-20cm的道碴嵌缝找平,含泥(石粉)量10%.
  2、压实标准的确定
  通过试验制定出道碴路基的质量控制标准。经工程技术人员研究商定采用压实沉降差进行压实质量控制。首先在初压(静压)后的道碴路基上沿着路基纵向布点,点位间纵向距离10米,横向间距视现场情况而定,应避免在突出的石块上和压路机不能压到的地方布点,在布好的点位上用油漆做醒目的标记,用水准仪测量测点高程,测量时为减少误差,准备一块20cm×20cm的钢垫块,垫块中央有一个半球形突出点,在测量时,将垫块放置在测点上,水准尺放在垫块突出点上进行测量。然后用14T振动压路机碾压,碾压速度3.5km/h,频率28Hz,达到振压遍数,道碴表面无明显轮迹后检测各测点高程,各测点在碾压前后的高差就是测点的压实沉降差。
  在道碴路基施工前,为了制定出道碴路基的质量控制标准,进行了压实试验,采用14T振动压路机作为压实机具,通过压实试验确定道碴路基的施工工艺和合适的填筑层厚、粒径等参数。庞金路道碴路基开工前,以3K+000—3K+100段做试验段,松铺厚度分30cm、50cm、70cm三种。从试验情况得出:由于填料的不均匀,填料的松铺系数相差较大,松铺厚度为30CM时,振压5遍,压实沉降差平均值为18mm,标准差小于3mm,与振压第6遍无明显出入;松铺厚度50cm时,振压7遍,压实沉降差平均值为32mm,标准差小于3mm,与振压第8遍时无明显出入;松铺厚度70cm时,振压10遍,压实沉降差仍变化较大,因此松铺70cm是不合理的,很难达到压实要求。从施工组织上综合分析,松铺50cm比松铺30cm机械利用率高,工程进度、经济效益也都比较合理,因此在施工中采用松铺厚度50cm,碾压遍数以不小于8遍,压实沉降差平均值不小于32mm,标准差小于等于3mm来控制施工,并严格执行这一标准。

  三、施工工艺
  1、庞金路道碴路基施工工艺流程
  2、施工准备
  首先进行施工放样,然后清除表土,地表有树根、草皮或腐植土予以清除。在水田地区,施工前沿公路用地筑埂,在埂内开挖纵横向排水沟,沟底1%以上的坡度并接至出水口排出,以疏通晒干表土。道碴填筑时进行地表碾压,压实度不小于85%.在河塘地段,施工前应先将河塘内水抽干,清除河底淤泥或块石挤淤处理后,分层填粒径大于40cm道碴至路床底,并达到压实要求,起到固基作用。
  3、边坡码砌及下路床层摊铺
  在道碴路基施工前进行边坡码砌,码砌的石块应用粒径大于35cm的硬质石料码砌,石块尽量规则,码砌石块尽量紧贴、密实、无明显空洞,松懈现象。砌块间承力接触面应微向内倾斜,码砌与填碴同时进行。最下层路床铺筑粒径30-40cm的道碴,用人工先铺一层,将大块道碴,大面向下,小面向上,摆平放稳,再用小道碴嵌缝后整体填筑。
  4、运料与摊铺
  道碴采用石质均匀、不易风化,且未风化,无裂缝的硬质材料,即黄道碴。道碴运至码头后,采用挖掘机配合自卸汽车进行运料。在道碴装运时,尽量使填料混合均匀,避免大粒径填料的过分集中。安排好作业面和石料运输路线,计算好松铺厚度用料量,按水平分层,由低到高,先两侧后中间,分堆卸料。卸料和摊铺同时进行,采用大功率的推土机向前摊铺。松铺厚度控制为50cm,道碴在推土机摊铺初步完成后,对超粒径的道碴进行人工破碎,使之满足粒径要求。对细道碴明显偏少的段落,应补充细道碴嵌缝,要保证填满大粒径间的缝隙,并摊铺整平到平顺平整,有利于压路机进行碾压施工。个别不平处,小块道碴找平。
  5、碾压
  土方路基主要通过控制土的含水量,并予以及时碾压,使之达到段面的压实度,增加土体的粘聚力和内摩阻力,提高土体抗剪强度,从而保证路基的强度和稳定性。道碴路基由于粒料之间没有粘聚力,它主要是靠填料之间的相互镶嵌,紧密咬合,达到足够大的摩阻力和抵抗路基变形的刚度。所以,道碴路基需要用大吨位的振动压路机。在庞金路道碴路基施工中采用了14T振动压路机进行碾压施工。在碾压时压路机碾压速度为3.5km/h,频率30Hz左右,先用压路机静压一遍,然后振压7-9遍,最后静压一遍。碾压的顺序由两侧开始向中间碾压,然后再由中间向两侧碾压,轮迹纵向互相平行,循环反复,且每次错轮1/3轮宽。对于有明显空洞,孔隙的地方,补充细料,再碾压,对于碾压后仍有松动的石块,用合适粒径的道碴嵌缝并压实。

  四、质量检测和控制
  道碴路基的施工质量主要由施工工序配合质量检测进行控制,在施工中,技术员要详细记录每层道碴的压实层厚,压实遍数、粒径,供监理工程师随时查证。每一层完成后,一定要进行中间检查,对不合格路段,要进行返工,确保质量检查合格后再进行下一层的施工。庞金路道碴路基进行了下列项目的检测。
  1、压实厚度和道碴材质要求
  道碴路基层填筑完工后都要测量该层顶面的标高(可以结合压实沉降差进行检测),相邻层位的高程差就是压实层厚,压实层厚应小于相应划分结构层填筑厚度要求,在路基施工,采用松铺50cm.
  2、压实遍数
  按试验段的试验结果,采用14T振动压路机碾压,静压2遍,振压不小于8遍。
  3、压实质量检测
  道碴路基压实质量检测在实际施工中采用压实沉降差检测。松铺厚度50CM,控制标准为平均沉降差不小于32mm,标准差小于等于3mm.
  4、基本项目的检测
  碾压结束后进行压实度、纵断高程、中线偏位、宽度、平整度、横坡、边坡等基本项目的检测,按照科学的检查方法和频率,检测道碴路基基本项目否满足规定值和允许偏差,道碴路
  碾压后的道碴路基表面无明显的孔隙、空洞,大粒径道碴无松懈现象,应达到用铁锹难挖,用橇棍方能使之松动的状态。

  五、总结
  道碴作为公路工程路基填料是一种尝试,其施工工艺需要在实践中不断地总结与改进,质量检测,检查方法,需进一步研究与探索。在实际施工中,我们发现,道碴路基最重要,最困难的是填料粒径大小、含泥(石粉)量的控制,如何合理选择处理道碴原材料,要在施工实践中不断地总结经验。施工实践证明,只要严格控制道碴路基施工工序的各个环节,特别是对最大粒径、压实层厚、碾压遍数、压实沉降差、含泥(石粉)量等进行严格控制,道碴路基是能够满足公路路基要求的,而且,道碴路基有以下优点:
  1、道碴路基受雨季干扰少,操作简便,施工快捷,对于工期紧,多雨地区的工程有重要意义;
  2、对于河塘密布,地势过低,无土源的地区,采用道碴作路基填料有积极意义,减少了土资源的浪费,保护了生态环境;
  3、道碴路基用粗粒料进行填筑,渗水性强,基层不易形成饱水区,可减少路基沉降,塌散现象。
  通过庞金路道碴路基的施工和质量控制实践,对于掌握道碴路基施工工艺及质量控制方法有一定的积极意义,也为今后道碴路基的施工积累经验。