3.4 路基填筑施工工藝流程

3.4.1 路基填筑施工的工藝流程

路基填筑施工的工藝流程如圖3.11所示。

圖3.11 路基填筑施工的工藝流程圖

3.4.2 路基填筑施工的主要工序

路基填筑施工的主要工序有填料選擇，基底處理，土的挖、裝、運(yùn)，攤鋪整平、碾壓和檢測(cè)，現(xiàn)分述如下。

3.4.2.1 填料選擇

填筑路堤的材料（以下簡(jiǎn)稱填料）以采用強(qiáng)度高，水穩(wěn)定性好，壓縮變形小，便于施工壓實(shí)以及運(yùn)距短的土、石為宜。在選擇填料時(shí)，一方面要考慮料源和經(jīng)濟(jì)性，另一方面要顧及填料的性質(zhì)是否合適。

為了節(jié)約投資和少占耕地良田，一般應(yīng)利用附近路塹或附屬工程的棄方作為填料。

3.4.2.2 基底處理

路堤基底的處理是保證路堤穩(wěn)定與堅(jiān)固極為重要的措施。在路堤填筑前進(jìn)行基底處理，能使填土與原來(lái)的表土密切結(jié)合，能使初期填土作業(yè)順利進(jìn)行；能使地基保持穩(wěn)定，增加承載能力；能防止因草皮、樹(shù)根腐爛而引起的路堤沉陷。

3.4.2.3 土的挖、裝、運(yùn)

根據(jù)運(yùn)距和填料特點(diǎn)選擇適宜的機(jī)械設(shè)備，當(dāng)采用挖掘機(jī)（或裝載機(jī)）配合運(yùn)輸車輛將填料裝運(yùn)至填筑地點(diǎn)時(shí)，為了保證填料攤鋪均勻，層厚符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，碾壓后表面平整且利于排水，可用石灰線劃分方格網(wǎng)指導(dǎo)裝卸車卸料，如圖3.12所示。

圖3.12 路堤填筑前劃分方格網(wǎng)以便堆料

圖3.13 推土機(jī)將填料攤鋪整平

3.4.2.4 攤鋪整平

推土機(jī)將填料攤鋪整平，如圖3.13所示。可先用推土機(jī)初平，再用平地機(jī)精平，在精平后檢測(cè)其松鋪厚度是否與試驗(yàn)段確定的松鋪厚度吻合，在確認(rèn)一致后準(zhǔn)備開(kāi)始碾壓作業(yè)。

3.4.2.5 碾壓

碾壓是路基填筑的一個(gè)關(guān)鍵工序，路基是否碾壓密實(shí)是決定路基工程施工質(zhì)量的一個(gè)重要因素。

（1）路基壓實(shí)的目的及原理。路基填土經(jīng)過(guò)開(kāi)挖、運(yùn)輸、攤鋪等過(guò)程，已變得十分松散，壓實(shí)的目的是通過(guò)碾壓做功，使土粒重新組合，彼此擠緊，孔隙縮小，形成密實(shí)整體，從而導(dǎo)致強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性提高。大量的試驗(yàn)和工程實(shí)踐已經(jīng)證明：土基壓實(shí)后，路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能等，均有明顯改善。

路基土體壓實(shí)按壓實(shí)機(jī)械作用種類不同分為靜壓原理、沖擊作用原理、振動(dòng)作用原理。其中，靜壓原理是依靠機(jī)械自重對(duì)土體進(jìn)行密實(shí)的方法；沖擊作用原理是將一定質(zhì)量的物體提升一定高度，然后自由下落，產(chǎn)生沖擊，對(duì)土體進(jìn)行沖擊壓實(shí)；振動(dòng)作用原理是振動(dòng)壓路機(jī)利用其自身的重力和振動(dòng)作用，形成持續(xù)不斷的沖擊波，使土粒運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到密實(shí)土體的目的。

（2）影響壓實(shí)效果的因素。對(duì)于細(xì)粒土的路基，影響壓實(shí)效果的因素有內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因指土質(zhì)和濕度，外因指壓實(shí)功能（如機(jī)械性能、壓實(shí)時(shí)間與速度、土層厚度）及壓實(shí)時(shí)外界自然和人為的其他因素等。

（3）壓實(shí)機(jī)具的選擇。土基壓實(shí)機(jī)具的類型較多，大致上分為碾壓式、夯擊式和振動(dòng)式三大類型。碾壓式包括光面碾（普通的兩輪和三輪壓路機(jī)）、羊足碾和氣胎碾等幾種。夯擊式中除了人工使用的石夯外，機(jī)動(dòng)設(shè)備中有夯錘、夯板、風(fēng)動(dòng)夯及蛙式夯機(jī)等。振動(dòng)式中有振動(dòng)器、振動(dòng)壓路機(jī)等。此外，運(yùn)土工具中的汽車、拖拉機(jī)以及土方機(jī)械等，也可用于路基壓實(shí)。

不同壓實(shí)機(jī)具，適用于不同土質(zhì)及不同土層厚度等條件，正常條件下，對(duì)于砂性土的壓實(shí)效果，振動(dòng)式較好，夯擊式次之，碾壓式較差。對(duì)于黏性土，則宜選用碾壓式或夯擊式，振動(dòng)式較差甚至無(wú)效。

壓實(shí)機(jī)具對(duì)土施加的外力，應(yīng)有所控制，以防壓實(shí)功能太大，壓實(shí)過(guò)度，不僅失效、浪費(fèi)甚至有害。一般認(rèn)為，壓實(shí)時(shí)的單位壓力不應(yīng)超過(guò)土的強(qiáng)度極限。不同土的強(qiáng)度極限，還與壓實(shí)機(jī)具的質(zhì)量、相互接觸的面積、施荷速度及作用時(shí)間（遍數(shù)）等有關(guān)。

（4）碾壓。土基壓實(shí)時(shí)，按試驗(yàn)路段選定的機(jī)具類型、土層厚度、行程遍數(shù)及最佳效果的碾壓速度進(jìn)行碾壓。壓實(shí)操作時(shí)宜先輕后重、先慢后快，在整個(gè)全寬的填土上壓實(shí)，宜縱向分行進(jìn)行，直線段由兩邊向中間，曲線段宜由曲線的內(nèi)側(cè)向外側(cè)。兩行之間的接頭一般應(yīng)重疊1/4～1/3輪跡；對(duì)于三輪壓路機(jī)則應(yīng)重疊后輪的1/2。確保壓實(shí)均勻，不漏壓，對(duì)于壓不到的邊角，應(yīng)輔以人力或小型機(jī)具夯實(shí)。縱向分段壓好以后，進(jìn)行第二段壓實(shí)時(shí)，其在縱向接頭處的碾壓范圍，宜重疊1～2m，以確保接頭處平順過(guò)渡。壓實(shí)全過(guò)程中，土的含水率應(yīng)在最佳含水率的±2%以內(nèi)，如含水率過(guò)大，應(yīng)翻曬，如含水率過(guò)小，則應(yīng)適當(dāng)灑水。

圖3.14 路基碾壓

圖3.14是壓路機(jī)對(duì)土質(zhì)路基進(jìn)行碾壓。

填石路堤在壓實(shí)前，應(yīng)先用大型推土機(jī)推鋪平整，個(gè)別不平處，應(yīng)用人工配合，用細(xì)石屑找平。采用的壓路機(jī)宜選18t以上的振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓時(shí)要求均勻壓實(shí)，不得漏壓。

土石混填路堤的壓實(shí)要根據(jù)混合料中巨粒土含量的多少來(lái)確定，當(dāng)巨粒土含量較少時(shí)，應(yīng)按填土路堤的壓實(shí)方法進(jìn)行壓實(shí)；當(dāng)巨粒土含量較大時(shí)，應(yīng)按填石路堤的壓實(shí)方法壓實(shí)。

3.4.2.6 檢測(cè)

壓實(shí)質(zhì)量以壓實(shí)度控制，碾壓完畢后，應(yīng)按規(guī)定的方法和頻率進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，檢測(cè)合格后方可進(jìn)入下道工序。

（1）土質(zhì)路基壓實(shí)度檢測(cè)應(yīng)符合以下規(guī)定：

1）用灌砂法、灌水（水袋）法檢測(cè)壓實(shí)度時(shí)，取土樣的底面位置為每一壓實(shí)層底部；用環(huán)刀法試驗(yàn)時(shí)，環(huán)刀中部處于壓實(shí)層厚的1/2深度；用核子密度濕度儀試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)其類型，按說(shuō)明書(shū)要求辦理，事先應(yīng)與規(guī)定試驗(yàn)方法作對(duì)比試驗(yàn)進(jìn)行標(biāo)定。

2）施工過(guò)程中，每一壓實(shí)層均應(yīng)檢驗(yàn)壓實(shí)度，檢測(cè)頻率為每1000m²至少檢驗(yàn)兩點(diǎn)，不足1000m²時(shí)檢驗(yàn)兩點(diǎn)，必要時(shí)可根據(jù)需要增加檢驗(yàn)點(diǎn)。

（2）土質(zhì)路基壓實(shí)度計(jì)算：

例如：令工地實(shí)測(cè)土質(zhì)路基的干密度為ρ，試驗(yàn)室內(nèi)該土樣的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得到的最大干密度為ρ_dmax，則壓實(shí)度K為

將實(shí)測(cè)的壓實(shí)度與設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度值進(jìn)行比較，判斷其是否合格。

灌砂筒、標(biāo)定罐、基板如圖3.15（a）所示，壓實(shí)度檢測(cè)鑿洞如圖3.15（b）所示。

圖3.15 灌砂法檢測(cè)路基壓實(shí)度

（a）灌砂筒、標(biāo)定罐、基板；（b）壓實(shí)度檢測(cè)鑿洞

【案例3.1】

1.背景資料

某高速公路M合同段（K17+300～K27+300），主要為路基土石方工程，本地區(qū)巖層構(gòu)成為泥巖、砂巖互層，抗壓強(qiáng)度20MPa左右，地表土覆蓋層較薄。在招標(biāo)文件中，工程量清單列有挖方2400000m³（土石比例為6：4），填方2490000m³，填方路段填料由挖方路段調(diào)運(yùn)，考慮到部分工程量無(wú)法準(zhǔn)確確定，因此采用單價(jià)合同，由監(jiān)理工程師與承包人共同計(jì)量，土石開(kāi)挖綜合單價(jià)為16元／m³。施工過(guò)程部分事件摘要如下：

事件1：施工單位開(kāi)挖路基后，發(fā)現(xiàn)挖方土石比例與設(shè)計(jì)文件出入較大，施工單位以書(shū)面形式提出設(shè)計(jì)變更，后經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)與施工單位現(xiàn)場(chǎng)勘察、洽商，設(shè)計(jì)單位將土石比例調(diào)整為3.4：6.6，變更后的士石方開(kāi)挖綜合單價(jià)調(diào)整為19元/m³。經(jīng)測(cè)算，變更后的項(xiàng)目總價(jià)未超過(guò)初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的概算。

事件2：在填筑路堤時(shí)，施工單位采用土石混合分層鋪筑，局部路段因地形復(fù)雜而采用豎向填筑法施工，并用平地機(jī)整平每一層，最大層厚40cm，填至接近路床底面標(biāo)高時(shí)，改用土方填筑。

事件3：該路堤施工中，嚴(yán)格質(zhì)量檢驗(yàn)，實(shí)測(cè)了壓實(shí)度、彎沉、縱斷高程、中線偏位、寬度、橫坡、邊坡。

2.問(wèn)題

（1）《公路工程設(shè)計(jì)變更管理辦法》（交通部令2005年第5號(hào)）將設(shè)計(jì)變更分為哪幾種？“事件1”中的設(shè)計(jì)變更屬于哪一種？說(shuō)明理由。

（2）指出“事件2”中施工方法存在的問(wèn)題，并提出正確的施工方法。

（3）指出“事件3”中路堤質(zhì)量檢驗(yàn)實(shí)測(cè)項(xiàng)目哪個(gè)不正確？還需補(bǔ)充哪個(gè)實(shí)測(cè)項(xiàng)目？

（4）針對(duì)該路段選擇的填料，在填筑時(shí)，對(duì)石塊的最大粒徑有何要求？

答：（1）公路工程設(shè)計(jì)變更分為重大設(shè)計(jì)變更、較大設(shè)計(jì)變更和一般設(shè)計(jì)變更。“事件1”中的設(shè)計(jì)變更屬于較大設(shè)計(jì)變更。因?yàn)閱雾?xiàng)變更金額達(dá)到720萬(wàn)元［2400000×（19-16）=7200000元］，超過(guò)500萬(wàn)元的規(guī)定。

（2）“事件2”中施工方法存在的問(wèn)題：

1）不應(yīng)采用平地機(jī)整平。因含石量為66%，整平應(yīng)采用大型推土機(jī)輔以人工進(jìn)行。

2）不應(yīng)采用豎向填筑法。土石路堤應(yīng)采用分層填筑，分層壓實(shí)。

（3）不應(yīng)該實(shí)測(cè)彎沉。還應(yīng)實(shí)測(cè)平整度。

（4）土石混合料中石料強(qiáng)度大于20MPa時(shí)，石塊的最大粒徑不得超過(guò)壓實(shí)層厚的2／3，超過(guò)的石料應(yīng)清除或改小，直到符合要求為止。