CN103276649A - 有侧限分层多厚度填石路堤施工方法 - Google Patents

Abstract

有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，属于公路施工技术领域，解决了现有填石路堤容易出现工后不均匀沉降，路面开裂、施工成本高等问题，包括以下顺序步骤：基床处理、测量放样、石方开挖粒径控制、填筑施工。其中填筑施工包括插杆挂线、边坡码砌、摊铺填石路堤主骨料、回碴。本发明在路基有效范围宽度内，每侧增加0.8至1.5米人工干砌片石；路床范围1.5米内填筑可形成板体的填料；分层厚度为30-80厘米；按填石路堤总体高度划分为若干个循环层。本发明具有成型美观、质量保证、填筑周期短、成本低、工效高；适用于土建、道路、新型脚手架临时地基处理等，推广经济效益高。

Description

有侧限分层多厚度填石路堤施工方法

技术领域

本发明属于公路施工技术领域，特别涉及一种路基施工方法。

背景技术

填石路堤是公路工程一种常见的路基结构形式，在岩石分布较广的地区或山区，填石路堤更是公路挖石方利用填筑建设的主要结构物。普通结构的填石路堤在活载作用下颗料发生蠕动变形,容易出现工后不均匀沉降、局部沉落、路面基层不均匀破坏、路面开裂；施工时同层厚度颗粒较难匹配，大颗粒解小困难成本高，小颗粒重叠形成松散结构不利于路堤稳定；振动碾压易使填石边坡边缘石块松动外喷，修复增加成本且易形成密实隐患；路床采用填石路通过摩擦分散受力与设计板体结构差异影响工程全寿命周期时间。

发明内容

为解决现有填石路堤容易出现工后不均匀沉降，造成路面开裂的问题，以及施工时大小颗粒难匹配、大颗粒解小困难、小颗粒重叠松散、路堤不稳定的问题，以及碾压时边坡石块易松动外喷，造成修复增加成本且易形成密实隐患的问题，以及路床采用填石路通过摩擦分散受力与设计板体结构差异影响工程全寿命周期时间的问题，本发明提供一种有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，其技术方案如下：

有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，包括以下顺序步骤：

步骤1：基床处理：

计算基床的承载力，当基床承载力不能满足承受填石路堤的总体重量时，对基床作夯实处理；

步骤2：测量放样：

基床处理结束，采用全站仪恢复中线，用水准仪进行横断面、高程测量，依据路基设计标高，准确定位填方起脚线；

步骤3：石方开挖：

在边坡采用光面爆破，开挖得到粒径为30～80厘米的片石，粒径为20～30厘米的主骨料，粒径为3～20厘米的小石料，以及粒径小于3厘米的石碴； 

步骤4：路基施工：

以基床为施工面，在基床上沿厚度方向施工若干个循环层，每个循环层施工结束时，先采用工作质量不小于18吨的压路机对循环层进行振动碾压，振动碾压时先将压路机往返2～4次进行静压，然后小振1～3遍后大振1～3遍，再使用工作质量大于或等于50吨的振动压路机对循环层振动碾压3～5遍，得到填石路堤；

每个循环层包括沿路基填筑长度方向施工的若干个厚度相同的填筑区；

每个填筑区包括一个以上沿厚度方向施工的分层；

每个分层的施工包括下述步骤：

步骤4.1：插杆挂线：

在施工面内采用有刻度的钢钎和工程线进行插杆挂线，标识出待填筑的片石和主骨料的宽度和厚度，插杆挂线按纵横向5米的方格网布设；

步骤4.2：边坡码砌： 

将步骤3得到的片石和石碴运入施工面两侧0.8～1.5米内，用手锤敲去片石的尖锐棱角和突出部分，使之外形规则，大面朝下，压住施工面缝隙，紧靠摆稳，避免使用垫石，两片石间上方出现的锲口用石碴以手锤敲击补缝，缝隙间人工回填少许石碴；

步骤4.3：摊铺填石路堤主骨料：

在两侧片石之间运入步骤3得到的主骨料和小石料，将主骨料逐个进行手工摆放，使主骨料的大面朝下、小面向上，将全部主骨料紧密靠拢摆放平稳后，再用小石料嵌锁找平主骨料的间隙；

步骤4.4：回碴：

在主骨料表面铺设3～5厘米厚的石碴层找平，石碴层的顶面作为下一个分层或循环层的施工面。

上述步骤4中采用工作质量不小于18吨的压路机进行碾压。

上述方案中的步骤4.3摊铺填石路堤主骨料部分为路堤的有效宽度部分。

作为本发明方法的优选方案：

在填石路堤顶面两侧0.8～1.5米内采用天然土夹石或破碎性软质岩石施工板体层。

作为本发明方法的优选方案： 

所述步骤4.2中由片石码砌成的边坡坡比n为0.5～1.3。

作为本发明方法的优选方案：

所述步骤1中，当地面纵向、横向坡陡于30°，岩层上的表土不足30厘米时，将表土清除，将地面岩层凿成内向倾斜的台阶；表土厚度大于30厘米时，开挖纵横向台阶。

本发明的积极有益效果是：

有效将人工作业与机械作业科学组合，充分发挥各自的优势，既避免以机械为主浪费台班达不到质量效果，又保持了人工对清理主骨料并进行排序的优势，使人员、设备的优势发挥到极致，充分挖掘利用了资源，提高了生产效率；

有侧限、多厚度在保证压实效果的前提下，避免发生二次解小和形成填石路堤成为土石换填情况，节省生产成本，提高工作效率；

应用最新压实科技技术发展结果，以重型压路机为依托，本发明的技术方案为基础，增加压实层厚，提高科技含量，充分体现科技是第一生产力；

填石路堤铺筑采用人工配合机械或机械配合人工铺筑，更能利用和解决农村剩余劳动力，通过劳动力红利，合理科学配置机械设备，提高设备的利用率和进一步节能减排，产生了较好的经济效益；

提升了填石路堤的功能保证与质量可靠度，消除目前填石路堤可能出现的一切质量隐患；

填石路堤干砌边坡平顺、密实、美观、质量效益显著。总体工期短、工程质量可靠、成本低，适用于公路、铁路、市政工程、土建、新型脚手架地基处理等基础性工程建设项目，推广后具有良好的社会经济效益。

附图说明

图1是采用本明施工方法得到的填石路堤的横断面图；

图2是图1中的填石路堤每一个分层的层间结构图；

图3是图1中的填石路堤沿纵向施工的各填筑区的分层结构示意图。

上述各图中的标记与其对应的结构的关系如下：

1-路面，2-路床（路床填筑可形成板体填料），3-填石路堤，4-填石路堤边坡，5-基床，6-干砌片石，7-填石路堤主骨料，8-石碴层，9-分层不同厚度填筑的填石路堤；

B-路基宽度；b-路床及路面边坡宽度；n-填石路堤边坡坡比值；n′-路床及路面边坡坡比值；X-填石路堤两侧干砌片石宽度；T-填石路堤高度；t-路面厚度；B′-填石路堤有效宽度；h- 一层填石路堤的厚度；H-填石路堤一个循环层厚度；L1、L2、L3- 一个循环层高度范围内若干个同层不同厚度填筑长度；h1、h2、h3\- 一个循环层高度范围内长度L1的分层填筑厚度；h4、h5、h6- 一个循环层高度范围内长度L2的分层填筑厚度；h7、h8、h9- 一个循环层高度范围内长度L3的分层填筑厚度。

具体实施方式

本发明的工艺流程如下：

基床处理→施工放样→插杆挂线→两侧干砌片石→机械配合人工手摆片石→人工回填摊铺石碴→压路机稳压→人工找补坑塘→重型压路机碾压→质量检测→填石路堤验收→路床填筑。

   本发明的具体施工工艺过程如下：

（1）、施工准备

A、用于填石路堤的石质调查

膨胀性岩石、易溶性岩石、强风化石料、崩解性岩石、岩化岩石、强度低于15Mpa的软质岩石，均不得用于填石路堤。

B、基床处理

a基床承载力

基床的承载能力决定着填石路堤的稳定性，当基床承载力不能满足承受填石路堤的总体重量时，应当采取置换软弱层、深层处治、夯压垫层等方式的强基处治。基床承载力计算公式为：

式中

为设计i种类填料压实后的容重；

为设计i种类填料的高度，其中包括行车活载的折算土柱；[

]为基床容许承载力，k为填石路堤安全系数；

为填石路堤要求的基床承载力 。

b地面纵横向坡处理

当地面纵向、横向坡陡于30°，岩层上的表土不足30厘米时，应将表土清除，将地面岩层凿成内向倾斜的台阶。表土厚度大于30厘米时，按规定开挖纵横向台阶。

C、机械设备及人员进场

按照确定的填石路堤施工组织计划，有序组织机械设备、人员进场，对人员进行培训与施工技术、质量、安全、工艺要求交底，检修设备、测试设备功能、进行填筑试验路段试验。

（2）、测量放样

基床处理结束，采用全站仪恢复中线，用水准仪进行横断面、高程测量，依据路基设计标高，以渐近法结合图解法准确定位填方起脚线，直线路段可每侧20米一点，曲线地段每侧10米一点或加密至5米一点。之后每填筑2～4个循环层（填高1～2米）后，均须恢复中线，重新定位放样，校正标高与几何寸，保证填石路堤的平面位置、几何尺寸符合要求。

（3）、石方开挖粒径控制

石方开挖爆破设计时，在边坡采用光面爆破的前提下，结合挖石方的岩性、强度强弱情况，本着减少填石路堤二次解小的次数为原则进行开挖设计。

为确保填石路堤地段人工构造物和邻近结构物的稳定、安全，避免在填方区解小放炮造成对结构物的损害，填石路堤石料二次或三次改小应当在挖方区进行，否则应在距结构物50米之外解小放炮，并严格控制用药量。

 （4）、分选石料运入路堤场用于干砌边坡

将填石路堤按高度划分为若干个循环层,每个循环层厚度为H，H的取值一般在0.35米至2.4米之间，每循环层结束时水平或沿路基纵坡方向对循环层进行全面整体压实，不同厚度接触面在施工是为方便机械设备通行可增加临时斜坡（图3中虚线部份），下层填筑时适当清除按规定要求填筑。

沿路基填筑长度方向在一个循环层范围内又划分为若干个同层的不同厚度填筑区，图3中L_1、L_2、L₃……。一个循环填筑高度H的每个不同厚度填筑区域内宜规划为相同层数，分层厚度可在30厘米至80厘米之间，受条件限制也可规划为每个不同厚度填筑区具有不同的层数,如图中的h_1、h_2、h₃、h_4、h_5、h₆、h_7、h_8、h₉……。

按照填石路堤两侧规划的干砌片石宽度与同层不同厚度的填筑区域，在石质路堑挖方场大致进行分拣装车，运入相应规划同层不同厚度的填筑区域，实施人工手摆摊铺。

（5）、插杆挂线

为了控制人工摊铺的宽度与层厚，确保填石路堤几何尺寸与填筑效果，人工手摆干砌片石及中部的填石路堤填方体均须插杆挂线（采用有刻度的钢钎和工程线实施），标识出主骨料或干砌片石的摆放厚度，有效控制摊铺的宽度与层厚，确保填石路堤几何尺寸与填筑效果，保证片石大面朝下平铺，禁止立放互相背靠支撑，杜绝超粒径片石，插杆挂线按纵横向5米的方格网布设。    

(6)、人工干砌片石

填石路堤每层须先进行两侧的边坡干砌片石施工，两侧干砌片石的宽度宜为0.8至1.5米，用于形成每层填石路堤有效范围振动碾压的横向侧限约束，保证在重型压路机压实功的作用下不发生侧向位移，使主骨料通过小石碴填隙，在振动力振动下进一步嵌锁挤密，减小主骨料之间的空隙，保持均质同性的材料性能。

选择基本与层厚一致的石块运入相应填方区域，划定作业区段，配置足够的熟练工人，挑选石块，用手锤敲去尖锐棱角和突出部分，使之基本规则，大面朝下，压住下层缝隙，紧靠摆稳，尽量避免使用垫石，两石块间上方出现的锲口可用石碴以手锤敲击补缝，缝隙间人工回填少许碎石碴，略比干砌片石稍高，然后与同层填石路堤进行稳压，使干砌片石成为具有稳定、嵌锁、密实的结构层。

人工干砌片石边坡坡比n取值在0.5至1.3之间；路床边坡坡比值n’(取值为1.5)。当填石路堤高度大于15米时，可设置为分台式填石路堤，台宽0.5～1.0米；也可以不设置为分台式填石路堤，但边坡适当放缓。   

(7)、人工手摆摊铺填石路堤主骨料（有效宽度部分）

两侧干砌片石施工结束或具有填石路堤施工面时，运入石质路堑挖方石料，小型装载机或挖掘机配合人工，将符合规划层厚度粒径要求的石块逐个人工手摆，大面朝下，小面向上，紧密靠拢摆放平稳后，用小石料嵌锁找平已摆稳的石块空隙，形成边摆放、边卡缝、边用石碴找平的流水作业。

填石路堤有效宽度部分所有主骨料表面须人工铺设3～5厘米厚的石碴层，上面通过石碴层嵌锁主骨料，下一层填石路堤顶层的石碴层作为上一层主骨料的稳定下嵌锁层，在重型压路机的振动作用下，对主骨料上下左右进行嵌锁，保证每一块主骨料之间空隙的充分填塞、约束、挤密和稳定。

填石路堤严禁乱抛乱填和使用机械摊铺，不得分幅填筑；层间不得夹有素土层或用素土、土夹石嵌缝。干砌片石严禁使用大孤石和贴薄层，严禁夜间手摆作业。

（8）、重型压路机碾压

每循环层结束时，先采用工作质量不小于18吨的压路基先静压2～4遍（往返各1次为1遍），再小振1～3遍后大振，大振1～3遍，现场质检技术人员立即观察，表面出现坑塘和“顶轮”现象时，立即组织整型。坑塘用石碴洒补；顶轮石块二次解小，再使用工作质量大于或等于50吨的大功率振动压路机振动碾压3～5遍，确保每点都能得到充分压实。使石块在压实功作用下不松动、不位移，表面平整均匀。填石路堤碾压时的顺序为先两侧后逐步至中间，曲线地段由内侧向外侧；压实轨迹应纵向互相平行，反复碾压，新轮迹重复旧轮迹不少于1/3～1/4刚轮长度。

重型压路机碾压过程中应随时进行坑塘找补和整型，保证碾压效果。

（9）质量检测

     按照填石路堤不同层厚试验路段确定的质量控制指标，采水袋法、核子密度仪法并配以沉降差法进行质量与几何尽寸的检测，保证每层填石路堤的质量符合规定要求。

（10）、填石路堤验收

每一循环层填筑完毕或填石路堤填毕，均应按照填石路堤的质量检验评定标准进行检验验收，发现质量隐患和问题，立即进行处理。

（11）、可形成板体结构的填料填筑板体层

路床范围1.5米内填筑可形成板体的填料，一般采用天然土夹石、破碎性软质岩石（破碎后的颗粒不能再分解、不风化，强度大于15Mpa）或规范规定可用于路床填筑的其它填料，使车轮动荷载局部产生石料蠕变位移变为填石路堤的整体受力，可以有效防止动荷载对填石路堤作用下的病害发生，消除填石路堤后期不均匀变形沉降的质量问题，确保填石路堤的总体质量和公路使用寿命。

Claims (4)

1.有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：

步骤1：基床处理：

计算基床的承载力，当基床承载力不能满足承受填石路堤的总体重量时，对基床作深层、换填或夯实处理；

步骤2：测量放样：

基床处理结束，采用全站仪恢复中线，用水准仪进行横断面、高程测量，依据路基设计标高，准确定位填方起脚线；

步骤3：石方开挖：

在边坡采用光面爆破，开挖得到粒径为30～80厘米的片石，粒径为20～30厘米的主骨料，粒径为3～20厘米的小石料，以及粒径小于3厘米的石碴； 

步骤4：填筑施工：

以基床为施工面，在基床上沿厚度方向施工若干个循环层，每个循环层施工结束时，先采用工作质量不小于18吨的压路机对循环层进行振动碾压，振动碾压时先将压路机往返2～4次进行静压，然后小振1～3遍后大振1～3遍，再使用工作质量大于或等于50吨的振动压路机对循环层振动碾压3～5遍后进行质量检测；

每个循环层包括沿路基填筑长度方向施工的若干个厚度相同的填筑区；

每个填筑区包括一个以上沿厚度方向施工的分层；

每个分层的施工包括下述步骤：

步骤4.1：插杆挂线：

在施工面内采用有刻度的钢钎和工程线进行插杆挂线，标识出待填筑的片石和主骨料的宽度和厚度，插杆挂线按纵横向5米的方格网布设；

步骤4.2：边坡码砌： 

将步骤3得到的片石和石碴运入施工面两侧0.8～1.5米内，用手锤敲去片石的尖锐棱角和突出部分，使之外形规则，大面朝下，压住施工面缝隙，紧靠摆稳，避免使用垫石，两片石间上方出现的锲口用石碴以手锤敲击补缝，缝隙间人工回填少许石碴；

步骤4.3：摊铺填石路堤主骨料：

在两侧片石之间运入步骤3得到的主骨料和小石料，将主骨料逐个进行手工摆放，使主骨料的大面朝下、小面向上，将全部主骨料紧密靠拢摆放平稳后，再用小石料嵌锁找平主骨料的间隙；

步骤4.4：回碴：

在主骨料表面铺设3～5厘米厚的石碴层找平，石碴层的顶面作为下一个分层或循环层的施工面。

2.根据权利要求1所述的有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，其特征在于：在填石路堤顶面两侧0.8～1.5米内采用天然土夹石或破碎性软质岩石施工板体层。

3.根据权利要求1或2所述的有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，其特征在于：所述步骤4.2中由片石码砌成的边坡坡比n为0.5～1.3。

4.根据权利要求3所述的有侧限分层多厚度填石路堤施工方法，其特征在于：所述步骤1中，当地面纵向、横向坡陡于30°，岩层上的表土不足30厘米时，将表土清除，将地面岩层凿成内向倾斜的台阶；表土厚度大于30厘米时，开挖纵横向台阶。

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