高速公路填砂路基壓實施工技術(shù)的應(yīng)用

1、2008年 08期 (總第 44期 公路交通科技 應(yīng)用技術(shù)版作者簡介 :張永放 (1965- , 貴州沿河人 , 工程師 , 主要從事高速公路與橋梁施工工作。隨 著 社 會 的 發(fā) 展 和 高 等 級 的 高 速 公 路 工 程 越 來 越 多 , 在社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略原則下 , 要求工程建設(shè)要充 分、合理地利用社會和自然資源 , 保持人與自然的和諧 發(fā)展。由于砂土水穩(wěn)定性好、透水性強、沉陷快、飽水 易壓實、毛細水上升高度小 , 是一種較好的填筑路基材 料。采取砂土填芯 , 粘土包邊的填筑方法 , 可以發(fā)揮兩 種材料的優(yōu)點。但也必須處理好填砂的壓實施工技術(shù)工 作 , 砂的細度和含泥量、施工含水

2、量如果控制得不好 , 將很難確保碾壓密實含泥量過大 , 將導(dǎo)致嚴重的液化或 彈簧 ; 河砂 的天然 含 水 量 的 分 布 , 表 層 干 燥 , 底 部 飽 水 ; 另外 , 河砂填筑過程中水分又極易流失和揮發(fā) , 給 施工現(xiàn)場的含水量的控制帶來很大困難。本文擬對這一 技術(shù)環(huán)節(jié)進行探討。1高速公路填料特性對路基施工的影響分析1.1最大干密度對高速公路施工的影響最大干密度是衡量評價路基壓實度的依據(jù)。在同樣 的含水量情況下 , 如果干密度偏小 , 經(jīng)過較少的碾壓遍 數(shù) , 即可達到壓實度要求 , 而現(xiàn)場實際情況是壓實度不 足 , 如此將會影響到路基的強度和穩(wěn)定性 , 給工程埋下 嚴重的質(zhì)量隱患

3、; 反之 , 如果干密度偏大 , 將需較多的 碾 壓遍數(shù)才能達到壓實度 要 求 , 雖 對 工 程 質(zhì) 量 不 無 益 處 , 但無疑造成了機械設(shè)備的浪費和工期的延長 , 無疑 是得不償失的。1.2砂的粒徑對壓實效果的影響中粗砂經(jīng)過沖水壓實后 , 容易嵌擠密實 , 檢測密實度時容易達到要求 , 而細砂卻難以達到要求 , 如果用細 砂代替中、粗砂回填路基 , 沖水后與淤泥混在一起 , 形 成新的泥砂混合物 , 它在壓實時 , 表面看上去密實 , 但 在檢測密度時卻不易達到 , 只能返工處理。1.3砂的含水量對壓實效果的影響振動壓實是通過振動壓路基的往復(fù)作用 , 使被壓實材料的顆粒在振動沖擊作用下

4、 , 由初始的靜止狀態(tài)過渡 到運動狀態(tài)。在振動力的作用下 , 顆粒間的相對位置發(fā) 生變化 , 產(chǎn)生相互填充的現(xiàn)象 ; 被壓材料的空氣含量也 在振動過程中減少了 , 被壓材料的密實度增加。因而適 宜的含水量 , 對填料的壓實效果影響巨大。砂土塑性指 數(shù)低、粘性小 , 顆粒比較均勻而且持水能力差。作為路 基填料壓實時 , 最佳含水量的控制比較困難 , 表層易失 水松散 , 干燥砂土靜壓時易形成薄層氣體屏蔽。如果機 械配套及施工技術(shù)不當 , 路基壓實度很難滿足要求。另 外 , 必須注意砂料的工程性質(zhì)隨含水量的變化有較大的 變化。1.4砂的含泥量對壓實效果的影響在填砂路基施工中 , 砂的含泥量多少直接

5、影響砂的質(zhì)量 , 規(guī)范 要求砂的含泥量 (即細粒土、粉土、粘土含 量 不大于 5%。在施工中必須采取適當?shù)姆椒?, 有效地 把砂的含泥量控制在標準范圍之內(nèi)。2高速公路填砂路基壓實施工的供基本技術(shù)環(huán)節(jié)高速公路填砂路基壓實施工的主要工藝流程如圖 1。2.1做好施工前的準備施工前的準備工作 , 包括施工測量、土質(zhì)試驗、場地的清理、人員機械的組織安排等 , 均遵照 公路路基 施工技術(shù)規(guī)范 (JTJO33-95 的要求來執(zhí)行。2.2掌握好路基填砂施工技術(shù)環(huán)節(jié)(1 砂的運輸。在己驗收合格的填砂路堤表面繼續(xù)填筑時 , 必須灑水保持已填筑砂層的表層 (不小于 20cm 厚 砂的含水量不小于 10%, 當出現(xiàn)較

6、深車轍時 , 要用高速公路填砂路基壓實施工技術(shù)的應(yīng)用張永放(貴州省公路工程集團總公司 , 貴州貴陽550008摘 要 :文章分析了高速公路填料特性對施工的影響、高速公路填砂壓實施工的基本技術(shù)環(huán)節(jié)和高速公路填砂壓實施工技術(shù)控制的關(guān)鍵點 , 認為以推廣填砂路基施工技術(shù)。 關(guān)鍵詞 :高速公路 ; 填砂壓實 ; 路基施工技術(shù) 中圖分類號 :U416.1文獻標識碼 :B77圖 1施工工藝流程圖推土機或壓路機及時整平碾壓 , 才能基本保證自卸汽車 將砂運至指定地點卸車。(2 砂的攤鋪和平整。施工中采用履帶式 Ty220推 土機或 Ty140推土機按路中心低 , 路側(cè)高 , 橫坡控制在 1.5%2.0%攤鋪

7、粗平 , 即成“鍋底型” ; 攤鋪粗平厚度經(jīng) 檢查不超過規(guī)定 50cm 要求后 , 先灑水至砂的表層含水 量不小于 10%, 再用平地機仔細平整 , 平整結(jié)束 , 立即 采用壓路機碾壓 , 對局部含水量偏低的部位 (主要是路 側(cè) , 在壓實前或壓實過程中可采用水車或水泵補充灑 水至壓實的最佳含水量。(3 填砂路堤的壓實。 振動壓路機在最佳含水量狀態(tài)下分層碾壓壓實工 藝 :此種施工工藝適用于振動壓路機在灑水狀態(tài)下分層 碾壓 , 也適用于雨后路基的壓實。 a. 采用 18T 以上前后 驅(qū)動振動 壓 路 進 行 碾 壓 , 最 大 松 鋪 厚 度 控 制 在 4Ocm , 碾壓時先慢后快 , 采用強

8、振進行振動碾壓。 b. 壓略機的 碾壓行駛速度開始時控制在 4km/h 以內(nèi) ; 碾壓時直線段 由兩邊向中間 , 小半徑曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè) , 縱向進退 式進行。前后相鄰兩區(qū)段應(yīng)縱向重疊 20m 以上 , 達到無 漏壓、無死角確保碾均勻。 c. 振動壓路機進行碾壓 時 , 壓實 遍 數(shù) 控 制 在 6遍 以 上 , 輪 跡 重 疊 寬 度 不 小 于 1/3, 輪跡布滿一個作業(yè)面為一遍。 采用水墜碾壓法壓實技術(shù)。這一方法適用于水源 充足的通道、橋頭及其他構(gòu)造物臺背處采用水墜碾壓法 填筑時的施工工藝。 a. 推送填料 :推土機從路基兩側(cè)或 短距離內(nèi)縱向調(diào)配砂推運至填方路段。 b. 攤鋪填料 :對

9、推 運至填方路段內(nèi)的填料采用推土機攤鋪并整平 , 或采用 推土機配合平地整平 , 推 土 機 攤 鋪 后 每 層 厚 度 不 超 過 3Ocm 。 c. 圍堰 :在攤鋪、整平好的路基上分段設(shè)圍堰 , 設(shè)置圍堰時要根據(jù)縱坡、橫坡大小適當劃段 , 長度不小 于 10m , 寬度不小于 5m 。圍堰高度不低于 30cm , 寬度 不小于 30cm 。 d. 灌水 :圍堰設(shè)置好后開始灌水 , 灌水應(yīng) 連續(xù)進行 , 灌水時水流流速應(yīng)大一些 , 砂基頂面上的水 頭 高 度 控 制 在 20cm 以 上 。 e. 碾 壓 :水 頭 高 度 保 持 在 20cm 的情況下開始碾壓 , 采用振動壓路機碾壓 ,

10、碾壓 時輪跡應(yīng)重疊單輪寬度的 1/2, 振動壓略機重疊輪跡寬 度的 1/3以上。當輪跡布滿整個作業(yè)面為一遍。碾壓遍 數(shù)一般不小于三遍。機械到不了的地方可用插入式振動 器進行振動夯實。 f. 等待砂基頂面多余水滲完后取樣檢 測壓實度 , 計算壓實度和固體體積率等。壓實度不合格 時要重新水墜碾壓 , 直到合格為止。2.3進行填砂路堤灑水(1 灑水的方法。通過試驗段的施工 , 可以認識到 5T 8T 的灑水車裝滿水后不能在天然含水量狀態(tài)下推平 的砂層上直接行走灑水 , 要通過其他方法來解決灑水問 題。為解決問題 , 在試驗段施工中可采用兩種方法 :一 種是用 60m 揚程大功率潛水泵接 400m 橡

11、膠管沿路基中 間鋪設(shè) , 在水塘中抽水 , 每 20m 接一個三通 , 在三通上 接消防水帶人工逐段灑水 , 灑水使砂層的含水量至 10%以上后 , 再用振動壓路機靜壓一遍 , 振壓二遍后 , 灑水 車就能直接在砂層上行駛灑水至最佳施工含水量 , 再繼 續(xù)碾壓。另一種是利用灑水車裝滿停在路基端部 , 人工 從灑水車上接管灑水 , 灑一段 , 壓實一段 , 逐步推進 , 這種方法灑水速度慢 , 而且需要較多數(shù)量的灑水車 , 機 械費用高。(2 水源問題。填砂路基施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是灑水 問題 , 不適當灑水 的 方 法 , 對 路 基 的 施 工 質(zhì) 量 影 響 很 大。在施工經(jīng)常出現(xiàn)灑水不均勻、

12、不徹底而導(dǎo)致填砂壓 實度不足的問題 , 同時也導(dǎo)致運料車輛在上料時的誤車 現(xiàn)象 , 嚴重影響施工進度。全填砂路基的施工需要大量 及時的酒水 , 所以必須保證有充足的水源和配套的上水 設(shè)備。根據(jù)施工進度計劃、原材料的含水量和最佳含水 量 , 必須進行計算 , 來確定井的直徑、數(shù)量和間距以及 應(yīng)配備水泵的功率和數(shù)量。也可采取在取土場提前進行 灑水的方法 , 在現(xiàn)場也必須配備足夠的水車進行補充灑 水?，F(xiàn)場灑水時 , 必須及時、大量、均勻 , 并且必須采 取分格的方式。在砂料粗平后 , 采用人工修筑擋水繪 , 對砂進行分格 , 每個格的大小宜為 5x5m 。然后對每個 格進行灑水 , 灑水時間以灑水均

13、勻到底為難 , 其他格的 技術(shù)論壇 782008年 08期 (總第 44期 公路交通科技 應(yīng)用技術(shù)版灑水時間依此為準。采用分格的方式進行灑水 , 能保證 灑水均勻 , 防止漏灑、過灑現(xiàn)象的發(fā)生 , 又能保證填砂 的施工質(zhì)量。(3 灑水車的配備。鑒于以上的施工情況 , 一個作 業(yè)段只要配備 12部灑水車 , 結(jié)合接管灑水就能很好地 解決填砂路基的灑水問題。灑水車的數(shù)量多少在雨季、 旱季施工可根據(jù)情況增減。3高速公路填砂路基壓實施工技術(shù)控制的關(guān) 鍵點(1 由于不同砂場由于砂質(zhì)不一致 , 填料性質(zhì)差異 性較大 , 施工過程中不易對施工質(zhì)量進行控制 , 對檢測 數(shù)據(jù)的收斂性產(chǎn)生較大影響 , 因此在施工

14、中應(yīng)該盡量避 免砂土混填。(2 砂的含泥量應(yīng)控制在 6%以內(nèi) , 這樣對路基不 會造成大的影響 , 在砂場出現(xiàn)的淤泥團 , 絕對禁止運到 現(xiàn)場。在施工前 , 應(yīng)對所有準備用的砂送試驗室檢驗 , 測定含泥量 , 試驗符合要求后才允許運砂進入現(xiàn)場。在 施工過程監(jiān)控中 , 采用抽樣送試驗室試驗和現(xiàn)場用檢查 的方法相結(jié)合 , 把砂抓在手里 , 放開后手中沒沾有泥的 為凈砂 , 如有懷疑送試驗室檢驗 , 有效地把砂的含泥量 控制在標準范圍之內(nèi)。(3 成型路基砂應(yīng)保持一定的含水量 (控制在壓密 狀態(tài)下 。不然因天氣干燥會造成路基松散 , 車 輛行駛 輪陷 , 造成施工困難。特別是上表層由于施工過程中失 水

15、過快 , 多呈干燥狀 , 在施工車輛與施工機械設(shè)備的作 用下 , 在頂層產(chǎn)生碾壓與擾動而引起該層填料松散。因 此在鋪筑下一層時應(yīng)對該層重新充水碾壓。(4 應(yīng)特別注意路基邊緣填筑的壓實度。壓實順序 應(yīng)遵循先低后高原則 :直線段由護坡向路中 心碾壓 , 曲 線段由彎道內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。填砂路堤碾壓遍數(shù)一般為 振動碾壓 8遍 12遍 , 最后靜壓一遍消除明顯輪跡 , 碾 壓速度控制在 2km/h 4km/h 為宜 , 輪跡重疊寬度不小于 1/3。 前 后 相 鄰 兩 區(qū) 段 交 接 處 不 在 同 一 時 間 填 筑 碾 壓 , 則先填地段應(yīng)按 1 1坡度分層留臺階 , 若兩地段同時填 筑則應(yīng)分層相互

16、銜接 , 搭接長度應(yīng)在 2m 以上 , 確保碾 壓均勻 , 無漏壓 , 無死角。工程機械車輛要禁止在碾壓 成活表面行駛。通過大量試驗使用 20t 30t 的鋼膠輪振 動壓路機效果最佳。(5 進行大面積施工時 , 砂的各項指標試驗 , 必須 根據(jù)砂場中砂的變化按頻率檢驗 . 在確定砂場 后 , 施工 現(xiàn)場必須規(guī)范車輛倒砂 , 避免各種砂混堆碾壓 , 增加試 驗難度 , 并且最大干密度不能確定 , 也不能正確控制現(xiàn) 場密實度情況。在施工監(jiān)控中 , 除了在開工前進行砂材 料有關(guān)的試驗外 , 在每天進料中 , 用眼看 , 手摸的辦法 具體指導(dǎo)填砂以保證砂的質(zhì)量。(6 砂從料場灑水充分潤濕后再運到施工現(xiàn)

17、場減少 現(xiàn)場灑水工作量 , 以利于施工和碾壓質(zhì)量的控制。仍填 砂施工中應(yīng)嚴格控制 分 層 厚 度 進 行 分 層 填 筑 、分 層 壓 實、分層檢測 , 使每一層均能達到密實要求 , 以保證路 基的穩(wěn)定性。(7 機械設(shè)備的組合必須經(jīng)濟合理 , 特別是攤鋪和 壓實機械 , 在數(shù)量和機械性能上過大會造成浪費 , 如果 不足則不能滿足施工要求 , 造成工期的延誤和運輸車輛 的窩工。4結(jié)語總之 , 由于因砂土本身是一種水穩(wěn)定性材料。但砂 土與粘土袋的壓實厚度不同 , 容易造成結(jié)合處錯臺 , 給 壓實帶來一定困難。填砂路基技術(shù)是可行的。但目前填 砂路基技術(shù)尚不成熟 , 需要在施工中加強技術(shù)的控制。參考文獻 :1景宏君、