砂性土路基填筑施工工藝探究
時(shí)間:2022-12-04 03:17:49
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摘要:首先介紹了路基所用砂性土的類型,包括一類、二類、三類砂性土,然后對(duì)作為砂性土重要技術(shù)參數(shù)的最大干容重的確定方法進(jìn)行了分析,最后結(jié)合實(shí)際工程,詳細(xì)闡述了砂性土路基的填筑工序和施工工藝,以供同行參考。
關(guān)鍵詞:公路工程;砂性土;路基填筑;施工工藝
砂性土中含有大量的砂土粒,其黏性比較強(qiáng),經(jīng)過碾壓施工之后,砂性土的強(qiáng)度得到有效提升,水穩(wěn)定性也較低,是性能比較好的路基填筑材料,可以滿足多種施工條件的使用需要。砂性土在公路路基填筑施工中屬于細(xì)砂材料,顆粒比較小,但是在使用的過程中長(zhǎng)期受到風(fēng)蝕,導(dǎo)致土粒較為圓潤(rùn),顆粒之間的黏聚性非常差,無法形成整體結(jié)構(gòu),在外力作用下其表面會(huì)出現(xiàn)偏移現(xiàn)象。所以在砂性土填筑過程中,應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行壓實(shí)與下料。
1路基所用砂性土類型
通常來說,根據(jù)土工試驗(yàn)與相應(yīng)的技術(shù)要求,路基砂性土主要可以分為如下幾種類型:(1)一類砂性土,其0.074mm粒徑以下的顆粒占比不足5%,塑性較差,級(jí)配性能非常低;(2)一至二類砂性土,其0.074mm粒徑的顆粒占比在5%以上;(3)二類砂性土,主要為細(xì)粒土砂結(jié)構(gòu),塑性較強(qiáng),通常0.074mm粒徑的顆粒占比為5%~15%;(4)三類砂性土,其0.074mm粒徑的顆粒占比為5%~50%,塑性指數(shù)大[1]。
2確定最大干容重
干容重是不含水情況下的容重參數(shù),是確定壓實(shí)性能的重要指標(biāo)。干容重越大的材料,其壓實(shí)效果越好。因此,砂性土的最大干容重是非常重要的技術(shù)參數(shù)之一,一般通過實(shí)驗(yàn)室計(jì)算確定。最大干容重的確定方法有如下兩種:(1)在砂性土內(nèi)加入適量的水,使其達(dá)到水飽和的狀態(tài),此時(shí)可以通過施加外部壓力,對(duì)內(nèi)部水分進(jìn)行摩擦處理,排出內(nèi)部的氣體,進(jìn)而組合成為整體結(jié)構(gòu),使得壓實(shí)度處于最佳狀態(tài),稱之為濕振法;(2)在砂性土內(nèi)不含水或者含水量較低的情況下,通過外力加壓處理,可以增加內(nèi)部摩擦力,排凈內(nèi)部氣體,提升其強(qiáng)度和結(jié)合度,然后確定最大干容重參數(shù),稱之為干振法。
3砂性土路基填筑工序
3.1工程概況。某公路工程整個(gè)施工線路內(nèi)地勢(shì)比較平坦,并且分布有較多耕地,屬于北溫帶大陸性氣候,在環(huán)境溫度最低的情況下,最大凍深超過2m,凍脹問題比較突出。沿線的地下水埋深平均為5m,最淺的也在2~3m。地表水主要是自然降水過程中產(chǎn)生的,形成徑流結(jié)構(gòu),由于工程所在地地勢(shì)比較平坦且水量充足,路基積水問題比較嚴(yán)重,冬季易發(fā)生凍脹,而春季溫度上升比較快,水分會(huì)快速滲入底層結(jié)構(gòu),因此地基強(qiáng)度和穩(wěn)定性都無法滿足要求[2]。3.2取土與運(yùn)輸。(1)取土及土樣分析本項(xiàng)目的取土場(chǎng)設(shè)置在路段北側(cè)1.1km處,面積為22萬m2,總計(jì)可以取土80萬m3。對(duì)取土場(chǎng)中的土進(jìn)行土工試驗(yàn),以明確施工參數(shù)。通過試驗(yàn),可以確定該位置的土含水量為12%,屬于低液限黏土質(zhì)砂,25mm貫入量下的CBR試驗(yàn)值為9.3%。確定了土粒參數(shù),明確該土樣中0.074mm粒徑顆粒所占比例為13.2%,最大干容重為1.81g/cm3。根據(jù)砂性土的分類,可以確定本工程取土場(chǎng)的土為二類低液限細(xì)粒土質(zhì)砂。(2)運(yùn)輸砂性土的性質(zhì)導(dǎo)致其運(yùn)輸難度非常高。在公路路基填筑過程中,有效地取土是非常重要的環(huán)節(jié)。本次工程中使用自卸車將砂性土直接運(yùn)輸?shù)揭?guī)定位置進(jìn)行填筑,并不需要進(jìn)行大面積的二次倒運(yùn)處理,施工效率有所提升。一般來說,自卸車在砂性土表層行駛極易出現(xiàn)輪胎下沉的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致交通事故的發(fā)生,尤其是在干燥砂性土上,最多行駛10m就會(huì)出現(xiàn)輪胎下沉,從而增大了取土難度。在具體的操作過程中,應(yīng)合理確定一次取土量,并合理確定取土地點(diǎn)與路基施工位置的距離,由遠(yuǎn)至近地取,如果地勢(shì)存在高度差,則應(yīng)先取高處的土。3.3填筑施工準(zhǔn)備。路基填筑施工開始前,要根據(jù)工程需要制定詳細(xì)的施工計(jì)劃,合理劃分填筑層次,準(zhǔn)確地確定分層標(biāo)高、分層數(shù)量。填筑施工開始前,應(yīng)根據(jù)需要布置排水基礎(chǔ)設(shè)施,并且保證邊溝連通排水。由于施工地區(qū)處于低洼路段,特別是在進(jìn)行邊溝加固施工前,應(yīng)先將施工位置的基層土全部清除。清除地表基層結(jié)構(gòu)之后要進(jìn)行一次碾壓,以保證路基密實(shí)度達(dá)標(biāo)。在正式開始填筑施工前,需通過試驗(yàn)確定技術(shù)參數(shù)。通常需要在監(jiān)理工程師的監(jiān)督之下選取200m路段進(jìn)行試驗(yàn)。通過試驗(yàn)確定工程技術(shù)參數(shù),主要包括松鋪厚度、工序、碾壓速度以及最佳含水量等[3]。3.4填筑技術(shù)。(1)填筑要求路基填筑施工應(yīng)采用分層填筑的方式,填筑好一層就壓實(shí)一層,按照由低到高的順序進(jìn)行。填筑中應(yīng)該明確標(biāo)注上料間隔距離,一般松鋪厚度為20~25cm;攤鋪施工階段,需要進(jìn)行拉線整平處理,每間隔20m進(jìn)行橫向拉線。鋪筑施工完成之后,在路基表面設(shè)置2%~3%的橫坡。在第一層填筑施工的過程中,需嚴(yán)格控制施工參數(shù),在路基邊緣位置用黏土材料包邊,包邊的寬度至少為1m。在縱向攤鋪施工的過程中,應(yīng)預(yù)先留出橫向臺(tái)階,寬度在2m左右。鋪筑100m之后要在兩側(cè)設(shè)置百米樁,隨著鋪筑間距的加長(zhǎng)需要設(shè)置公里樁與標(biāo)段分界碑。每填筑一層材料,碾壓完成之后要檢測(cè)其密實(shí)度,達(dá)到要求之后才能進(jìn)行下一層的填筑施工。填筑寬度需要達(dá)到設(shè)計(jì)要求,不能小于設(shè)計(jì)寬度,然后進(jìn)行削坡處理,在保證寬度達(dá)到要求的基礎(chǔ)上,邊緣壓實(shí)度也應(yīng)滿足要求。削坡完成之后,立即采取措施進(jìn)行防護(hù)處理,避免雨水沖刷,否則密實(shí)度將難以達(dá)到要求。(2)填筑過程首先,應(yīng)該做好準(zhǔn)備工作,包括測(cè)量放樣、地基表土的清理和壓實(shí);其次,在地基表土清理完成之后,需進(jìn)行檢驗(yàn),達(dá)到要求之后方可填筑。本工程項(xiàng)目中的砂性土上料難度非常高,在填筑施工中高出地表1.5m,此時(shí)車輛行駛難度更高。為了確保材料的順利運(yùn)輸,需要采取分層填筑的施工方式,主要用到的材料是砂性土、黑砂土。土工試驗(yàn)結(jié)果顯示,CBR值為213、最大干密度達(dá)到1.91cm3的表面黑砂土可以作為本次工程的填料。因其具備一定的黏性,在外力作用之下易分散,可以減小處理難度。在實(shí)施過程中,首先需要在表層填筑一層黑砂土進(jìn)行便道結(jié)構(gòu)施工,此時(shí)應(yīng)該在兩側(cè)各鋪設(shè)一層黑砂土,寬度為5m,以滿足車輛行駛需要。根據(jù)需要進(jìn)行卸料處理,然后進(jìn)行碾壓施工,按照要求可以完成一個(gè)區(qū)段的路基填筑施工。填筑完成之后,應(yīng)在橫斷面全寬度內(nèi)上料,松鋪厚度為30cm,坡度為4%。壓實(shí)度滿足要求之后開始后續(xù)施工[4]。在填筑施工的過程中,應(yīng)該在指定的取土場(chǎng)取土作為填料,攤鋪施工結(jié)束之后進(jìn)行初步碾壓,后續(xù)使用壓路機(jī)碾壓以消除表面輪跡。在碾壓施工過程中,應(yīng)該遵循從輕到重、從弱到強(qiáng)、由內(nèi)而外的順序。碾壓過程中,應(yīng)根據(jù)需要進(jìn)行灑水,確保填筑部位的含水量達(dá)到要求(不超出最大含水量的±2%)。根據(jù)壓縮沉降量確定壓實(shí)次數(shù)。壓實(shí)次數(shù)過少,會(huì)導(dǎo)致壓實(shí)度難以達(dá)到要求;而壓實(shí)次數(shù)過多,則會(huì)導(dǎo)致土體液化。(3)碾壓施工在碾壓施工環(huán)節(jié),首先應(yīng)該輕壓1~3遍,然后采用32t壓路機(jī)振動(dòng)壓實(shí),次數(shù)為3~4遍。碾壓施工過程中,應(yīng)該采用半輪壓實(shí)的方式,此時(shí)土的含水量在1%左右為最佳。一層施工結(jié)束之后,后續(xù)施工需要間隔一定的時(shí)間。由于砂性土中水量蒸發(fā)速度過快,應(yīng)該在施工前灑適量的水,保證其達(dá)到水飽和狀態(tài),在第二天的碾壓施工中即可達(dá)到黏結(jié)度的要求,從而保證壓實(shí)度達(dá)到要求。填筑施工完成之后,需要對(duì)砂性土路基進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工,避免水分過度蒸發(fā),達(dá)到養(yǎng)護(hù)要求之后才能進(jìn)行后續(xù)的施工[5]。
4結(jié)語
砂性土路基的施工難度較高,填料的運(yùn)輸與壓實(shí)是非常重要的環(huán)節(jié),也是難度最高的工序,所以需要結(jié)合實(shí)際情況嚴(yán)格按規(guī)范作業(yè),保證路基施工質(zhì)量達(dá)標(biāo),從而為整個(gè)公路工程的順利施工奠定良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
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[5]劉宏章.公路建設(shè)中砂性土路基填筑施工工藝探討[J].科學(xué)與財(cái)富,2012(12):211.
作者:程飛 曾露 單位:江西省交通工程集團(tuán)投資有限公司