淺談粉性土直接作為高速公路路基填料的施工技術(shù)
摘要:論文結(jié)合上海崇明越江通道長江大橋工程南接線高速公路施工實(shí)踐,對采用粉性素土填筑路基的施工控制要點(diǎn)進(jìn)行了論述,降低了道路路基的造價(jià),更有利于環(huán)境的保護(hù),有很廣闊發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:路基施工,粉性土,含水量
以粉性素土直接作為高速公路路基主要填料在上海是第一次用于實(shí)踐中。因島上建筑資源貧缺,主要建筑材料均需要從外地購進(jìn)。路基填方土源緊缺,設(shè)計(jì)時(shí)考慮到利用隧道開挖土方,由于其含水量偏大,成粉性,故在路基兩側(cè)采用寬度不小于1.8m的粘土包邊。因施工區(qū)域地勢平坦,為島嶼灘涂地區(qū),地面標(biāo)高一般約2.6~3.0m,平均2.8 m。大部分施工區(qū)域?yàn)樗咎,河網(wǎng)密集,工程地質(zhì)屬軟弱地基,土層富含地下水,空隙率高。地下水位距地面約0.5m左右,給路基碾壓帶來一定的困難。為保證壓實(shí)質(zhì)量,必要時(shí)擬采用井點(diǎn)降水措施,以提高表層土的承載能力。
一、路基填筑前的準(zhǔn)備工作
1、施工測量
(1)道路中心樁恢復(fù):按樁距25m進(jìn)行放樣;
(2)橫斷面放樣:根據(jù)測設(shè)的道路中樁,以及由設(shè)計(jì)路基填土高度推算基底寬度,設(shè)置路基邊線樁,可在不受施工影響區(qū)域設(shè)置護(hù)樁。并應(yīng)按道路中心樁位置復(fù)測橫斷面;
(3)高程測量:測量原地面標(biāo)高,清表后,在對基底進(jìn)行壓實(shí)結(jié)束時(shí)測量基底標(biāo)高,施工段鋪土后應(yīng)及時(shí)測量填土松鋪厚度,一層壓實(shí)后再次進(jìn)行標(biāo)高測量,以確定壓實(shí)厚度及土方松鋪系數(shù)
2、土工試驗(yàn)
施工前必須按照《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》要求進(jìn)行土工試驗(yàn),分析土性、測定土的強(qiáng)度(CBR值)、采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)測定土的最佳含水量和最大干密度。
3、清除表土
施工前應(yīng)對路基施工范圍內(nèi)的表面雜草、樹根、種植土等進(jìn)行清除,清表厚度30cm,清表采用推土機(jī)推除,采用挖掘機(jī)配合自卸車輛轉(zhuǎn)運(yùn)至業(yè)主指定地點(diǎn)堆放。清表后應(yīng)按1~2%橫坡度整平基底,以利于基底排水。并在路基坡腳外側(cè)需開挖臨時(shí)排水邊溝,邊溝應(yīng)與附近河浜接通。
4、排水盲溝施工
基底整平測量驗(yàn)收后,按設(shè)計(jì)要求在路基底部開挖縱、橫排水盲溝,盲溝斷面尺寸為50×50cm?v向盲溝沿路基兩側(cè)坡腳線通長布置,并應(yīng)與附近排水邊溝接通,以利排除路基底部集水,橫向盲溝與路基中線垂直按橫斷面全寬布置,并與縱向盲溝接通。盲溝內(nèi)采用天然級配碎石填筑,盲溝頂面鋪設(shè)土工布,寬度每邊超出溝頂寬25cm,搭接寬度不小于25cm。
5基底預(yù)壓
由于施工區(qū)域地下水位較高,當(dāng)實(shí)施盲溝排水后,直接壓路機(jī)碾壓有困難時(shí),先采用履帶車進(jìn)行全面碾壓,碾壓時(shí)速度控制在3km以內(nèi),輪跡重疊20cm,然后采用輕型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。壓路機(jī)按1檔行駛,從兩邊向中間碾壓,輪跡重疊20~30cm,碾壓遍數(shù)以2~3遍為宜。碾壓結(jié)束后應(yīng)及時(shí)檢查密實(shí)度,當(dāng)密實(shí)度不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)且輪跡較深時(shí),應(yīng)考慮采取井點(diǎn)降水措施處理。
6、基底砂墊層施工
基底驗(yàn)收合格后,按設(shè)計(jì)要求鋪筑一層30cm厚的砂墊層,作為路基的隔水層,并在兩側(cè)坡腳部位每隔20m設(shè)置一根Ф80的PVC排水管,排水管一端用土工布包裹,埋置在砂墊層內(nèi),將砂墊層內(nèi)積水排出路基以外。
二、素土填筑
1土方攤鋪
土方分層攤鋪碾壓,每層先攤鋪路基兩側(cè)包邊粘土后攤鋪路基粉性土,設(shè)計(jì)要求包邊土成型后的寬度不小于1.8m,根據(jù)施工中的經(jīng)驗(yàn)在攤鋪時(shí)的寬度考慮刷坡及施工中與粉性土的混合損失應(yīng)至少增加1m。采用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪時(shí)松鋪系數(shù)在1.2~1.3,壓實(shí)厚度控制在20cm左右。當(dāng)攤鋪土方含水量偏大或偏小時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行翻曬或?yàn)⑺,控制含水量在最佳含水?1~2%時(shí),利用平地機(jī)進(jìn)行整平。整平時(shí)應(yīng)注意路基調(diào)拱,調(diào)拱應(yīng)分3~4層進(jìn)行,每層橫坡應(yīng)控制在1%左右,達(dá)到3~4%橫坡時(shí)應(yīng)停止調(diào)坡,以后各層均按此坡度進(jìn)行均衡填筑,保證在降雨天路基表面能有效地進(jìn)行排水。當(dāng)路基填筑達(dá)到路基下路床底標(biāo)高后應(yīng)將路拱放緩,逐層回調(diào)至上路床底標(biāo)高時(shí)使路拱達(dá)到2%標(biāo)準(zhǔn)。
(4)土方壓實(shí)
路基填土經(jīng)整平含水量在最佳含水量附近時(shí)開始碾壓,碾壓遵循先輕后重、先慢后快、先底后高、先靜壓后振動再靜壓的原則進(jìn)行碾壓,保證碾壓后表面平整,沒有明顯輪跡,密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
路堤壓實(shí)是保證路基質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。為了使路基壓實(shí)有較高的質(zhì)量,必須采取下列措施。
a)正確選用壓實(shí)設(shè)備。
b)控制碾壓速度。通常壓路機(jī)進(jìn)行路基壓實(shí)作業(yè)行駛速度控制在4km/h以內(nèi)。確保碾壓速度均勻,碾壓輪跡重疊,前后兩次輪跡要重疊20~30cm。兩個(gè)施工段時(shí),壓路機(jī)碾壓輪必須超過該兩個(gè)施工段的接茬處。
c) 碾壓遍數(shù),一般在施工中當(dāng)含水量為最佳含水量時(shí)可采用下列值:粉性土壓實(shí)所需的碾壓遍數(shù)平均為4~6遍,粘性土壓實(shí),平均為8~10遍。
d) 在壓路機(jī)碾壓不到的部位,可以采用小型機(jī)夯錘等。夯擊面在縱橫方向均做到相互重疊一半,防止漏夯,并保證夯實(shí)后的密實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求。
f) 如果填筑路堤的填方料沒有達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)要求,其原因很可能為含水量問題,自在施工過程出現(xiàn)壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定的要求,采取翻松加水或翻松干燥來調(diào)整其含水量,是含水量達(dá)到最佳含水量+1~2%時(shí),再重新壓實(shí)至規(guī)定的壓實(shí)度。
g) 每層壓實(shí)厚度應(yīng)保持均勻,路堤填筑的每層壓實(shí)寬度,每側(cè)應(yīng)比設(shè)計(jì)寬度大30cm以上,以保證路基邊緣的壓實(shí)質(zhì)量。超寬部分在修坡時(shí)削坡,嚴(yán)禁貼坡。
三、堆載預(yù)壓
預(yù)壓采用超載預(yù)壓法,預(yù)壓土的填筑分層壓實(shí)填筑,根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù),沉降是否穩(wěn)定確定是否卸載,預(yù)壓期一般不少于3個(gè)月。
四、水泥土封頂施工
上路床按設(shè)計(jì)要求采用30cm厚3%的水泥土進(jìn)行填筑,需在堆載預(yù)壓期滿后進(jìn)行。水泥土采用路拌法進(jìn)行施工,分兩層攤鋪壓實(shí),每層厚15cm。水泥宜采用緩凝水泥,初凝時(shí)間不小于4小時(shí),終凝時(shí)間不小于6小時(shí),強(qiáng)度等級擬采用32.5級的水泥。施工期的日最低氣溫應(yīng)在5℃以上,并在第一次重冰凍(-3℃~-5℃)到來之前一個(gè)月完成。路床施工完成后,應(yīng)按單位工程竣工驗(yàn)收要求組織驗(yàn)收。驗(yàn)收合格后進(jìn)行路面基層施工。
結(jié)論:在路基施工過程,壓實(shí)度的控制是最主要的也是做普遍,粉性素土的壓實(shí)度能否達(dá)到規(guī)定值,重點(diǎn)是控制碾壓時(shí)土的含水量,其含水量一定要控制在最佳含水量+1~2%。粉性素土直接作為高速公路路基填料,在上海是初次實(shí)施,在上海崇明越江通道通車兩年多時(shí)間以來,證明其從設(shè)計(jì)到施工是成功的,很好的解決了長三角地區(qū)道路施工的土源問題,降低了道路路基的造價(jià),更有利于環(huán)境的保護(hù),有很廣闊發(fā)展前景。