摘要：路基工程是整個道路施工中的一個重要環(huán)節(jié)，既是主體也是基礎，關乎整體工程質(zhì)量。路基工程設計范圍廣,影響因素多,靈活性亦較大。為保證路堤的強度與穩(wěn)定性,路堤填筑材料應采用強度高、水穩(wěn)定性好、壓縮變形小、便于施工壓實以及運距經(jīng)濟的材料。本文結合筆者多年道路施工經(jīng)驗對公路土方路基的填筑施工進行了探討
1施工準備
1.1技術準備工作
路基開工前,施工單位在全面熟悉設計文件和設計交底的基礎上作進一步的研究,進行施工現(xiàn)場勘察,核對設計文件,發(fā)現(xiàn)問題及時根據(jù)有關程序提出修改意見并報請變更設計,編制施工組織設計,恢復路線,施工放樣與清理場地,搞好臨時工程的各項工作。
1.2施工測量
路基開工前做好施工測量工作,在現(xiàn)場恢復和固定路線。內(nèi)容包括導線、中線、水準點復測與固定,橫斷面檢查與補測,增設水準點等。施工人員對路基工程范圍內(nèi)的地質(zhì)、水文情況做詳細調(diào)查,通過取樣試驗確定其性質(zhì)和范圍,并提出改進設計的意見和建議。
1.3路基放樣
路基施工前,根據(jù)路線中樁、路基橫斷面圖或路基設計表進行放樣工作。目的是在原地面上標定出路基邊緣,路堤坡腳及各種附屬設施的位置,定出路基輪廓,放置邊樁、劃出作業(yè)界限、方便施工。
2.2填料選擇
在選擇填料時,一方面要考慮料源和經(jīng)濟性,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,一般應利用附近路塹或附屬工程的棄方作為填料,或者將取土坑布置在荒地、空地或劣地上。1)碎石土、卵石土、礫石土、中砂和粗砂等,具有透水性好、摩阻系數(shù)大、強度受水的影響小等優(yōu)點,是填筑路堤的良好材料。
2)亞砂土、亞黏土、輕黏土等,經(jīng)壓實后能獲得足夠的強度和穩(wěn)定性,是比較理想的路堤填料。但需注意,土中的有機質(zhì)和易溶鹽含量不得超過規(guī)定數(shù)量。3)路堤填料不準使用淤泥、沼澤土、凍土、有機土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐殖質(zhì)的土。4)液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的土,以及含水量超過規(guī)定的土,不得直接作為路堤填料,需采取滿足設計要求的技術處理,經(jīng)檢查合格后方可使用。5)鋼渣、粉煤灰等材料,可用作路堤填料,其他工業(yè)廢渣在使用前應進行有害物質(zhì)的含量試驗,避免有害物質(zhì)超標、污染環(huán)境。6)搗碎后的種植土,可用于路堤邊坡表層。7)浸水路堤、橋涵臺背及擋土墻墻背應選用滲水性良好的填料。
2.道路路基土方填筑
土壤是由礦物顆粒，水，氣體組成的三相系統(tǒng)。通過分散，其特征在于，沒有強烈的粒子之間的連接容易沉浸在水中。因此，在外力作用下或自然條件下遭到浸水或凍融都會發(fā)生變形。為了保證填土的強度和穩(wěn)定性要求，必須正確選擇土料和填筑方法。
當填方土料為黏土時，填土前應檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)，含水量大的黏土不宜作為填土用。有機物含量大于8％的土吸水后容易變形，承載力低。含水溶性硫酸鹽大于5%的，在地下水作用下，硫酸鹽會逐漸溶解流失，形成孔洞，影響土的密實性。這兩種土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應作為回填土。
填土應分層進行，并盡量采用同類土填筑。如采用不同類土填筑時，應將透水性較大的土層置于透水性較小的土層之下，不能將各種土混雜在一起使用，以免填方形成水囊。當填方位于傾斜的山坡上時，應將斜坡改成階梯狀，以防填土橫向移動。回填施工前，應清除填方區(qū)的積水和雜物，如遇軟土、淤泥，必須進行換土回填。回填時應防止地面水流入，并預留一定的下沉高度。回填基坑和管溝時，應從四周或兩側均勻地分層進行，以防止基礎和管道在土壓力作用下產(chǎn)生偏移或變形。
當利用壓實填土作為建筑工程的地基持力層時，在平整場地前，應根據(jù)結構類型，填料性能和現(xiàn)場條件等，對擬壓實的填土提出質(zhì)量要求，未經(jīng)過檢驗查明以及不符合質(zhì)量要求的壓實填土，均不得作為建筑工程的地基持力層。因此，土方填筑與壓實工程質(zhì)量控制是非常重要的。填方施工應接近水平地分層填土、分層壓實,每層的厚度根據(jù)土的種類及選用的壓實機械而定。應分層檢查填土壓實質(zhì)量,符合設計要求后才能填筑上層。當填土位于傾斜的地面時,應先將斜坡挖成階梯狀,然后分層填筑,以防填土橫向移動。
影響填土壓實的因素分析
填土壓實質(zhì)量與許多因素有關,其中主要影響因素為:壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。
3.1 壓實功的影響。填土壓實后的密度與壓實機械在其上所施加的功有一定的關系。當土的含水量一定，在開始壓實時，土的密度急劇增加，待到接近土的最大密度時，壓實功雖然增加許多，而土的密度則變化甚小。實際施工中，對于砂土只需碾壓或夯實2-3遍，對粉砂土只需3-4遍，對粉質(zhì)熟土或砂土只需5-6遍。
3.2 含水量的影響。在同一壓實功的作用下，填土的含水量對壓實質(zhì)量有直接影響；較為干燥的土，由于土顆粒之間的摩阻力較大，因而不易壓實。當土具有適當含水量時，水起了潤滑作用，土顆粒之間的摩阻力減小從而易壓實。土在最佳含水量的條件下，使用同樣的壓實功進行壓實，所得到的密度最大。為了保證填土壓實過程中處于最佳含水量狀態(tài)，當土過濕時，應翻松晾干，也可摻入同類干土或吸水性土料；當土過干時，則應預先濕潤。所以,土基壓實施工中,控制最佳含水量,是首要關鍵。各種土的最佳含水量和所獲得的最大干密度,可由擊實試驗取得。
3.3 鋪土厚度的影響。土在壓實功的作用下，其應力隨深度增加而逐漸減小，其影響深度與壓實機械、土的性質(zhì)和含水量等有關。鋪得過厚，要壓很多遍才能達到規(guī)定的密實皮；鋪得過薄，則也要增加機械的總壓實遍數(shù)。最優(yōu)的鋪土厚度應能使土方壓實而機械功耗費最少。
實踐經(jīng)驗證明:土基壓實時,在機具類型、土層厚度及行程遍數(shù)已選定的條件下,壓實操作時宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間(超高路段等需要時,則宜先低后高)。壓實時,相鄰兩次的輪跡應重疊輪寬的1P3,保持壓實均勻,不漏壓,對于壓不到的邊角,應鋪以人力或小型機具夯實。壓實過程中,經(jīng)常檢查含水量和密實度,以達到符合規(guī)定壓實度的要求。
4.土基壓實施工方法
壓實是路基施工過程中路基質(zhì)量的物理機械性能和功能的個性設計要求，是控制好路基壓實質(zhì)量的重要組成部分，要控制好路基的壓實質(zhì)量首先應充分認識影響壓實的各種因素，然后根據(jù)現(xiàn)場實際情況采取各種技術措施，如選擇路基的填料，嚴格控制路基土的含水量和填土厚度等，充分發(fā)揮現(xiàn)場壓實機械的工作效率，保證路基壓實質(zhì)量達到設計要求。大量實驗和工程實踐證明土基壓實后路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細水作用及隔溫性能均有明顯改善,填土壓實方法有：碾壓法、夯實法及振動碾壓法。
4.1碾壓法。碾壓法是利用機械滾輪的壓力壓實土壤，使之達到所需的密實度。碾壓機械有平碾及羊足碾等。平碾（光碾壓路機）是一種以內(nèi)燃機為動力的自行式壓路機，重量6~15噸。羊足碾單位面積的壓力比較大，土壤壓實的效果好。羊足碾一般用于碾壓粘性土，不適于砂性土，因在砂土中碾壓時，土的顆粒受到羊足較大的單位壓力后會向四面移動而使土的結構破壞。松土碾壓宜先用輕碾壓實，再用重碾壓實，效果較好。碾壓機械壓實填方時，行駛速度不宜過快，一般平碾不應超過2km/h；羊足碾不應超過3km/h。
4.2夯實法。夯實法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實土壤，土體孔隙被壓縮，土粒排列得更加緊密。人工夯實所用的工具有木夯、石夯等；機械夯實常用的有內(nèi)燃夯土機和蛙式打夯機和夯錘等。夯錘是借助起重懸掛一重錘，提升到一定高度，自由下落，重復夯擊基土表面。夯錘錘重1.5~3T，落距2.5~4m。還有一種強夯法是在重錘夯實法的基礎上發(fā)展起來的。其錘重8~30T，落距6~25m。其強大的沖擊能使地基深層得到加固。強夯法適用于粘性土、濕陷性黃土、碎石類填土地基的深層加固。
4.3振動壓實法。振動壓實法是將振動壓實機放在土層表面，在壓實機振動作用下，土顆粒發(fā)生相對位移而達到緊密狀態(tài)。振動碾是一種震動和碾壓同時作用的高效能壓實機械，比一般平碾提高功效1~2倍，可節(jié)省動力30%。用這種方法振實填料為爆破石渣、碎石類土、雜填土和輕亞黏土等非粘性土效果較好。
5.結語：
利用填土作為地基時，設計規(guī)范規(guī)定了各種結構類型、各種填土部位的壓實系數(shù)值。填土壓實后必須具有一定的密實度，以避免建筑物的不均勻沉陷。填土密實度以設計規(guī)定的控制干密度或規(guī)定壓實系數(shù)作為檢查標準。壓實度是設計人對土方填筑工程提出的質(zhì)量控制指標，施工人根據(jù)設計人要求的土料選好土場，經(jīng)監(jiān)理見證現(xiàn)場取樣送檢測試驗單位做擊實試驗，以確定最大干密度和最佳含水量，供土方填筑評判壓實度質(zhì)量，并指導施工。
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