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摘 要: 我国地域辽阔,含砂低液限粉土分布较为广泛,此类土质较差,在该土质上建设公路工程,其路基碾压方式选择及施工工艺研究,对提高施工质量、保证施工应用效果具有重要的现实意义。为此,本文以某含砂低液限粉土路基施工为例,在充分了解冲击碾压复合压实原理的基础上,对冲击碾压施工工艺进行了探讨。
关键词: 粉土路基;填筑施工;冲击碾压
一、工程概况
某公路工程所处路段含砂低液限粉土较多,180万m3为路基土石方总量,填挖平衡。因本路段粉质土较多,如弃之不用,必须借土填方,这种情况下将大大增加工程造价,且会有大量弃方产生。基于经济性原则,决定选用砂低液限粉土作为路基填筑材料,开挖土方之后,其含水率可达到25%~40%,如选用振动压路机对该土体进行碾压施工,则压实难度较大,同时无法确保路基填筑压实度满足施工规范规定。加之该路段所在区域气候条件复杂,具有较大空气湿度,因此摊铺晾晒施工工艺不宜用于该工程施工。为保证施工质量,拟定K86+320~K87~650段作为试验段,选用冲击碾压复合压实施工工艺进行施工。
二、冲击碾压作用原理
作为一种新型压实技术,冲击碾压具备振动碾压及夯击的共同优势。在公路建设事业高速发展中,冲击碾压技术的应用,可有效提高粉土路基强度及压实度。压实可重新组合土颗粒,相互挤密,排除原孔隙内的水与空气,减少孔隙,增加密度,构成完整的整体。除此之外,还能大幅增加内摩阻力与粘聚力,进而提高土体强度,增强其稳定性。在压实作用下,可大大降低土体透水性,减弱毛细水作用,进而提升土体水稳性。
相比传统压实技术,冲击碾压技术同样也是通过垂直振动达到土体密实的作用,但因其外形独特,冲击轮质量较大,行驶速度很快,可大大提升土体压实质量。其压实作用机理如下:
1、相比光轮压路机,冲击压实机同样具有较大自重,因其自身重力影响,将对轮下土体产生较大静压力,进而提高土体密实度。
2、冲击碾压可通过冲击轮将冲击作用施加于土壤,以此将振动力、冲击能量释放出来,因其能量较大,使得土颗粒出现较大运动加速度,进而将土体内气体、液体及时排除,增加土体密实度。
三、粉土路基填筑中冲击碾压施工工艺
1、施工准备
(1)施工放样。按照设计要求,对施工导线点、水准点进行复核,并将路基边桩及路堤坡脚桩、中桩等位置加以确定。且按照施工现场实际情况,进行路线控制桩的设置。
(2)场地清理及整平。按照路基宽度,将路基施工范围内的杂物,如杂草、表土等清理干净,且向场外指定堆放点运送。完成场地清理工作后,即可进行基准面找平施工,进而为后期冲击碾压施工提供便利。一般需按照从高到低的顺序进行基准面找平,需在30cm以内控制凹陷低洼部位铺筑土厚度,确保冲击碾压施工的平整性。根据施工条件,可选取推土机进行基准面粗平施工,精平时则选用平地机施工。
(3)检测含水率。碾压施工前,需分层检测原地面0~120cm深度土层的土物理力學指标,具体分层厚度以30cm为准,主要对其天然含水率、最大干密度进行检测。按照试验结果,合理确定该深度土层天然含水率,如含水率较高,则需及时进行晾晒;如含水率较低,则需进行适当补水,待其含水率满足最佳含水率允许范围后,即可碾压施工。
2、冲击碾压复合压实
选取冲击压路机进行施工,碾压时应由路基一侧边缘开始施工,行驶到终点后,即可转弯反向顺着路线中心行驶至起点位置,随后再次转向路基边侧行驶,根据施工情况,可在1/2以上控制压实轮轮迹重叠宽度,确保可整幅碾压,无漏压问题。待完成一遍碾压作业后,即可进行下一遍碾压施工,直至其压实度满足设计要求。相比土体最佳含水率,如含水率较小,应选取推土机等设备进行整平施工,并按照计算量进行洒水补充,确保土体始终满足最佳含水率允许值,避免出现松散层现象。待水分充分渗透之后,即可再次开始冲击碾压施工,完成碾压施工后,需再次检测压实度,保证满足设计要求。
一般需分层填筑路基,路基施工选用常规压路机即可。如路基分层填筑满足80cm,即3层时,则需按照工艺控制要求,每80cm选用相应施工设备,如冲击压路机、振动压路机等,进行20遍冲击碾压复合压实施工,依次循环,直到路床顶面。
3、质量检测
(1)压实度检测。在检测路基压实度时,断面及检测点设置可以按2000㎡设4处的方式检测,如遇特殊情况,可适当进行断面或断面检测点的增设。一般以灌砂法进行冲击碾压复合压实20遍压实度检测,本文以0~30cm及30~60cm深为例分析,具体如下:
第一,0~30cm土层深度下,冲击碾压复合压实20遍时,压实度可达到96.8%,可满足压实度指标(K=76.5%)要求;
第二,30~60cm土层深度下,冲击碾压复合压实20遍时,压实度可达到94.2%,可满足压实度指标(k=74.3%)要求。
由此可见,通过冲击碾压复合压实处理,可有效提升路基压实度,达到良好施工效果。
(2)沉降量检测。在检测路基沉降量时,断面可按照每隔20m设置,各个断面观测点可设5个。一般在路基设计线、路基行车道外侧或行车道中心线等部位设置沉降点。沉降观测往往选取内螺旋导管式沉降板检测,其直径需控制在100mm,分节长度为25cm,需向地下埋入,深度则控制在40cm左右,且与碾压层面之间的距离控制在10cm以上,上面需覆盖砂料,防止因冲击碾压施工,导致沉降板破损。本次检测仍以20遍冲击碾压复合压实进行沉降量控制标准,要求对冲击碾压施工前、后所有检测点的相对高程进行对比分析,且准确记录。检测结果显示,当碾压遍数为0遍时,相对与累计沉降量均为0.00cm;当碾压遍数为6遍时,相对与累计沉降量仍相同,均为12.57cm;碾压遍数为12遍时,则两者存在较大差距,相对沉降量此时为6.35cm,而累计沉降量则达到18.92cm;当碾压20遍时,则相对沉降量有所降低,为2.76cm,但累计沉降量仍在增加,为21.68cm。由此可见,随着冲击碾压遍数的增加,相对沉降量在逐渐减小,但累计沉降量则在不断增加。则说明冲击碾压施工,可有效控制路基沉降量。
四、结束语
综上所述,伴随公路建设规模的不断扩大,为进一步改善公路建设网络,不得不在地形地质条件复杂的路段开展工程项目建设,特别是不良地基加固处理问题,已成为交通建设行业必须面对的难点问题,这也是工程施工中的技术难题。作为一种不理想的筑路材料,在饱水状态下,粉土很容易出现散化、结构软化等现象,遇震则会液化,被视为不良地基。如在路基填筑施工中,选用此类土作为填筑材料,必须采取合理的碾压方式,规范其施工工艺。冲击碾压技术的应用,可有效改良粉土路基使用性能,加快施工进度,且还能降低工程成本,避免产生大量弃方。■
参考文献
[1]陆书香;;试论公路工程中施工冲击碾压技术的应用[J];经营管理者;2010年17期.
[2]刘洪田;郑栋;冲击碾压技术的合理利用[J];科技传播;2010年08期.
[3]叶晓斌;;冲击压实技术在路基施工中的应用[J];科技传播;2011年17期.
关键词: 粉土路基;填筑施工;冲击碾压
一、工程概况
某公路工程所处路段含砂低液限粉土较多,180万m3为路基土石方总量,填挖平衡。因本路段粉质土较多,如弃之不用,必须借土填方,这种情况下将大大增加工程造价,且会有大量弃方产生。基于经济性原则,决定选用砂低液限粉土作为路基填筑材料,开挖土方之后,其含水率可达到25%~40%,如选用振动压路机对该土体进行碾压施工,则压实难度较大,同时无法确保路基填筑压实度满足施工规范规定。加之该路段所在区域气候条件复杂,具有较大空气湿度,因此摊铺晾晒施工工艺不宜用于该工程施工。为保证施工质量,拟定K86+320~K87~650段作为试验段,选用冲击碾压复合压实施工工艺进行施工。
二、冲击碾压作用原理
作为一种新型压实技术,冲击碾压具备振动碾压及夯击的共同优势。在公路建设事业高速发展中,冲击碾压技术的应用,可有效提高粉土路基强度及压实度。压实可重新组合土颗粒,相互挤密,排除原孔隙内的水与空气,减少孔隙,增加密度,构成完整的整体。除此之外,还能大幅增加内摩阻力与粘聚力,进而提高土体强度,增强其稳定性。在压实作用下,可大大降低土体透水性,减弱毛细水作用,进而提升土体水稳性。
相比传统压实技术,冲击碾压技术同样也是通过垂直振动达到土体密实的作用,但因其外形独特,冲击轮质量较大,行驶速度很快,可大大提升土体压实质量。其压实作用机理如下:
1、相比光轮压路机,冲击压实机同样具有较大自重,因其自身重力影响,将对轮下土体产生较大静压力,进而提高土体密实度。
2、冲击碾压可通过冲击轮将冲击作用施加于土壤,以此将振动力、冲击能量释放出来,因其能量较大,使得土颗粒出现较大运动加速度,进而将土体内气体、液体及时排除,增加土体密实度。
三、粉土路基填筑中冲击碾压施工工艺
1、施工准备
(1)施工放样。按照设计要求,对施工导线点、水准点进行复核,并将路基边桩及路堤坡脚桩、中桩等位置加以确定。且按照施工现场实际情况,进行路线控制桩的设置。
(2)场地清理及整平。按照路基宽度,将路基施工范围内的杂物,如杂草、表土等清理干净,且向场外指定堆放点运送。完成场地清理工作后,即可进行基准面找平施工,进而为后期冲击碾压施工提供便利。一般需按照从高到低的顺序进行基准面找平,需在30cm以内控制凹陷低洼部位铺筑土厚度,确保冲击碾压施工的平整性。根据施工条件,可选取推土机进行基准面粗平施工,精平时则选用平地机施工。
(3)检测含水率。碾压施工前,需分层检测原地面0~120cm深度土层的土物理力學指标,具体分层厚度以30cm为准,主要对其天然含水率、最大干密度进行检测。按照试验结果,合理确定该深度土层天然含水率,如含水率较高,则需及时进行晾晒;如含水率较低,则需进行适当补水,待其含水率满足最佳含水率允许范围后,即可碾压施工。
2、冲击碾压复合压实
选取冲击压路机进行施工,碾压时应由路基一侧边缘开始施工,行驶到终点后,即可转弯反向顺着路线中心行驶至起点位置,随后再次转向路基边侧行驶,根据施工情况,可在1/2以上控制压实轮轮迹重叠宽度,确保可整幅碾压,无漏压问题。待完成一遍碾压作业后,即可进行下一遍碾压施工,直至其压实度满足设计要求。相比土体最佳含水率,如含水率较小,应选取推土机等设备进行整平施工,并按照计算量进行洒水补充,确保土体始终满足最佳含水率允许值,避免出现松散层现象。待水分充分渗透之后,即可再次开始冲击碾压施工,完成碾压施工后,需再次检测压实度,保证满足设计要求。
一般需分层填筑路基,路基施工选用常规压路机即可。如路基分层填筑满足80cm,即3层时,则需按照工艺控制要求,每80cm选用相应施工设备,如冲击压路机、振动压路机等,进行20遍冲击碾压复合压实施工,依次循环,直到路床顶面。
3、质量检测
(1)压实度检测。在检测路基压实度时,断面及检测点设置可以按2000㎡设4处的方式检测,如遇特殊情况,可适当进行断面或断面检测点的增设。一般以灌砂法进行冲击碾压复合压实20遍压实度检测,本文以0~30cm及30~60cm深为例分析,具体如下:
第一,0~30cm土层深度下,冲击碾压复合压实20遍时,压实度可达到96.8%,可满足压实度指标(K=76.5%)要求;
第二,30~60cm土层深度下,冲击碾压复合压实20遍时,压实度可达到94.2%,可满足压实度指标(k=74.3%)要求。
由此可见,通过冲击碾压复合压实处理,可有效提升路基压实度,达到良好施工效果。
(2)沉降量检测。在检测路基沉降量时,断面可按照每隔20m设置,各个断面观测点可设5个。一般在路基设计线、路基行车道外侧或行车道中心线等部位设置沉降点。沉降观测往往选取内螺旋导管式沉降板检测,其直径需控制在100mm,分节长度为25cm,需向地下埋入,深度则控制在40cm左右,且与碾压层面之间的距离控制在10cm以上,上面需覆盖砂料,防止因冲击碾压施工,导致沉降板破损。本次检测仍以20遍冲击碾压复合压实进行沉降量控制标准,要求对冲击碾压施工前、后所有检测点的相对高程进行对比分析,且准确记录。检测结果显示,当碾压遍数为0遍时,相对与累计沉降量均为0.00cm;当碾压遍数为6遍时,相对与累计沉降量仍相同,均为12.57cm;碾压遍数为12遍时,则两者存在较大差距,相对沉降量此时为6.35cm,而累计沉降量则达到18.92cm;当碾压20遍时,则相对沉降量有所降低,为2.76cm,但累计沉降量仍在增加,为21.68cm。由此可见,随着冲击碾压遍数的增加,相对沉降量在逐渐减小,但累计沉降量则在不断增加。则说明冲击碾压施工,可有效控制路基沉降量。
四、结束语
综上所述,伴随公路建设规模的不断扩大,为进一步改善公路建设网络,不得不在地形地质条件复杂的路段开展工程项目建设,特别是不良地基加固处理问题,已成为交通建设行业必须面对的难点问题,这也是工程施工中的技术难题。作为一种不理想的筑路材料,在饱水状态下,粉土很容易出现散化、结构软化等现象,遇震则会液化,被视为不良地基。如在路基填筑施工中,选用此类土作为填筑材料,必须采取合理的碾压方式,规范其施工工艺。冲击碾压技术的应用,可有效改良粉土路基使用性能,加快施工进度,且还能降低工程成本,避免产生大量弃方。■
参考文献
[1]陆书香;;试论公路工程中施工冲击碾压技术的应用[J];经营管理者;2010年17期.
[2]刘洪田;郑栋;冲击碾压技术的合理利用[J];科技传播;2010年08期.
[3]叶晓斌;;冲击压实技术在路基施工中的应用[J];科技传播;2011年17期.