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中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)44-0030-01
路基的压实是路基施工过程中的重要工序,密实的路基对于提高道路的使用品质、增加路面使用寿命是极为重要的,而其重要性往往被施工人员所忽略。能否经济、合理、有效的进行土方压实直接影响工程进度、成本和质量。现就土方路基的压实控制进行简单的探讨。
一、压实意义
路基填土是工程施工中工程量大、投资多、影响工程质量的关键环节。密实的路基除了能够提高工程质量与进度、节约成本,还提高了路基的承载力,减少由于路基不稳定造成的路面结构的破坏,进而减少维修工作量与恶化营运。因此,在路基施工中要充分认识影响路基压实的各种因素,然后根据施工的现场情况合理的采取各种技术措施.做好各项准备工作,注意路基土的含水量、土质、压实功能等等对路基土的压实会产生影响的各种因素,充分发挥现场压实机械的工作效率,使所施工的路基达到压实标准的要求。
二、压实原理
压实使土颗粒重新排列组合、彼此挤紧、密度增加、粘聚力增大;孔隙水排出、土粒外表水膜更薄、土体的单位重量提高、增加内聚力、提高土体抗剪强度,将土体中连通孔隙的空气挤出、减小孔隙率、增大密度,提高土体的水稳定性、减少因冻胀引起的不均匀变形,从而形成密实的整体使土体强度增加,稳定性增强。大量试验和实践表明,土基压实后,路基的弹性模量、塑性变形、渗透量、毛细水作用以及隔温性能均有明显改善
三、土压实效果的主要影响因素
影响压实效果的主要因素有内因和外因两个方面。内在因素是填土性质的好坏、地基处理、含水量控制、外在因素是压实设备、压实时间与速度、土层松铺厚度、压实时的自然条件和人为因素等。
1、土的性质的影响
我国的地域辽阔、地形复杂,能用于土方路基填筑的自然建筑材料较多,施工单位和建设单位处于经济效益等方面的考虑,大多数遵循就地取材的原则来进行道路路基建设。因土壤的颗粒大小和组成成份对压实度有较大的影响。所以土或类似土的材料是否易于压实取决于土的粒径、颗粒表面特性以及级配。粒径较大的中粒土比表面积小,颗粒之间的粘结力弱,易于在外力作用下产生位移而容易压实;粉土、粘土颗粒小,比表面积大,颗粒间薄膜水互相吸附作用较强,自由水排出困难,压实阻力大而难于压实。接近立方体、棱柱体的易于压实;薄片、长条多的难压实。颗粒表面有一定粗糙度的虽然阻抗力要大些,但在碾压过程中产生位移后能稳定在新的位置,而表面光滑接近圆形的颗粒,虽易于移动,但不易稳定,常难于压实。而土粒级配是否良好,决定了土体能否被压实到理想密度,级配良好的土,可以用较少的压实功压到要求的密实度,级配差或不含级配的土,尽管投入相当大的压实功,仍会留下很大的空隙。因此在填料选择时应优选用天然级配较好的中、粗粒土,砂性土,尽量避免使用粉土、粘土,光滑无棱又颗粒均匀等难于压实的材料。不同的土质,最大干密度和最佳含水量的数值也不一样,而且分散性越高的土,其最佳含水量值也越高,最大干密度值越低;砂性土压实效果优于粘性土。
2、含水率的影响
土中含水量对压实效果影响较明显,当含水量较少时,由于颗粒间引力(可能还包括了毛细管压力)使土保持着比较疏松的状态或凝聚结构,土中孔隙大都相互连通,水少而气多,在一定的外部压实功能下,虽然土空隙中气体易被挤出,密度可以增大,但由于水膜润滑作用不明显,以及外部功能还不足以克服土粒间引力,土粒相对移动很不显著,因此压实效果较差;含水量逐渐增大时,水膜变厚、土粒润滑、土块变软,引力减弱,施以外部压实则土粒移动而挤密,压实效果渐佳;在接近最佳含水量时,土中孔隙更少连通或不连通,孔隙中的水和气趋于封闭状态,压实时土内产生的孔隙水压力和孔隙气压力减低了击实功的作用,但这时最有利于土粒受击实时发生相对移动使土体密实,以致能压实到最大干密度,即在最佳含水量时,土的密度达到了该压实功能下的极限值,干密度不再提高;当含水量继续增加,孔隙中出现了自由水,压实时孔隙水不易排出,形成较大的孔隙压力,阻止了土粒的靠拢,所以压实效果反而下降。因此只有在土粒处于最佳含水量的情况下,压实效果最好。
3、压实功的影响
土的最佳含水量随压实功能的加大而减少,而土的最大干容重则随压实功能的增大而加大,但压实功能过大时又会破坏土的结构,压实效果反而不好。一般填土在压实后,表面5CM的密实度最高。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关,应通过试验路来确定。
四、控制土基压实的方法和措施
1、注意填料选择
(1)土质影响。塑性指数较大的粘土不稳定,一般不宜用作填料,非用不可时,必须在接近最佳含水量的情况下碾压,且要设置好排水设施,但含水量超过最佳含水量的两个百分点以上时,必须进行晾晒、掺入石灰或固化材料等技术措施处理。粉质土和细亚砂土这些低粘土比较容易压实,但压实不足时,会由于过分饱水而大大失去稳定性,并且在不利水文、气候条件下易发生冻胀。最合适的是砂性土,容易压实,有足够的稳定性,遇水不致过分泡软。
(2)避免不同性质土任意混填。正确的填筑方法为:不同用土水平分层,以保证强度均匀,透水性差的土,一般宜填于下层,表面成双向横坡,有利于排除积水,防止水害。同一层次不同用土时,搭接处成斜面,以保证在该层厚度范围内,强度较均匀,防止产生明显变形,同时,对不同类土质应分别做击实试验,以确定最佳含水量和最大干密度,不能几种土质混用一个标准,以免造成压实度不够或超百现象,影响路基的强度和稳定性。
2、碾压要点
(1)合理选择压实机具。
对于路基工作量大,压实标准高的路段应采用重型压实机械容易达到要求的压实度,而用小型压实机械就比较困难了。 (2)严格分层填筑、分层压实。
高填土路基,每层填土要有适宜的松铺厚度,以防碾压机械和燃料的消耗量,增加填土的压实费用。松铺厚度按土质类别、压实机具功能、碾压遍数经试验确定。为确保路基本身不发生沉降,路基施工时,最好选用低液限粘土或低液限粉土,且每层压实厚度应控制在10-20cm范围内。在正式碾压前,对填土层的松铺厚度和平整度进行检查,以提高压实的均匀性,每层压实宽度每侧宽于设计宽度宜30-50cm,最后削坡,以保证路基边缘也有足够的压实度,保证路基的填筑质量。
(3)保证土的最佳含水量。
土在最佳含水量时进行压实,具有最大的密实度,且水稳性好,在小于或大于最佳含水量时压实,虽能达到较大强度,但遇水后强度急剧下降,水稳性较差,因此,高填土路基压实必须随时控制与检查土的含水量。当土的含水量过大时,应风干到最佳含水量再碾压,含水量过小时,需均匀加水后再碾压。
(4)注意压实顺序和碾压遍数。
压实顺序的原则是先轻后重,先慢后快,先两侧后中间,每一点均匀反复碾压,相邻两次的轮迹应重叠轮宽的1/3,保持压实均匀,不漏压。对局部、小面积地点,采用小型手扶式振动压路机或振动夯实。整个土层压完一遍后,再重复进行第二遍、第三遍,达到规定要求。
(5)随时检查压实度及含水量。
在实际碾压中,要随时检查判断密实程度,注意观测压实后的轮迹。如果痕迹还较明显或下沉量较大,则应继续碾压,遇有土层表面松散,推挤开裂或有回弹现象,应分析原因,放慢碾压速度,对于松散严重的,还应洒水润湿或减轻碾压重量。对于回弹现象,要翻挖掘土层,晒干或换土再重新碾压。
在現场测定压实度时,取样位置应是随机的,避免按取样人意图选择检验位置。每一压实层压实度经检验合格后,方可填筑上一层。
3、关于地基强度
通常,在未经处理的、强度不符合要求的地基上填筑路基,路基的第一层甚至第二层往往达不到较高的密实度。例如在比较湿软的地基上填筑碾压路基,会发生"弹簧"现象,碾压愈多,"弹簧现象"愈严重。又如在地面横坡超过规定时及新旧土层搭接处填筑路基,若不进行挖台阶处理,会造成路基压实不足而产生不均匀沉降。严重的可能会导致路基沿基底滑动。为此,必须对地质条件差及承载能力低的地基进行必要的改善加大、换填、挖台阶等技术措施处理,以达到提高地基承载力的目的,保证路基的整体强度和稳定性。
路基的压实是路基施工过程中的重要工序,密实的路基对于提高道路的使用品质、增加路面使用寿命是极为重要的,而其重要性往往被施工人员所忽略。能否经济、合理、有效的进行土方压实直接影响工程进度、成本和质量。现就土方路基的压实控制进行简单的探讨。
一、压实意义
路基填土是工程施工中工程量大、投资多、影响工程质量的关键环节。密实的路基除了能够提高工程质量与进度、节约成本,还提高了路基的承载力,减少由于路基不稳定造成的路面结构的破坏,进而减少维修工作量与恶化营运。因此,在路基施工中要充分认识影响路基压实的各种因素,然后根据施工的现场情况合理的采取各种技术措施.做好各项准备工作,注意路基土的含水量、土质、压实功能等等对路基土的压实会产生影响的各种因素,充分发挥现场压实机械的工作效率,使所施工的路基达到压实标准的要求。
二、压实原理
压实使土颗粒重新排列组合、彼此挤紧、密度增加、粘聚力增大;孔隙水排出、土粒外表水膜更薄、土体的单位重量提高、增加内聚力、提高土体抗剪强度,将土体中连通孔隙的空气挤出、减小孔隙率、增大密度,提高土体的水稳定性、减少因冻胀引起的不均匀变形,从而形成密实的整体使土体强度增加,稳定性增强。大量试验和实践表明,土基压实后,路基的弹性模量、塑性变形、渗透量、毛细水作用以及隔温性能均有明显改善
三、土压实效果的主要影响因素
影响压实效果的主要因素有内因和外因两个方面。内在因素是填土性质的好坏、地基处理、含水量控制、外在因素是压实设备、压实时间与速度、土层松铺厚度、压实时的自然条件和人为因素等。
1、土的性质的影响
我国的地域辽阔、地形复杂,能用于土方路基填筑的自然建筑材料较多,施工单位和建设单位处于经济效益等方面的考虑,大多数遵循就地取材的原则来进行道路路基建设。因土壤的颗粒大小和组成成份对压实度有较大的影响。所以土或类似土的材料是否易于压实取决于土的粒径、颗粒表面特性以及级配。粒径较大的中粒土比表面积小,颗粒之间的粘结力弱,易于在外力作用下产生位移而容易压实;粉土、粘土颗粒小,比表面积大,颗粒间薄膜水互相吸附作用较强,自由水排出困难,压实阻力大而难于压实。接近立方体、棱柱体的易于压实;薄片、长条多的难压实。颗粒表面有一定粗糙度的虽然阻抗力要大些,但在碾压过程中产生位移后能稳定在新的位置,而表面光滑接近圆形的颗粒,虽易于移动,但不易稳定,常难于压实。而土粒级配是否良好,决定了土体能否被压实到理想密度,级配良好的土,可以用较少的压实功压到要求的密实度,级配差或不含级配的土,尽管投入相当大的压实功,仍会留下很大的空隙。因此在填料选择时应优选用天然级配较好的中、粗粒土,砂性土,尽量避免使用粉土、粘土,光滑无棱又颗粒均匀等难于压实的材料。不同的土质,最大干密度和最佳含水量的数值也不一样,而且分散性越高的土,其最佳含水量值也越高,最大干密度值越低;砂性土压实效果优于粘性土。
2、含水率的影响
土中含水量对压实效果影响较明显,当含水量较少时,由于颗粒间引力(可能还包括了毛细管压力)使土保持着比较疏松的状态或凝聚结构,土中孔隙大都相互连通,水少而气多,在一定的外部压实功能下,虽然土空隙中气体易被挤出,密度可以增大,但由于水膜润滑作用不明显,以及外部功能还不足以克服土粒间引力,土粒相对移动很不显著,因此压实效果较差;含水量逐渐增大时,水膜变厚、土粒润滑、土块变软,引力减弱,施以外部压实则土粒移动而挤密,压实效果渐佳;在接近最佳含水量时,土中孔隙更少连通或不连通,孔隙中的水和气趋于封闭状态,压实时土内产生的孔隙水压力和孔隙气压力减低了击实功的作用,但这时最有利于土粒受击实时发生相对移动使土体密实,以致能压实到最大干密度,即在最佳含水量时,土的密度达到了该压实功能下的极限值,干密度不再提高;当含水量继续增加,孔隙中出现了自由水,压实时孔隙水不易排出,形成较大的孔隙压力,阻止了土粒的靠拢,所以压实效果反而下降。因此只有在土粒处于最佳含水量的情况下,压实效果最好。
3、压实功的影响
土的最佳含水量随压实功能的加大而减少,而土的最大干容重则随压实功能的增大而加大,但压实功能过大时又会破坏土的结构,压实效果反而不好。一般填土在压实后,表面5CM的密实度最高。填土分层的压实厚度和压实遍数与压实机械类型、土的种类和压实度要求有关,应通过试验路来确定。
四、控制土基压实的方法和措施
1、注意填料选择
(1)土质影响。塑性指数较大的粘土不稳定,一般不宜用作填料,非用不可时,必须在接近最佳含水量的情况下碾压,且要设置好排水设施,但含水量超过最佳含水量的两个百分点以上时,必须进行晾晒、掺入石灰或固化材料等技术措施处理。粉质土和细亚砂土这些低粘土比较容易压实,但压实不足时,会由于过分饱水而大大失去稳定性,并且在不利水文、气候条件下易发生冻胀。最合适的是砂性土,容易压实,有足够的稳定性,遇水不致过分泡软。
(2)避免不同性质土任意混填。正确的填筑方法为:不同用土水平分层,以保证强度均匀,透水性差的土,一般宜填于下层,表面成双向横坡,有利于排除积水,防止水害。同一层次不同用土时,搭接处成斜面,以保证在该层厚度范围内,强度较均匀,防止产生明显变形,同时,对不同类土质应分别做击实试验,以确定最佳含水量和最大干密度,不能几种土质混用一个标准,以免造成压实度不够或超百现象,影响路基的强度和稳定性。
2、碾压要点
(1)合理选择压实机具。
对于路基工作量大,压实标准高的路段应采用重型压实机械容易达到要求的压实度,而用小型压实机械就比较困难了。 (2)严格分层填筑、分层压实。
高填土路基,每层填土要有适宜的松铺厚度,以防碾压机械和燃料的消耗量,增加填土的压实费用。松铺厚度按土质类别、压实机具功能、碾压遍数经试验确定。为确保路基本身不发生沉降,路基施工时,最好选用低液限粘土或低液限粉土,且每层压实厚度应控制在10-20cm范围内。在正式碾压前,对填土层的松铺厚度和平整度进行检查,以提高压实的均匀性,每层压实宽度每侧宽于设计宽度宜30-50cm,最后削坡,以保证路基边缘也有足够的压实度,保证路基的填筑质量。
(3)保证土的最佳含水量。
土在最佳含水量时进行压实,具有最大的密实度,且水稳性好,在小于或大于最佳含水量时压实,虽能达到较大强度,但遇水后强度急剧下降,水稳性较差,因此,高填土路基压实必须随时控制与检查土的含水量。当土的含水量过大时,应风干到最佳含水量再碾压,含水量过小时,需均匀加水后再碾压。
(4)注意压实顺序和碾压遍数。
压实顺序的原则是先轻后重,先慢后快,先两侧后中间,每一点均匀反复碾压,相邻两次的轮迹应重叠轮宽的1/3,保持压实均匀,不漏压。对局部、小面积地点,采用小型手扶式振动压路机或振动夯实。整个土层压完一遍后,再重复进行第二遍、第三遍,达到规定要求。
(5)随时检查压实度及含水量。
在实际碾压中,要随时检查判断密实程度,注意观测压实后的轮迹。如果痕迹还较明显或下沉量较大,则应继续碾压,遇有土层表面松散,推挤开裂或有回弹现象,应分析原因,放慢碾压速度,对于松散严重的,还应洒水润湿或减轻碾压重量。对于回弹现象,要翻挖掘土层,晒干或换土再重新碾压。
在現场测定压实度时,取样位置应是随机的,避免按取样人意图选择检验位置。每一压实层压实度经检验合格后,方可填筑上一层。
3、关于地基强度
通常,在未经处理的、强度不符合要求的地基上填筑路基,路基的第一层甚至第二层往往达不到较高的密实度。例如在比较湿软的地基上填筑碾压路基,会发生"弹簧"现象,碾压愈多,"弹簧现象"愈严重。又如在地面横坡超过规定时及新旧土层搭接处填筑路基,若不进行挖台阶处理,会造成路基压实不足而产生不均匀沉降。严重的可能会导致路基沿基底滑动。为此,必须对地质条件差及承载能力低的地基进行必要的改善加大、换填、挖台阶等技术措施处理,以达到提高地基承载力的目的,保证路基的整体强度和稳定性。