賈辰生
(河南中原高速公路股份有限公司,河南 鄭州 450000)
公路工程作為國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施,隨著交通運輸行業(yè)的不斷發(fā)展及公路網(wǎng)的逐步完善,公路建設(shè)在國民經(jīng)濟發(fā)展所占地位愈加嚴重,如何提高工程施工質(zhì)量已經(jīng)成為人們普遍關(guān)注的問題。當前,我國分布有大量水成低液限粉土與粉砂土,通過對粉砂土基本物理性質(zhì)測試,此類土顆粒較為均勻,級配不良,作為路基填土,因粉粒、砂粒間空隙并沒有被細小粘粒填充,緊密填充及嵌擠結(jié)構(gòu)難以形成。同時,因此類土黏性不足,液限值較小,塑性指數(shù)低,施工成型難,壓實性差等,將大大增加碾壓成型的難度,并會降低路基填土密實度。為此,必須重視粉砂土填料路基填筑施工工藝,提高施工技術(shù)水平,只有這樣才能最大限度地提高工程質(zhì)量。
巖石通過風化作用后的產(chǎn)物即被稱為粉砂土,顆粒處于細砂土與粉土中間,以砂粒、粉粒為其主要顆粒構(gòu)成成分,黏性顆粒含量不多。相比其他土質(zhì),粉砂土具有極低的天然含水率,當顆粒較小的情況下,其毛細作用極為發(fā)達。一般可將粉土分為兩類,即黏質(zhì)粉土與砂質(zhì)粉土。砂土砂粒含量在50%以上,粘粒含量在30%以內(nèi)。
某高速公路工程,沿線表層0~10m以粉土質(zhì)砂為主,即粉砂土?;诮?jīng)濟性原理,以當?shù)禺a(chǎn)粉砂土作為設(shè)計填土。因路線距離不同,粉砂土質(zhì)也存在一定差異。為此,在A1、A2、A3三個標段選取3類土樣,粉砂土物理、力學(xué)參數(shù)測定值見表1。
在我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天,我國公路工程建設(shè)事業(yè)也得到了極大的發(fā)展,尤其是高速公路建設(shè)規(guī)模越來越大。粉砂土填料路基作為高速公路路基施工的主要內(nèi)容,其施工水平的高低直接影響工程的整體質(zhì)量,為此,必須重視粉砂土填料路基施工,提高施工技術(shù)水平,且嚴格按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定,結(jié)合工程現(xiàn)場實際情況,進一步規(guī)范施工工藝,只有這樣才能提高路基填筑施工水平,才能保證工程施工質(zhì)量。具體施工工藝如下:
粉砂土填料路基質(zhì)量控制的主要內(nèi)容包括土體含水率、壓實厚度及碾壓遍數(shù)。在具體施工中,僅控制土的含水率根本無法滿足最佳含水率需求。因此,應(yīng)根據(jù)壓實厚度具體情況,合理控制碾壓遍數(shù)。以往施工中,壓實厚度普遍選用0.2m,因粉砂土填料路基具有極差保水性、且水分散失過快,0.2m壓實厚度并不能滿足施工要求。因此,根據(jù)工程實際情況,決定設(shè)置4種壓實厚度試驗方案,即0.2m、0.3m、0.35m、0.4m,分別在以上3個標段進行試驗路段鋪筑,碾壓過程中,需在最佳含水率范圍內(nèi)合理控制土的含水率,試驗段攤鋪長度以100m為準。
表1 粉砂土的物理、力學(xué)參數(shù)測定值
(1)壓實設(shè)備選擇。根據(jù)工程實際情況,現(xiàn)選用SR20M、YZ18型兩種振動壓路機用于試驗段施工,其他設(shè)備選用常規(guī)土方機械即可。
(2)測量放線。施工前,應(yīng)按照原導(dǎo)線點、加密導(dǎo)線點進行路線中樁恢復(fù),并將路用邊樁、路堤坡腳線位置準確放出,撒白灰進行明確標注。
(3)清表及地表土各項試驗指標測定。為提高路堤穩(wěn)定性,施工前,需利用推土機徹底將施工范圍內(nèi)的雜物,如雜草、樹根及地下障礙物等清理干凈,路基范圍內(nèi)的凹陷部位,如溝、坑等,可選取素土一層一層地回填,并整平路基范圍內(nèi)的施工場地。隨后對路基原地表下方30cm以內(nèi)的土進行各項試驗指標地測定,為填前壓實施工做好各項準備工作。
(4)臨時排水溝挖設(shè)。將一條0.5~1.0寬縱向臨時排水溝挖設(shè)到路線兩側(cè),深度為0.5m左右,以此便于及時排出路線內(nèi)地表水。
(5)填前整平壓實。按照地表土試驗指標,可進行壓實方案的準確確定,壓實施工前,應(yīng)對土的含水量進行測定,且在最佳含水量-2%~2%合理控制土的含水量,并通過振動壓路機進行碾壓施工。因粉砂土具有嚴重的水分積聚現(xiàn)象,極易導(dǎo)致路基翻漿、液化等問題產(chǎn)生,為提高工程質(zhì)量,必須重視原地表處理,做好基礎(chǔ)排水施工。如將砂墊層設(shè)置到原地表,以此進行橫坡度控制,特殊情況下,需進行換填處理。
選取挖掘機取土,通過自卸汽車將土料運送到施工現(xiàn)場。路基填筑施工過程中,需要對填充空隙進行驗收,保證粉砂土填料路基質(zhì)量。
粉砂土運送至施工路段之后,可選用推土機+平地機的方式,根據(jù)放樣標高、寬度進行適當調(diào)平及整平施工。待完成粉砂土整平作業(yè)之后,即可進行碾壓施工。要求選用壓路機先進行一遍靜壓,隨后進行振壓施工。碾壓過程中,相鄰輪跡重疊輪寬為1/3,整個作業(yè)面被輪跡布滿為1遍。
壓實度檢測可選用灌砂法,含水率檢測則選用烘干法。檢測方式為振動壓路機進行1遍靜壓施工,隨后進行振壓施工,每振動碾壓兩遍則需進行一次壓實度檢測,要求每次對3個位置進行檢測,具體位置以近路肩位置、行車道中部、近中央分隔帶位置,計算以上位置的平均值評定壓實質(zhì)量。
本工程試驗段共4個,直接選用挖坑檢測法進行0.2m壓實厚度路段檢測即可。而0.3m、0.35m、0.4m壓實厚度試驗路段,應(yīng)先將上部0.1m、0.15m、0.2m挖去后,在檢測其下部20cm壓實度。
本工程選用0.2m、0.3m、0.35m、0.4m四種壓實厚度進行施工分析,通過壓實檢測,其結(jié)果如下:
第一,20cm壓實厚度試驗結(jié)果。0.2m為壓實厚度,壓實度達到96%時,需1遍靜壓、6遍振壓,符合設(shè)計要求。壓實度達到94%、93%時,需1遍靜壓,4遍振壓,符合設(shè)計要求。因此,可針對A2標段進行0.2m壓實厚度驗證試驗。雖在一定碾壓遍數(shù)下,0.2m壓實厚度試驗段壓實度符合設(shè)計要求。但因壓實厚度不足,粉砂土保水性較低,水分散失過快,在車載長期作用下,表層土體極易產(chǎn)生松散等問題,進而降低路基強度。為此,不宜選用20cm壓實厚度。
第二,0.3m、0.35m壓實厚度試驗結(jié)果。針對各個壓實區(qū),在碾壓遍數(shù)、壓實厚度方面,0.3m壓實厚度試驗段基本等同于0.2m壓實厚度試驗段。但在經(jīng)濟方面,0.3m壓實厚度明顯比0.2m壓實厚度更優(yōu)。0.35m壓實厚度試驗段,壓實度達到96%時,需1遍靜壓,8遍振壓;壓實度達到94%時,需1遍靜壓,6遍振壓;壓實度達到93%時,需1遍靜壓,5遍振壓。
通過0.3m、0.35m壓實厚度試驗段對比分析,雖在一定碾壓遍數(shù)下都可達到壓實強度需求,但相比0.3m,0.35m增加的壓實厚度為0.05m,碾壓遍數(shù)需增加兩遍,因此基于經(jīng)濟性原理,最為合理的為壓實厚度0.3m。因此,對比0.2m、0.3m、0.35m壓實厚度,應(yīng)選用0.3m壓實厚度。
第三,40cm壓實厚度試驗結(jié)果。40cm為壓實厚度,壓實度達到96%時,碾壓12遍也無法滿足壓實度需求,且因碾壓遍數(shù)過多,土體上部極易產(chǎn)生松散、起皮等問題。雖然壓實度達到94%、93%時,碾壓遍數(shù)達到一定值可滿足設(shè)計要求,但檢測位置不同,則會存在壓實不均勻現(xiàn)象,且不斷增加碾壓遍數(shù),密實度也會隨之改變,由此可見,壓實厚度為40cm時,碾壓效果不佳,則不宜選用。
結(jié)語
綜上所述,在粉砂土填料路基施工中,其施工技術(shù)水平的高低直接影響著工程整體質(zhì)量,具體結(jié)論內(nèi)容如下:
(1)對粉砂土力學(xué)性質(zhì)造成影響的直接因素為細粒組土粒含量,如粉砂土內(nèi)細粒組土粒含量過大,則具有較大干密度,且會降低其內(nèi)摩阻力,進而影響工程質(zhì)量。
(2)通過4類壓實厚度試驗段對比分析可知,最為合理的壓實厚度為30cm,其碾壓工藝為:壓實度達到96%時,需1遍靜壓,6遍振壓,符合設(shè)計要求;壓實度達到94%時,需1遍靜壓,4遍振壓,符合設(shè)計要求;壓實度達到93%時,需1遍靜壓,3遍振壓,符合設(shè)計要求。
(3)粉砂土填料路基施工中,待碾壓成型后,需做好交通管制工作,即“成型一段,封閉一段”。盡可能避免出現(xiàn)車轍現(xiàn)象,在下層施工時,應(yīng)再次灑水碾壓。