王紅艷
(山西運城路橋有限責任公司,山西 運城 044000)
根據(jù)路基填料不同,要求路基機械設備和碾壓遍數(shù)不同,通過現(xiàn)場碾壓使該種填料達到規(guī)定的壓實度。
路基施工中,天然土體經(jīng)過挖掘、搬運,原狀結(jié)構(gòu)已被破壞,土團之間留下了許多孔隙,在荷載的作用下,可出現(xiàn)不均勻或過大的沉陷或塌落失穩(wěn)滑動,所以路基填土必須進行壓實,對于松土層構(gòu)成的路塹表面,為改善其工作條件也予以壓實。采用機械對土施加碾壓,為的是使土顆粒重新排列,彼此擠緊,減小孔隙,提高土體的密實度,增強土顆粒的接觸面,增大土體的黏聚力,提高土體內(nèi)磨阻力,提高土體抗剪強度,減少變形。實踐證明,經(jīng)過壓實的土,其塑性變形、滲透系數(shù)、毛細水作用、隔溫性能等、都有明顯改善,因此,壓實是改善土體工程性質(zhì)的一種經(jīng)濟合理措施。
(1)含水量。土中含水量對壓實效果的影響比較顯著,當含水量較小時,土顆粒處于松散狀態(tài),土中的空隙相互連通,水少而氣多,在外力作用下,密度可以增大,由于水膜作用不明顯,土顆粒相對移動不明顯,壓實效果較差。含水量過大時,空隙中出現(xiàn)自由水,壓實功一部分被自由水抵消,減小有效壓力,壓實效果反而降低。雖然含水量較小時,干密度較小,其強度可能較最佳含水量時還要高,但其孔隙多,密度低,一經(jīng)飽水,強度會急劇降低。所以在最佳含水量時碾壓效果最好。
(2)土類。在同一壓實功作用下,含粗顆粒多的土,干密度越大,其最佳含水量越小,細粒土干密度小,含水量高,施工時,應根據(jù)不同土類,確定其最大干密度和最佳含水量。
(3)機械壓實功能。同一類土,其最佳含水量隨壓實功增大而減小,最大干密度隨壓實功增大而增大,含水量偏小時,增大壓實功可提高干密度,含水量偏大時,增大壓實功可能出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。在最佳含水量時碾壓,得到干密度最大,如果壓實功達到一定程度,繼續(xù)碾壓則破壞土體結(jié)構(gòu),效果適得其反。
(4)壓實土層厚度。在相同土質(zhì)和相同壓實功的條件下,壓實效果隨壓實厚度的遞增而減弱。試驗證明,上部10 cm土質(zhì)壓實效果最佳,越到下面壓實效果越小,因此,對于不同壓實機械和不同土質(zhì)控制不同的碾壓層厚度。
(5)路基碾壓時表面不平整。對于細粒土,路基表面容易整平,碾壓之后產(chǎn)生均勻壓實功,而對于粗粒土隨著含石量增加,路基表面越容易出現(xiàn)不平,造成壓實功不均,影響壓實效果。
例如某工地施工對影響壓實度因素統(tǒng)計,頻數(shù)、累計頻率進行因果分析。
(1)含水量、土類、壓實功能、壓實土層厚度、表面不平、其他,頻數(shù):30,20,10,8,6,2
(2)列表匯總,見表1。
表1
(3)排列圖見圖1。
圖1 影響壓實度因素與頻數(shù)、累計頻率關系
(4)因果分析,見圖2。
(5)制定對策。①檢查控制土的含水量。由于含水量影響路基壓實的主要因素,對粗粒土要計算好灑水量,對細粒土,應控制含水量在最佳含水量±2%之內(nèi),進行碾壓。②確定不同種類填土最大干密度和最佳含水量。由于路基填筑土石材料,其性質(zhì)有較大變化,在路基填筑之前,必須對土場采集有代表性的試樣,進行土工試驗,以確定最大干密度和最佳含水量來指導路基施工,但是隨著施工土場可能在變化,所以取土5 000m3應做一次擊實試驗,控制土質(zhì)的變化,滿足路基施工。③分層填筑、分層碾壓。填土分層的壓實度和壓實遍數(shù)與壓路機類型、土的種類和壓實度要求有關,應通過實驗來確定,一般認為,對細粒土,用12~25 t光輪壓路機壓實厚度不超過20 cm,用22~25 t震動壓路機,壓實厚度不超過50 cm。④全寬填筑、全寬碾壓。路基填筑時,應在路基基底開始在路基全寬范圍分層向上填筑和碾壓,尤其是路基邊緣部分,往往壓實不到,處于松散狀態(tài),所以兩側(cè)應加寬30~50 cm,要劃出中線和邊線進行碾壓,壓實工作完成后,按設計進行刷坡。對于表面不平路基,要人工撒料進行整平碾壓。⑤加強試驗檢測及壓實度控制。路基填筑時,應分層碾壓并分層檢驗壓實度,并要求填土層壓實度達到要求后,方能填筑上一層土,只有分層控制壓實度,才能保證路基全深度范圍的壓實質(zhì)量。
圖2 因果分析圖
(1)路基的壓實要求與路基的受力相適應,見表1。
表1 土質(zhì)路基壓實標準
(2)壓實度質(zhì)量評定,壓實度檢測頻率每雙車道每200m檢測4處,不足50m檢測2點,防止壓實不足處漏檢。檢驗評定段壓實度K1按下式計算,若K1大于標準壓實度K0,則為合格。
K1=K-t0s/√n≥K0
式中:K:檢測段內(nèi)各點壓實度平均值;
t0:t分布表中隨自由度和保證率而變系數(shù),通常保證率95%;
S:壓實度標準差;
n:檢驗點數(shù)。
只有通過壓實才能保證壓實度,達到規(guī)定壓實度才能達到一定壓實功,以保證路基強度和穩(wěn)定性。