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(山西省運(yùn)城高速公路有限責(zé)任公司,山西 運(yùn)城 044000)
在工作實(shí)踐中,我們都知道,路基工程的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到路面的行車效果,它決定著整條路的使用壽命,而填土路基的壓實(shí)施工是路基工程施工的重點(diǎn),路基的好壞決定于它的強(qiáng)度,而壓實(shí)度是控制強(qiáng)度的主要指標(biāo),所以填土路基的壓實(shí)是整個(gè)路基工程的重點(diǎn),是保證公路工程質(zhì)量的重要指標(biāo)。
它們具有各自的特性,相互制約共同存在于統(tǒng)一的土體中,而土體中三相在體積和重量上的比例關(guān)系,即是評(píng)價(jià)土的工程性質(zhì)又是影響壓實(shí)性能的重要因素。土的技術(shù)指標(biāo)主要有:ρω濕密度、ρd干密度、ω含水量等。試驗(yàn)表明:ρd越大,土體越密實(shí),強(qiáng)度也得到提高,用壓實(shí)機(jī)械對(duì)填土路基的碾壓即改變?nèi)嘟M成比例,減少水孔隙率,增加單位體積內(nèi)固體含量,即,使土體達(dá)到:①連接的土粒重新排列靠近,單位重增加,黏結(jié)力增大,提高土體強(qiáng)度;②通過(guò)壓實(shí)使土粒外表的水膜減至更薄,增加內(nèi)聚力,提高抗剪強(qiáng)度;③通過(guò)壓實(shí)將土壤中空氣擠出,減少水孔隙率,增加密實(shí)度,提高土體的水穩(wěn)定性和減少因凍脹而引起的不均勻變形。
由土的三相分析中可知,土中含水量的變化,較大程度上影響土的性質(zhì)的改變,對(duì)所能達(dá)到的密實(shí)度起著非常重要的作用,隨著含水量的增加,土所處的狀態(tài)發(fā)生變化,即可由半固態(tài)→硬塑態(tài)→較塑態(tài)→液態(tài)的過(guò)程轉(zhuǎn)變,不同狀態(tài)的土對(duì)外力的抵抗能力是不同的,處在半固體狀態(tài)的土,含水量小,可塑性很小,壓實(shí)困難,遇水則強(qiáng)度急劇下降,作為路基填土硬塑狀態(tài)的土基容易通過(guò)壓實(shí)獲得最佳密實(shí)度和較好的水穩(wěn)定性;處于較塑狀態(tài)的土,由于含水量偏高,土基難以壓密,在碾壓過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象,變形較大。當(dāng)含水量達(dá)到最佳含水量時(shí),可以達(dá)到最大干密度。
就填筑路堤而言,最適宜的是砂礫土、砂土及砂性土,這些土容易壓實(shí),有足夠的穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性,最難壓實(shí)的土是黏土,黏土的特點(diǎn)是液限大,最佳含水量比其他土類大,而最大干密度較小,但經(jīng)壓實(shí)的黏土仍具有良好的不透水性。土粒愈細(xì)最佳含水量的絕對(duì)值愈高,最大密度的絕對(duì)值則較低。砂礫土的顆粒較粗,呈松散狀態(tài),水分易散失。因此,含水量對(duì)砂土沒(méi)有多大實(shí)際意義。
所謂壓實(shí)功能即壓實(shí)土壤所消耗能力之大小。根據(jù)試驗(yàn)表明,壓實(shí)功能愈大,土的最大干密度也愈大,而土的最佳含水量愈小。壓實(shí)功能的調(diào)節(jié)主要靠機(jī)械重量和碾壓次數(shù)的增減來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)土的含水量不變時(shí),對(duì)同一黏土來(lái)說(shuō),則壓實(shí)功能愈大,所得的干密度也愈大。所謂壓實(shí)土壤的最佳含水量是在一定的壓實(shí)功能下對(duì)某種土而言的,根據(jù)這一特性,在施工中如果土的含水量低于w,加水又有困難時(shí),可采用增加壓實(shí)功能的辦法來(lái)提高密實(shí)度。而當(dāng)壓實(shí)功能增加到一定程度后,土的密度增加不顯著,這說(shuō)明功能達(dá)到一定限度后,采用增加壓實(shí)功能的辦法來(lái)提高土的密實(shí)度,其效果不大,亦不經(jīng)濟(jì),此時(shí)應(yīng)采取換土或其他措施,來(lái)達(dá)到提高密實(shí)度的要求。
壓實(shí)機(jī)械按壓實(shí)過(guò)程的工作原理和對(duì)土基所起的作用可分為碾壓、夯實(shí)和振動(dòng)搗實(shí)三類。通常,光面滾筒式壓路機(jī)對(duì)黏性土的薄層壓實(shí)最為有實(shí)效;單位使壓路滾具有足夠單位壓力,常用作路基或基坑土方初壓工作,特別對(duì)濕度較大顆粒大小不等的黏性土壤效果最好,對(duì)于松散細(xì)小而均勻的砂土類則完全不起作用,也不常用;輪胎式壓路機(jī)能適應(yīng)不同土壤條件的壓實(shí),使用范圍較廣,壓實(shí)效果好;夯實(shí)用的機(jī)具如爆破夯、夯擊極等,它適應(yīng)于工作面較狹窄的邊角地帶、橋涵接頭處填土的壓實(shí);振動(dòng)搗實(shí)主要是采用振動(dòng)壓路機(jī),它對(duì)非黏性土的壓實(shí)效果最好。
不同的壓實(shí)機(jī)具,其壓力傳播的有效深度也不同,夯擊式機(jī)具壓力傳播最深,振動(dòng)式次之,碾壓式最淺。一種機(jī)具的壓實(shí)的作用深度,在壓實(shí)過(guò)程中不是固定不變的,土體松散,壓力傳播較深,當(dāng)上部土層逐漸密實(shí),強(qiáng)度相應(yīng)提高后,其作用深度就逐漸減少,當(dāng)壓實(shí)機(jī)具的重量不大時(shí),荷載作用時(shí)間越長(zhǎng),土的密實(shí)度越高,則密實(shí)度的增長(zhǎng)速度隨時(shí)間而減少;當(dāng)壓實(shí)機(jī)具很重時(shí),尤其超過(guò)其一時(shí)間限度后,土的變形急劇增加,甚至達(dá)到破壞,所以當(dāng)路基具有一定強(qiáng)度后,不應(yīng)用振動(dòng)大型壓路機(jī)壓實(shí)。此外,碾壓速度越高,壓實(shí)效果越差。因此施工時(shí)應(yīng)按照這些特性,根據(jù)不同的土質(zhì)選擇機(jī)具,確定每層壓實(shí)厚度、碾壓遍數(shù)及行駛速度等。
(1)高速公路和一級(jí)公路路基填土壓實(shí)宜采用振動(dòng)壓路機(jī)或35 t~50 t輪胎壓路機(jī)進(jìn)行。采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓時(shí),第一遍應(yīng)不振動(dòng)靜壓,然后先慢后快,由弱振至強(qiáng)振并遵循先輕后重,由內(nèi)向外(彎道)由邊向中(直線),縱向進(jìn)退等原則。
(2)嚴(yán)格控制壓實(shí)層厚,保證壓實(shí)效果的均勻。
(3)涵洞兩側(cè)的填土與壓實(shí)和橋臺(tái)背后與錐坡的填土與壓實(shí)應(yīng)對(duì)稱或同時(shí)進(jìn)行,且涵頂填土50 cm內(nèi)應(yīng)采用輕型靜載壓路機(jī)壓實(shí),保證不破壞涵頂構(gòu)造,且不允許重型機(jī)械在涵頂50 cm填土以內(nèi)經(jīng)過(guò)。
(4)高填方路堤的基底應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求的基底承壓強(qiáng)度進(jìn)行壓實(shí),設(shè)計(jì)無(wú)要求時(shí),壓實(shí)度不宜小于90%,若地基松軟,應(yīng)進(jìn)行地基改善加固處理,若基底處于陡峻山坡或谷底時(shí),應(yīng)進(jìn)行挖臺(tái)階處理,并嚴(yán)格分層壓實(shí)。若場(chǎng)地狹窄時(shí),宜采用小型的手扶式振動(dòng)壓路機(jī)或振動(dòng)夯進(jìn)行,當(dāng)場(chǎng)地較寬廣時(shí)宜采用自重為12 t以上的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。
(5)不同性質(zhì)的土應(yīng)分別填筑壓實(shí),不得混填。禁止直接使用液限大于50,塑性指數(shù)大于26的土,以及含水量超出規(guī)定的土。
(6)零填及路塹路床的壓實(shí),高速公路、一級(jí)公路,壓實(shí)度≥95,其他公路≥93,換填大于30 cm時(shí),應(yīng)按上列數(shù)據(jù)的90%標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
(7)填土壓實(shí)的含水量誤差值控制在±1%~±1.5%之間,這樣可減少壓實(shí)功率。
(8)壓實(shí)過(guò)程中應(yīng)控制好橫坡及平整度,特別是94區(qū)、96區(qū)路基,因?yàn)槁坊钠秸葘⒂绊懙铰访娴钠秸?/p>
(9)認(rèn)真進(jìn)行試驗(yàn)段施工,認(rèn)真總結(jié)試驗(yàn)段各項(xiàng)指標(biāo)。
路基是公路的承重層,填土方路基的壓實(shí)質(zhì)量是路基壓實(shí)施工的重點(diǎn),它對(duì)于公路整體的質(zhì)量好壞,以及下一部路面的施工都有著深遠(yuǎn)的意義。我們?cè)谑┕ぜ氨O(jiān)理工作中,必須得按規(guī)范和設(shè)計(jì)要求辦事,認(rèn)真仔細(xì)地做好每一項(xiàng)工作,保證路基的壓實(shí)質(zhì)量,為下一步的工作做好準(zhǔn)備,提供有力的保障。