1.施工準(zhǔn)備及填料的選用
1.1土質(zhì)路基
1.1.1最穩(wěn)定的填料:最穩(wěn)定的填料主要有石質(zhì)土和工業(yè)礦渣兩大類,前者常用的有漂石土、卵石土、礫石土、中砂和粗砂等,后者常用的有鋼渣、建筑廢料等。這兩類材料摩擦系數(shù)大,不易壓縮,透水性好,其強(qiáng)度受水的影響很小,是填筑路堤的最佳材料。
1.1.2密實(shí)后可以穩(wěn)定的填料:填土施工要在最佳含水量狀態(tài)下進(jìn)行:必須按一定厚度鋪設(shè),分層壓實(shí);砂的粘性小,易松散,有條件的應(yīng)適當(dāng)摻雜一些粘性大的土,或?qū)⒙返瘫砻嬗枰约庸?,以提高路基的穩(wěn)定性;用粉煤灰填筑路堤應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定要求,其他工業(yè)廢渣在使用前應(yīng)進(jìn)行有害物質(zhì)的含量試驗(yàn),避免有害物質(zhì)超標(biāo),污染環(huán)境。
1.1.3穩(wěn)定性差的填料:穩(wěn)定性差的填料土有高液限黏土、粉質(zhì)土等。高液限黏土的粘性高,塑性指數(shù)大,透水性極差,干燥時(shí)很堅(jiān)硬,但浸濕后強(qiáng)度急劇下降,不易干燥;干濕循環(huán)的脹縮所引起的體積變化很大;過(guò)干時(shí)成塊狀,不易打碎和壓實(shí),過(guò)濕時(shí)又易壓成彈簧土,屬不理想的填料。粉質(zhì)土有較多的粉土粒,雖有一定的粘性和塑性,但不易穩(wěn)定,水浸后易呈流體狀(泥漿),干旱時(shí)則塵土飛揚(yáng),毛細(xì)水上升高度很大(可達(dá)80-150cm),在季節(jié)性冰凍地帶會(huì)造成很大水分累積,導(dǎo)致嚴(yán)重的凍脹和翻漿,屬最差的路堤填土,黃土類、黑土(肥粘土)多屬于這類土。
1.2填石路堤
用于填石路堤的石料在粒徑上也有要求。一般情況下,最大粒徑不宜超過(guò)厚的2/3。在高速公路及一級(jí)公路填石路堤床頂以下50cm范圍內(nèi),填料最大粒徑不得大于10cm,其它等級(jí)公路填石路堤,路床頂面以下30cm范圍內(nèi),填料最大粒徑不應(yīng)大于15cm。
1.3土石混填路基
一般情況下,石塊強(qiáng)度 大于20Mpa時(shí),就不易被壓路機(jī)壓碎,所以,當(dāng)土石混合料中石料強(qiáng)度大于20Mpa時(shí),其粒徑不得超過(guò)壓實(shí)層厚度的2/3,這有利于壓實(shí)均勻,并保證在填筑時(shí),不致使上下層石塊重疊,避免碾壓時(shí)不穩(wěn)定。當(dāng)土石混合料中所含石塊為軟質(zhì)巖或極軟巖(強(qiáng)度小于15Mpa)時(shí),易為壓路機(jī)壓碎,不存在強(qiáng)度較大石塊產(chǎn)生的問(wèn)題,故其粒徑可與壓實(shí)層厚度相同,但不宜超過(guò)層厚,超過(guò)的應(yīng)打碎。
2.地基處理要求
2.1一般土質(zhì)地基問(wèn)題
老路加寬部位,應(yīng)遵守下列規(guī)定:
2.1.1所用填土宜與老路相同或選用透水性較好的土。
2.1.2清除老路路基邊坡、邊溝以及新路地基上的雜草,并沿老路邊坡挖成向內(nèi)傾斜的臺(tái)階,臺(tái)階寬度應(yīng)不小于1m;若遇到不良地基(膨脹土、鹽漬土、黃土等)時(shí),應(yīng)視具體工程條件采取清淤、排水固結(jié)、拋石、換填或復(fù)合地基等技術(shù)措施進(jìn)行加固處理。
2.2軟土地基處理
軟土地基處治方法可按滑動(dòng)破壞(按穩(wěn)定性)處治與按沉降計(jì)算處治(按沉陷)來(lái)區(qū)分。穩(wěn)定性處治的有效方法大致有墊層處理法(表層排水,砂墊層,土工聚合物、加固土)、開挖置換法、反壓護(hù)道發(fā)、慢速加載法(控制路堤填筑速度)等。沉降處治的有效方法有加載預(yù)壓法(等載或超載)和排水固結(jié)法(沙井、袋裝沙井、塑料排水板)等。
2.3地基范圍內(nèi)的排水處理
由于路基填筑體的滲透性,地面徑流水滲入路基內(nèi)部,使土體軟化,同時(shí),若地基范圍內(nèi)存在地下水,這都會(huì)影響拓寬路基的整體穩(wěn)定。因此,當(dāng)路堤基底范圍內(nèi)由于地面水或地下水影響路基穩(wěn)定時(shí),應(yīng)采取必要的引排、攔截等措施,或在路堤底部填筑水穩(wěn)性優(yōu)良、不易分化的砂、砂礫、碎石等材料或采用無(wú)機(jī)結(jié)合料(石灰、水泥等固化材料)進(jìn)行加固處理,使基底形成水穩(wěn)性好、厚約30cm的穩(wěn)定層,或設(shè)置隔離層。以防止水對(duì)地基的不良影響。
3.壓實(shí)的意義及影響因素
影響路基壓實(shí)效果的因素是多方面的,有內(nèi)因也有外因,但與施工作業(yè)有關(guān)的主要因素有以下幾方面。
3.1土的含水量
在一定功能的壓實(shí)作用下,含水量的變化會(huì)導(dǎo)致土的干密度隨之變化,在某一含水量(最佳含水量)下,干密度達(dá)到最大值(最大干密度)。各種土的最佳含水量大小不同,一般土的天然狀態(tài)下的含水量值很接近于最佳含水量,因此,在施工作業(yè)中,新卸填土應(yīng)當(dāng)立即推平壓實(shí)。
3.2土的性質(zhì)
不同土質(zhì)的壓實(shí)性能差別較大。一般來(lái)說(shuō)非粘性土的壓實(shí)效果較好,而且最佳含水量較小,最大干密度較大,在靜力作用下,壓塑性較小,在動(dòng)力作用下,特別是在振動(dòng)作用下很容易被壓實(shí)。粘質(zhì)土、粉質(zhì)土等分散性土的壓實(shí)效果較差,主要是由于這些細(xì)分散性土顆粒的表面大、粘聚力大、土粒表面水膜需水量大,最佳含水量偏高,而最大干密度反而偏小。
4.碾壓機(jī)具的合理選擇
不同的壓實(shí)機(jī)具,對(duì)不同土質(zhì)的壓實(shí)效果不同,如對(duì)砂性土,以振動(dòng)式機(jī)械效果最好,夯擊式次之,碾壓式較差;對(duì)粘性土,則以碾壓式和夯擊式較好,而振動(dòng)式較差甚至無(wú)效。而且,壓實(shí)機(jī)械的單位壓力不應(yīng)超過(guò)土的強(qiáng)度極限,否則會(huì)立即引起土基破壞。選擇機(jī)械時(shí),還應(yīng)考慮土的狀態(tài)及對(duì)壓實(shí)度的要求,一般地,土的含水量小、壓實(shí)度較高,應(yīng)選擇重型機(jī)械,反之選輕型機(jī)械。
5.碾壓方法控制
5.1分層填筑
一方面要把握每層填土厚度的大小,填土層厚度過(guò)大,其深處不能獲得要求的壓實(shí)度;填土層厚度過(guò)小,會(huì)影響工作效率和經(jīng)濟(jì)效益;一般認(rèn)為,對(duì)于細(xì)粒土,用12~15t光輪壓路機(jī)時(shí),壓實(shí)厚度不得超過(guò)25cm,用22~25t振動(dòng)壓路機(jī)時(shí)(包括液壓振動(dòng)),壓實(shí)厚度不超過(guò)60cm;另一方面,每層填土平整,且自中線向兩邊設(shè)置2%~4%的橫向坡度,并及時(shí)碾壓成型。
5.2分層碾壓
碾壓前應(yīng)對(duì)填土層的松鋪厚度、平整度和含水量進(jìn)行檢查,符合要求后方可進(jìn)行碾壓。分層碾壓的關(guān)鍵是控制碾壓遍數(shù),有條件的情況下,可通過(guò)試驗(yàn)段來(lái)確定達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度所需的碾壓遍數(shù),對(duì)低粘質(zhì)土壓實(shí)所需的碾壓遍數(shù)平均為4~6遍,對(duì)粘質(zhì)土壓實(shí)所需的碾壓遍數(shù)平均為10~12遍。經(jīng)壓實(shí)度檢驗(yàn)合格后方可轉(zhuǎn)入下道工序,不合格處進(jìn)行補(bǔ)壓后再檢驗(yàn),一直達(dá)到合格為止。
6.壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)
土的最大干密度是土壓實(shí)是主要指標(biāo),與路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性有密切的關(guān)系,一般作為壓實(shí)質(zhì)量評(píng)價(jià)的依據(jù)。在路基壓實(shí)實(shí)施工中,由于受各種因素的影響和限制(氣候、土的天然含水量等),所施工的路基實(shí)際干密度不能達(dá)到室內(nèi)重型擊實(shí)試驗(yàn)求得的最大干密度。但是為了保證壓實(shí)質(zhì)量,必須滿足規(guī)定壓實(shí)度范圍。
7.路基搭接施工技術(shù)
國(guó)內(nèi)部分高速公路擴(kuò)建工程分別對(duì)新老路結(jié)合帶采用沖積強(qiáng)壓及強(qiáng)夯的方法。搭接的寬度要根據(jù)采取的工藝決定,人工進(jìn)行作業(yè)由于人工開挖對(duì)老基路的擾動(dòng)較小,一般為15cm一步,而現(xiàn)在基本都使用機(jī)械作業(yè),搭接寬度要和機(jī)械的特點(diǎn)相適應(yīng),高度一般要在50cm左右,寬度視坡度而定,一般選擇30~100cm一步。
8.結(jié)語(yǔ)
對(duì)于不同質(zhì)地路基,可以選用填料也有所差異,但選用時(shí)盡量選用強(qiáng)度大,內(nèi)摩擦角大,粘聚力強(qiáng),透水性大的材料。如果由于工程作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)條件限制,需要對(duì)材料質(zhì)地差的填料,通過(guò)含水量的調(diào)節(jié)的手段以達(dá)到壓實(shí)要求或摻外加劑改良達(dá)到填土要求。對(duì)于不良地基,選用合適的地基處理方法進(jìn)行地基加固。由于地基模量的差值,直接影響到路基整體穩(wěn)定性,關(guān)系到改擴(kuò)建成敗的關(guān)鍵。因此,要對(duì)新老路基結(jié)合部、新建路基部分的地基進(jìn)行相應(yīng)的處理,而且還要對(duì)老路基下地基進(jìn)行評(píng)價(jià)。 [科]