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        包邊土填砂路基施工技術(shù)分析

        2021-04-15 00:31:42陳小磊尚小沛
        卷宗 2021年10期
        關(guān)鍵詞:包邊基槽壓路機(jī)

        陳小磊 尚小沛

        (許昌騰飛公路工程有限公司,河南 許昌 461000)

        1 工程概況

        某公路工程為雙向6車道,路基寬31.5m。該工程地質(zhì)情況復(fù)雜,地勢(shì)起伏小,較為平坦。路基主要為填方類型,施工需大量借土,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察可知,地層多粉質(zhì)黏土、細(xì)砂,局部存有粉細(xì)砂。因本地區(qū)填土材料緊缺,無(wú)法滿足工程建設(shè)需求。但沿線細(xì)砂量大,根據(jù)工程實(shí)際情況,決定選當(dāng)?shù)厣疤钪⒃诼坊鶅蓚?cè)進(jìn)行包邊土處理,這樣可減少取土用量,降低成本。

        2 穩(wěn)定性影響因素分析

        填砂路基斷面形式具體獨(dú)特性,影響其穩(wěn)定性的因素主要包括:邊坡坡度、路堤高度、包邊土厚度,三者影響程度各不相同。

        1)路基坡度對(duì)穩(wěn)定性的影響。改變路基邊坡坡度進(jìn)行強(qiáng)度折減有限元穩(wěn)定性分析,路基破壞標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為坡肩點(diǎn)水平位移或豎向位移大于4cm或6cm。通過(guò)安全系數(shù)和邊坡坡度關(guān)系分析,可得,在坡度1:1.25部位安全系數(shù)值變化較大,此時(shí)38.7°為地面和邊坡角度值,相比天然砂平均安息角,該角度較大,則說(shuō)明計(jì)算結(jié)果相對(duì)較為準(zhǔn)確。為提高填砂路基穩(wěn)定性,要求在1:1.25以內(nèi)控制邊坡坡度,因本工程路基邊緣處砂填料壓實(shí)難度較大,為此,可選擇1:1.75作為邊坡坡度。

        2)路基填高對(duì)穩(wěn)定性的影響。改變路基邊坡填筑高度進(jìn)行強(qiáng)度折減有限元穩(wěn)定性分析,按上述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定路基破壞標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)分析可知,路基高度對(duì)路基邊坡安全系數(shù)影響很大,若路基高度在6m以上,則伴隨填高增加,安全系數(shù)下降速率增快;若路基高度在10m以上,相比最低要求1.25,安全系數(shù)更低,則不利于路基施工。根據(jù)工程實(shí)際情況,可在8m控制填料填筑最大高度。

        3)包邊土厚度對(duì)路基穩(wěn)定性的影響。改變路基邊坡包邊土厚度進(jìn)行強(qiáng)度折減有限元穩(wěn)定性分析,按上述標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定路基破壞標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)分析可知,伴隨包邊土厚度增加,路基安全系數(shù)將隨之增加,但厚度達(dá)到2.5m以上時(shí),安全系數(shù)卻呈下降趨勢(shì),則表明包邊土對(duì)穩(wěn)定路基邊坡效果顯著,但需合理控制包邊土厚度。

        3 包邊土填砂路基施工技術(shù)要點(diǎn)

        1)基槽開(kāi)挖。對(duì)于挖方路段,首先,根據(jù)路床頂面寬度、路基邊坡坡率及清表后原地面標(biāo)高,計(jì)算出各斷面路基填砂寬度,再采用全站儀進(jìn)行放樣,由測(cè)量班每20m一個(gè)斷面,測(cè)設(shè)一中樁及兩邊樁,然后在各斷面兩邊樁放樣點(diǎn)處釘木樁,沿木樁用石灰撒出兩線,以此作為基槽開(kāi)挖的邊線?;坶_(kāi)挖前,應(yīng)做好基槽兩邊截水溝、排水溝等排水及防滲設(shè)施。并將開(kāi)挖范圍內(nèi)的雜草、樹(shù)木均砍伐干凈,并清除表土、樹(shù)樁等雜物。本項(xiàng)目基槽開(kāi)挖施工時(shí),應(yīng)認(rèn)真做好以下工作,以確保路基施工質(zhì)量:(1)基槽開(kāi)挖采用機(jī)械開(kāi)挖,配合人工修整,機(jī)械開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上20cm后采用人工修整。(2)基槽開(kāi)挖應(yīng)按自上而下,逐層開(kāi)挖的原則進(jìn)行,不得亂挖或超挖。(3)基槽開(kāi)挖采取直槽開(kāi)挖,當(dāng)土質(zhì)情況不好或有鄰近的結(jié)構(gòu)物時(shí),應(yīng)視情況采用不同的坡度或防護(hù)措施,以保持邊坡穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)物安全。(4)基槽開(kāi)挖應(yīng)視施工能力逐段開(kāi)挖,確保開(kāi)挖一段成型一段,并加強(qiáng)天氣情況的收集,若晴好天氣的時(shí)間無(wú)法確保此段內(nèi)填砂路基的成型,應(yīng)停止開(kāi)挖,直到氣候條件轉(zhuǎn)好。(5)基槽開(kāi)挖出來(lái)后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行基底處理,驗(yàn)槽合格后填筑江砂,減少暴露時(shí)間,防止雨水浸刷破壞地基土的原狀結(jié)構(gòu)。

        2)清砂填筑。路基填砂采用橫斷面全寬、縱向100m分段、水平分層20cm(虛鋪厚度25cm)的填筑方式進(jìn)行。

        3)攤鋪整平。砂運(yùn)到工地后應(yīng)及時(shí)推平,使砂層在縱向和橫向平順均勻,以保證推土機(jī)的履帶能均勻接觸層面進(jìn)行壓實(shí),以達(dá)到初始碾壓效果。填筑第一、二層砂時(shí),施工橫坡度宜控制在3%左右,且應(yīng)設(shè)成內(nèi)傾橫坡,橫向水流指向路中心,逐層填高后,施工橫坡度可以適當(dāng)減小。填砂攤鋪采用推土機(jī)粗平并配合平地機(jī)精平。大型推土機(jī)可作為填砂路基的初壓設(shè)備,初壓時(shí)按照一般土方的壓實(shí)工藝,從路基邊緣向內(nèi)側(cè)逐輪碾壓,碾壓時(shí)輪跡重疊寬度不小于1/2輪寬,輪跡布滿一個(gè)作業(yè)面為一遍,碾壓2遍,碾壓時(shí)也可采用縱橫向交錯(cuò)的碾壓方式。

        4)晾曬灑水。晾曬灑水是路基填砂施工的關(guān)鍵工序,也是確保填料的含水量控制在最佳含水量的±2%內(nèi)的必要手段。在碾壓作業(yè)前和碾壓過(guò)程中,對(duì)填料進(jìn)行含水量檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果,采取自然晾曬和水車、人工灑水至壓實(shí)的最佳含水量。灑水使砂層的含水量至10%左右后,用光輪壓路機(jī)靜壓二遍,振動(dòng)壓路機(jī)振壓二遍后,灑水車就能直接在砂層上行駛,灑水至最佳施工含水量,再繼續(xù)碾壓。

        5)碾壓密實(shí)。本項(xiàng)目路基填砂碾壓施工,采用YZ18單驅(qū)振動(dòng)壓路機(jī)和YZ18CD雙驅(qū)振動(dòng)壓路機(jī),通過(guò)不同的碾壓組合進(jìn)行試驗(yàn)路段。根據(jù)碾壓工藝試驗(yàn)的結(jié)果,在填筑下路堤,填筑層松鋪厚度宜選擇50cm左右,采用雙驅(qū)振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍后進(jìn)行振動(dòng)碾壓10遍,最后采用單驅(qū)振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1~2遍。由于一級(jí)以上公路對(duì)上路堤要求為壓實(shí)度在94%以上,上路堤(一般交通距路面底面0.8~1.5m,重載交通距路面底面1.2~1.9m,厚70cm)填筑時(shí),分為2層填筑,每層松鋪厚度應(yīng)不大于40cm,采用雙驅(qū)振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍后進(jìn)行振動(dòng)碾壓9遍,最后采用單驅(qū)振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1~2遍。碾壓施工前,應(yīng)對(duì)填筑層的分層厚度、大致平整程度及橫坡等應(yīng)進(jìn)行檢查,確認(rèn)層厚、平整程度及橫坡符合要求后,方能進(jìn)行碾壓。碾壓過(guò)程中還需注意以下幾點(diǎn):(1)碾壓前應(yīng)對(duì)填砂松鋪厚度和含水率進(jìn)行檢查,符合要求后方可進(jìn)行碾壓。(2)壓實(shí)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)段確定的壓實(shí)遍數(shù)進(jìn)行控制。當(dāng)碾壓遍數(shù)超過(guò)10遍其壓實(shí)度仍達(dá)不到要求時(shí),則應(yīng)考慮減少填料層厚度,經(jīng)壓實(shí)度檢驗(yàn)合格后方可轉(zhuǎn)入下道工序,壓實(shí)度不合格時(shí)應(yīng)灑水補(bǔ)壓再做檢驗(yàn),直至合格。振動(dòng)壓路機(jī)一般碾壓6遍以上,碾壓時(shí)輪跡重疊寬度不應(yīng)小于1/3,輪跡布滿一個(gè)作業(yè)面為一遍。(3)采用20t以上的前后輪驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。碾壓時(shí)先慢后快,用高頻低幅的方法進(jìn)行振壓。(4)壓路機(jī)的碾壓行駛速度不超過(guò)4km/h;碾壓時(shí)直線段由兩邊向中間,小半徑曲線段由內(nèi)側(cè)向外側(cè),縱向進(jìn)退式進(jìn)行。前后相鄰兩區(qū)段(碾壓區(qū)段之前的平整預(yù)壓區(qū)段與其后的檢驗(yàn)區(qū)段)應(yīng)縱向重疊2m以上,達(dá)到無(wú)漏壓、無(wú)死角,確保碾壓均勻。(5)終壓用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1~2遍。(6)路基邊緣壓路機(jī)碾壓不到的地方,應(yīng)采用小型壓(夯)實(shí)機(jī)具進(jìn)行補(bǔ)壓。

        6)包邊土施工。針對(duì)本工程實(shí)際情況,采用先包邊土施工。包邊土需要加寬50cm碾壓,再進(jìn)行砂芯填筑。包邊土碾壓施工完成后,如因天氣炎熱導(dǎo)致包邊土干燥,應(yīng)適當(dāng)灑水養(yǎng)護(hù),使表面不干燥,也不能過(guò)度潮濕。砂芯分層填筑時(shí)采用透水土工布進(jìn)行包裹,底層土工布滿鋪(即碎石墊層上鋪設(shè)一層土工布),其余每40 cm厚度采用一層土工布向上翻疊包裹,土工布搭接寬度為1.5m。在分層填筑過(guò)程的一層結(jié)束且壓實(shí)度達(dá)到要求后,再進(jìn)行下一層填砂路堤的包邊土施工,隨后進(jìn)行本層填砂作業(yè)。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,路基填筑施工中,天然砂具有抗剪強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好等特點(diǎn),是最理想的填筑材料。但此類材料黏聚力不足,結(jié)構(gòu)松散,具體施工中很難控制路基邊坡穩(wěn)定性。為保證路基邊坡穩(wěn)定,可將改良黏性土包邊處理,也就是所說(shuō)的“金包銀”,這種施工方法可改善路基性能,提高工程質(zhì)量。

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