摘要:在公路建設工程中,路基土石方工程是最重要的,它占整個工程資金的60%-70%,而現實中,因路基土石方的壓實度不夠標準而造成的返工使工程有了很大的經濟損失和物力損失,所以在公路建設工程中控制路基壓實度是極為關鍵重要的,而與路基壓實度有關系的因素很多,表面影響最大的是雨水和陽光施工方法,內在的有土的性質。在公路建設中只要控制好壓實度就可以省很多的人力投資和物力投資。
關鍵詞:路基 壓實度 測量 工程
1 土方路基質量的影響因素
1.1 含水量的控制
土方路基主要講究的是在最佳含水量的條件下利用合適的施工機械碾壓出最堅固的實體,而在這里對土體含水量的控制是極為關鍵的,土的含水量過大則降低路堤的穩定性和強度,土的含水量不足需要過大的壓實工作,浪費人力資源和物力資源且常不易達到規定的壓實度。因此應均勻加水潤濕至最佳含水量,采用人工加水以達到土質的最佳含水量,根據多年的實驗檢測結果如下:
①如果用P表示所檢測土體的質量,用We表示這土體原來的含水量(天然含水量以小數計)用Wo來表示這土體根據土質所求出(根據資料也可以求得)的最佳含水量。用V來表示這些土體整個所需的總的水質量。
②P土體的質量:用S表示路基所壓深度的橫斷面,用L表示所壓路基的總長度,P=SLp(p表示該土體的密度)。該土體的質量也利用工程土石方量知道(一般情況下該土體的質量是已知的)。
③We土體的原含水量:它可以用酒精燃燒定。we= ,m水表示水的質量,m土表示總土方的質量。
④W0最佳含水量,利用相應土的性質求出最佳含水量(利用擊石實驗)。
⑤然后公式:v=(w0-we) 利用次公式計算出所需水的質量,在填方施工過程中,由于天氣的原因,會影響到土的各種性質,所以必須經常檢查土的含水量及壓實度,以便隨時調查,鎖定要求的密實度,根據設計要求,用標準擊實試驗求出最佳含水量W0和最大干密度p0,根據道路等級,路基的層位路基所處地區的自然條件,確定要求的壓實度K,則要求達到的密度p1=p0k。在整個路基壓實度過程中,不斷的觀測和檢查并且控制土體的含水量,如果由于自然因素(如下雨)或者其他原因,使路基土的含水量控制增加過大時,應將土攤開涼曬,把多余的水蒸發掉以保證將含水量控制在最佳含水量狀態,然后再進行碾壓。由于天氣太熱使含水量減小,則適當的增加水分,以控制水的質量不變。控制好土的含水量后,利用合理的施工方法填筑壓實。
1.2 填筑的控制
在保證最佳含水量的前提下,施工方法也是極為關鍵,分層填筑也是最有效的壓實方法,路堤填料是保證路堤質量的關鍵,填筑方案分:
1.2.1 分層填筑法
①水平分層填筑:按照橫斷面全寬分成水平層次,每次填土的厚度可按壓實機具的有效壓實深度和壓實度確定。
②縱坡分層填筑用推土機從路塹填筑距離較短的路堤,依縱坡方向逐層向上填筑。
1.2.2 豎向填筑法
在深谷陡坡地段填筑,無法自下而上分層填筑,從路堤的一端或兩端按橫斷面全部高度,逐步推進填筑,豎向填筑因填土過厚不易壓實,施工時需采取下列方法:利用振動或夯實或壓實機械,選用沉陷量較少及顆粒徑均勻的砂石材料,暫不修建較良好的路面,容許短期內自然沉落。
1.2.3 混合填筑法
在深谷陡坡地段填筑路堤,盡量采用混合填筑法,即在路堤下層豎向填筑上層水平分層填筑,使上不填土徑分層壓實獲得需要的壓實度。
1.3 土質
所取土的性質也對壓實度有很重要的聯系,經過測試表現:各種不同的土的最佳含水量和最大干密度是不相同的,通常:
①土中粒徑和粘粒含量愈多,土的塑性指數愈大,土的最佳含水量就愈大,同時其最佳干密度愈小,因此,一般砂性土的最佳含水量小于粘性土的最佳含水量,而最大干密度則大于粘性土的最大干密度。
②各種不同土的最佳含水量和最大干密度雖然不同,它們的擊實曲線的性質是基本相同的。
③亞砂土和亞粘土的擊實性能較好,而粘性土的性能較差。
1.4 擊實功對壓密的影響
根據擊實的原理,正確運用壓實的特性,按照不同的要求,選擇適應不同土質的壓實工具,確定最佳壓實厚度,碾壓遍和碾壓速度,準確的控制最佳含水量,以指導壓實的實施工作。合理的利用壓實機具科學施工。
含水量是影響壓實效果的決定性因素,在最佳含水量時,最容易獲得最佳壓實效果,壓實到最大密度的工體水穩定性最好。
1.5 壓實機具的選擇
土基的壓實機具的類型較多,常用的壓實機具可令靜力碾壓式夯實式和振動式,不同的壓實機具,對不同土質的壓實效果不同,這是選擇壓實機具的主要依據,相應的土質有相應的壓實機具,簡而言之,碾壓式較差,對于粘性土則以碾壓式和夯實式較好,而振動式較差甚至無效,此外,壓實機具的單位壓力不應超過土的強度極限,否則會立即引起土基破壞,土的強度極限與土的性質,施荷速度和承壓面積有關,根據實驗各種壓實都以試驗為準。
2 人工壓實的重要性
由于未經壓實的路基,在自然因素和行車荷載的作用下必然要產生變形或破壞,為使路基有足夠的強度和穩定性,必然予以人工壓實,因此,路基的壓實度是路基施工中極其重要的環節,亦是提高路基強度穩定性的根本措施之一。
2.1 壓實使土的強度大大增加,土的強度用形變模式表示由于大多數土沒有明顯的彈性極限,其應力——應變曲線也不是呈現直線形狀。
因此土的應力與應變的比值稱為形變模式,對一堆土液限為60%,塑限為28的粘性土,含水量干密度等因素與它的強度有很大的關系,干密度愈大,含水量對土的強度影響也很大,含水量越高土的強度越低。
2.2 壓實使土基的塑性明顯減小,路基壓實不足,在行車荷載作用下,在路面上會發生轍槽,沉陷等變形,而且密實度(指單位體積內固體顆粒排列緊密的程度)通常用于密度表示,排列得愈緊密,單位體積顆粒愈多越小,所產生的轍槽等變形就愈大。
2.3 壓實使土的透水性降低,毛細上高度減小,土體的通道被堵塞,阻力增加,因此降低了土的滲透性,減少了毛細水上升高度,同時提高了土體的抗凍性。
3 土質壓實的檢測
壓實質量的檢測方法有很多種,其中有:環刀法、灌砂法、灌水法等。一般在現場情況下常用的有環刀法、灌砂法和灌水法。
3.1 環刀法
該方法適應與現場測定細粒土的密度,由于取樣深度較淺,所以所測得的密度偏大,這樣就不能很準確的反應整個土層的密度,實際密度和所測密度有差距。
在做實驗時應嚴格按照實驗步驟進行實驗,最后進行實驗數據結果整理,環刀實驗在現場做不易好做,有好多的不便和不利,操作復雜,盡量多找幾個點進行實驗,盡可能的接近實際的數據。
3.2 灌砂法
一般在施工現場經常做,用來現場測定細粒土,砂類土和礫類土的密實度,試樣的最大粒徑不得超過15mm。測定密實層的厚度為15-20cm測定細料土的密度時,可以采用*100的小型灌砂筒如最大粒徑超過15mm則應選用φ150的灌砂筒。
4 結論
確定出土的密度后,根據其密度來確定出壓實的結果,如果壓實度不夠,應適當的調整含水量,以達到最佳壓實度,還有與其相同的落水法,原理也是有所相同。土基的質量主要是由土的性質及相應的最佳含水量確定。