段為濟
(江西頂峰園林建設有限公司)
含水量是影響路基壓實的最顯著的內因之一,水與土粒的比例直接影響著路基的密度。當土中含水量過大時,土粒之間就會充滿自由水,縫隙自然變大,再加上壓實時自由水會降低壓實功能的作用,使空氣難以完全排出,壓實的效果大打折扣。當含水量較小時,土粒間引力較大,混泥土保持著比較疏松的狀態或凝聚結構,雖然土粒中空隙大都互相連通,在一定的外部壓實功能作用下,氣體易被排出,但由于水膜潤滑作用不明顯加上外部的壓實壓力不足以克服土粒間的引力,土粒不容易移動,壓實效果也比較差。土在一定的壓實功作用下,只有當其含水量在最佳含水量時,才能獲得最大干密度,才能達到最佳的壓實效果,并且此時的土,水穩定性最好。
土的特性對路基壓實的質量影響也較大。土根據土顆粒粒徑大小,主要可以劃分為巨粒土、粗粒土、細粒土和特殊土四大類。不同的土類含有不同粒徑的土顆粒,砂粒成分多的土粒,強度構成以摩擦力為主,強度高,受水的影響,但施工時不易被壓實。黏土成分多的土,強度形成以凝聚力為主。其強度隨密實程度的不同變化較大,并隨濕度的增加而降低。實驗顯示,在同一壓實功能作用下,含粗粒越多土,其最大干密度越大,而最佳含水量越小。
除了這兩種內因之外,影響土基壓實還包括壓實功能控制、壓實機具的選擇與操作、壓實厚度等外界因素。這些外界因素主要是人為造成的和受自然環境的影響,這里就不展開討論。
實驗表明,不同性質的土在不同的擊實功能下,干密度和含水率存在著以下的關系,即:ρd=aw2+bw+c,該式中ρd,w分別為土的干密度和與此對應的含水率;a,b,c為與擊實土樣和試驗有關的系數。經過一系列的推算演繹,可得出土的最優含水率和最大干密度為
要嚴格含水量的控制,一方面要規范對數據的檢測。路基土的壓實最佳含水量及最大干密度的檢測需在路基修筑半個月前,選取具有代表性的土樣進行擊實試驗確定。另外每一種土質至少要選取一組圖樣進行試驗,如果在試驗過程中發現土質發生變化,應及時匯報并采取補救措施,補做全部土工試驗。試驗檢測是控制含水量的第一步,也是最關鍵的一步。另一方面,要對實際含水量不合格的公路段及時地采取措施,以防止出現更嚴重的失誤。當土的實際含水量不在含水量的控制范圍之內時,應在土中均勻地加水,或將土均勻地攤開,使水分蒸發,達到晾干的目的。對于需要加水的土最好要在取土的前一天進行澆灑,保證有充足的時間,使水能夠充分地與土接觸,從而深入到土中,或者運用拌和設備進行均勻攪拌。加水量可以按以下的公式進行計算
其中m為所需加水量(kg),w0為土原來的含水量(kg),w為土的壓實最佳含水量,Q為需要加水的土的質量。
土是填筑路基的基本材料,不同類型的土,其壓實特性不同,施工時,應采用不同的壓實措施。《公路土工試驗規程》中對此有明確的規定,要求室內土工試驗用土過38mm篩,當大于38mm的顆粒含量在3%~30%時用公式修正,并且對試驗用土要求經過認真粉碎再進行碾壓以保證土顆粒的均勻性。因此,工程施工時必須要嚴格按照規定的數據進行操作。在壓實的過程中要有效保證土粒之間的擠緊程度,確保水分以薄膜包圍土顆粒,空氣被擠壓排除,使得孔隙減少,土的單位重量提高,形成密實體,從而降低滲透性,減少了毛細水上升,防止水分積聚和侵蝕而到導致土基軟化或因凍脹引起的不均勻變形,保證土基在設計年限內具有足夠的強度和穩定性。
路基中使用的比較普遍的土是砂礫土、砂土和砂性土。砂礫土對于沙礫的配合比例要求相對較高,級配良好的礫石混合料,由于粒徑比較大,內摩擦系數也相對較大,容易被壓實,其強度和穩定性能夠很好地滿足要求。砂土易透水,內摩擦系數較高,強度和水穩性均較好。但其由于粘性小,易松散,可塑性查,對壓實工作具有一定的難度。為了提高其穩定性,一般可以在砂土里添加適當比例的黏土,從而提高路基壓實的質量。砂性土既含有一定數量的粗顆粒,又含有一定數量的細顆粒,其強度和穩定性等都能符合要求,是修筑路基的最理想的材料之一。
相關資料對公路施工的填土厚度也作出了明確的規定,如路基必須分層填筑分層碾壓。每層最大壓實厚度不宜超過20cm(當壓實機械可以保證壓實度并經現場試驗、檢測合格后可適當加大壓實厚度),路床頂面最后一層壓實厚度為20cm(遇特殊情況不滿足設計要求是,最小壓實厚度不得小于10cm);路基最小填土高度須保證不因地下水、地表水、毛細水及凍脹作用而影響穩定性。本工程為城市道路,路基設計最小填土高度應大于路床處于潮濕或中濕狀態的臨界高度等等。對于這些有嚴格標準的工程控制來說,只要施工人員按部就班地施行、嚴格的遵守要求、不斷調整達到目標就不難把好質量這道關。
公路路基壓實是公路施工最重要的環節,它不僅關系著工程的質量,也承擔著社會發展的責任。施工人員必須把好質量這一道關,讓每一個出行的人都能夠放心、安心。
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