高速公路填砂路基壓實施工技術(shù)的應(yīng)用

張波

(中交建冀交高速公路投資發(fā)展有限公司,河北 石家莊050000)

路基是高速公路重要的組成部分,影響著高速公路最終的使用效果。隨著工程質(zhì)量要求的逐漸提升,路基施工技術(shù)的要求也更加嚴格,本文針對填砂路基施工,對其施工準備、填筑、壓實及觀測進行介紹分析。

1 施工流程

圖1 填砂路基施工流程

2 施工準備

路基施工前須認真做好測量放樣,施工場地清理,路基斷面測量、各項填料的擊實標準等準備工作。

2.1 測量放樣。為保證施工符合設(shè)計要求,施工前需認真做好導(dǎo)線點、水準點的復(fù)測及加密工作,線路中、邊樁的放樣工作。

2.2 場地準備。測量放樣完成后使用挖掘機、推土機對路基施工范圍內(nèi)的雜物及雜土進行清除,用自卸車運至指定的堆放區(qū)。將路堤填筑范圍內(nèi)清理留下的坑、洞、墓穴填平,路基基底壓實度不得小于93%；當路基處理段落自然橫坡緩于1:5時,清除雜物及雜土并壓實后直接進行路基填筑；當路基處理段落自然橫坡陡于1:5時,則需要設(shè)置向內(nèi)并大于4%、寬度大于2m的臺階。

2.3 填料、壓實標準。路基填料主要采用細粒土砂,細粒土砂質(zhì)量需滿足路基填料的最小強度以及最大粒徑要求,含泥量(粒徑小于0.074 mm的顆粒)＜15%。填砂路堤封頂采用0.4 m厚7%石灰改善土,填砂路堤包邊、封頂、采用路基清表后翻挖素土。

3 填筑壓實施工

砂為細粉砂,因為填料顆粒較細、粘結(jié)力差,自卸車只能在便道上卸料,需用挖機、鏟車配合填筑；第一層填筑高度為1m,填筑完成后采用灌水密實,水來源主要依靠現(xiàn)場打井取水,水井位于路基左側(cè)排水溝上(避開右側(cè)施工便道),水井的直徑為30cm,井深范圍為44～50m,每小時出水量為80cm3,一口井可以滿足200m范圍供水需求。

3.1 基底灰土施工?；撞捎?%石灰土處治50cm,石灰土用生石灰必須按照規(guī)范要求的檢查頻率進行Ca、Mg含量檢測,不合格的生石灰嚴禁使用。灰土施工采用Ⅲ級以上的生石灰進行集中充分消解,然后使用。施工用水利用灑水車從水井內(nèi)取水,運至現(xiàn)場。采用廠拌法拌和6%石灰土填筑材料。晾曬填土至最佳含水量,運抵標準場地,均勻攤鋪,根據(jù)土的用量計算石灰量,人工配合機械均勻攤鋪已消解的石灰。灰土攤鋪壓實厚度不大于30cm,壓實度大于90%,每200m每壓實層設(shè)置4個監(jiān)測點。平整后用振動壓路機碾壓,分層填筑。

圖2 6%石灰土基底處理施工

表1 6%石灰土土工試驗(標準擊實試驗)報告

表2 6%石灰土第1-2層壓實度檢測

3.2 砂礫墊層施工。為了排除砂芯體內(nèi)滲水,在灰土層頂面設(shè)置50cm砂礫墊層,砂礫墊層分兩層攤鋪碾壓,分層厚度不大于30cm。按照計算攤鋪厚度控制卸料,然后推土機推平,振動壓路機碾壓密實,表面無明顯車轍痕跡即可,兩側(cè)采用寬度為1m的干砌片石墻攔擋。砂礫墊層的壓實度檢測現(xiàn)場按照工藝施工法控制,確保壓實效果。砂礫墊層施工工藝同填砂路基施工。

圖3 砂礫墊層

表3 砂礫土工試驗(標準擊實試驗)報告

3.3 砂土注水及灑水。填砂路堤施工中含水量控制是關(guān)鍵,利用灑水車配合潛水泵進行灑水。利用沿路堤邊溝外打設(shè)直徑為φ300mm、深度為45m左右(可滿足24h不間斷供水)的機井作為水源,根據(jù)天氣情況和碾壓前檢測的砂的含水量控制注水量。現(xiàn)場注水時,為確保注水效果,在路基頂面按照5.0 m×10.0 m用砂做埂分格,先路側(cè)后路中心依次分格注水。碾壓前砂土表面不得有積水,碾壓過程中表層砂不松散、不液化,隨時檢測砂的含水量,確保在砂土的含水量在最佳范圍內(nèi)。經(jīng)取樣試驗,粉細砂天然含水量在15%-16%,根據(jù)最大干密度與最佳含水量關(guān)系曲線可知,在粉細砂含水量達到13.4 %時干密度最大,達到1.56 g/cm3。時刻注意:碾壓過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是含水量的控制。

表4 砂土試驗(標準擊實試驗)報告

圖4 砂的最大干密度與含水量曲線圖

3.4 填砂路基壓實。保證填砂含水充足,采用水平分層全斷面填筑法施工,根據(jù)設(shè)計斷面,分層填筑、分層壓實。為確保壓實層的勻質(zhì)性,介于粉細砂填料的本身特性,碾壓時,應(yīng)選擇不小于18t的振動壓路機,松鋪厚度按不大于100cm控制。遵循“先輕后重,先穩(wěn)后振,先慢后快以及輪跡重疊”等原則,碾壓速度控制在4km/h之內(nèi)。碾壓時,直線路段應(yīng)從兩邊向中間進行碾壓；小半徑曲線路段,應(yīng)從內(nèi)向外進行碾壓,縱向碾壓輪跡重疊寬度控制在20cm,不得出現(xiàn)漏洞、死角,必須保持碾壓均勻。控制碾壓次數(shù),不少于6遍,以6遍為例:頭2遍采用壓路機靜壓,速度控制在1.7 ～2.0 km/h,第三、四遍開始弱振壓實,第五遍采用18t振動壓路機強振壓實,速度均控制在4km/h以下,最后一遍采用靜壓。待水充分滲透之后,在砂基頂面進行取樣檢測,嚴格檢查壓實厚度,檢測固體體積率、壓實度等。若壓實度達不到標準,應(yīng)重新進行碾壓,直到合格為止。

具體壓實遍數(shù)由施工現(xiàn)場檢測壓實度控制,達到壓實度要求后即可停止碾壓。

3.5 土工格柵鋪設(shè)。土工格柵采用TGSG40雙向塑料拉伸土工格柵,每延米縱、橫向拉伸強度大于40KN/m,縱、橫向2%、5%伸長率,拉伸力分別大于14KN、28KN,縱、橫向標稱伸長率小于13%,炭黑含量超過2%。土工格柵縱、橫向搭接寬度不小于20cm,搭接位置用U型卡子固定,間距為1.0 m。

表5 填筑砂壓實度檢測

圖5 填砂壓實

4 路基沉降、位移觀測與控制

采用大環(huán)刀法(1000cm3的大環(huán)刀)進行填砂路基的壓實度檢測。由試驗室安排專職人員進行檢測,檢測頻率為每1000m2每壓實層至少檢測2點。各測點壓實度必須滿足規(guī)范要求。填砂路基完工后,按照每100～200m設(shè)一個沉降觀測點,每天觀測1次沉降情況,直到不再發(fā)生沉降(以每3天觀測值變化小于1mm為準)時,方可進行中間交工驗收和進行下道工序。

路基每填筑一層需對其沉降和穩(wěn)定性觀測一次,若出現(xiàn)兩次填筑時間間隔較長的情況時,必須保證每三天至少觀測一次。當沉降和位移變化速率在設(shè)計的允許值范圍內(nèi)時,方可進行下一層填筑作業(yè),否則需停止施工查明原因并采取措施進行處理。

5 注意事項

5.1 填砂路基設(shè)計填筑高度范圍為3.0 ～8.0 m,按照施工工藝控制,填筑時分層厚度為1.0 m,每填筑層都需注水密實,注水的時間和含水量的控制直接影響路基壓實度,施工過程中能否確保砂的最佳含水量,是控制的關(guān)鍵所在。

5.2 在施工過程中,應(yīng)加強對填料的物理特性及技術(shù)指標等相關(guān)參數(shù)的檢測,特別是對砂的含泥量和含水量的檢測,以確保工程質(zhì)量。

5.3 施工過程中加強監(jiān)測。當出現(xiàn)沉降及水平位移等指標異常情況時,必須停止施工同時向業(yè)主、設(shè)計、監(jiān)理等單位報告,查明原因并采取有效解決措施進行處理。

6 結(jié)論

本文以高速公路填砂路基工程為背景,對填砂路基施工的新工藝、新技術(shù)及質(zhì)量控制進行全面介紹,以此達到為各大施工項目提供借鑒的作用。但對于填砂路基施工技術(shù),目前還存在較大的發(fā)展空間,尤其是對砂土中水資源的利用以及水量和砂土之間關(guān)系的研究。加大這方面的分析研究,也會對提高高速公路的施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響,同時通過對附近有效資源的合理利用也有利于提高高速公路的經(jīng)濟效益。