市政橋梁預(yù)應(yīng)力管道灌漿施工技術(shù)研究

胡云峰

摘 ? ?要：公路工程路基施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，受壓實(shí)工藝、填料含水率等因素難以有效控制的影響，在很大程度上降低了公路工程作用于道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與耐久性。路基壓實(shí)的作用是使土重新組合，彼此緊密，孔隙減少，土的容重提高，形成密實(shí)整體，最終使路基具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)性性，無數(shù)試驗(yàn)已反復(fù)驗(yàn)證。路基施工過程破壞了土體天然狀態(tài)，致使土顆粒結(jié)構(gòu)松散、重新組合。為使路基達(dá)到有效的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，壓實(shí)是必要的，提升路基密實(shí)度。所以路基的壓實(shí)施工，是路基施工過程中的關(guān)鍵工序，亦是提高路基強(qiáng)度與穩(wěn)定性的根本技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：市政橋梁;預(yù)應(yīng)力;管道;灌漿施工

1 ?路基結(jié)構(gòu)力學(xué)特性分析

為保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，土質(zhì)路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性極為重要，對路基工作區(qū)深度范圍內(nèi)的土質(zhì)選擇及路基壓實(shí)要求極高。路基工作區(qū)的深度計算式為：

1.1 ?路基回彈模量設(shè)計值

路基應(yīng)以路床頂面回彈模量為設(shè)計指標(biāo)，以路床頂面壓應(yīng)變?yōu)轵?yàn)算指標(biāo)。新建公路路基回彈模量設(shè)計值E應(yīng)按式（2）確定，并應(yīng)滿足式（3）的要求。

1.2 ?土的抗剪強(qiáng)度特性

（1）無黏性土的抗剪強(qiáng)度特性。研究表明，由應(yīng)力-應(yīng)變曲線而確定的強(qiáng)度參數(shù)準(zhǔn)與孔隙比有關(guān)。一般內(nèi)摩擦角準(zhǔn)值不但隨圍壓而變，而且隨試驗(yàn)方法不同而改變。所以準(zhǔn)只能作為強(qiáng)度參數(shù)，而不是材料的固有性質(zhì)。應(yīng)該指出，常規(guī)定義的孔隙比并不能反映顆粒的排列，事實(shí)上在粒狀土中，大小不同顆粒構(gòu)成土骨架結(jié)構(gòu)的形態(tài)是不同的。

（2）黏性土的抗剪強(qiáng)度特性。[①]黏性土的不固結(jié)不排水剪（UU）強(qiáng)度。研究表明，正常固結(jié)飽和黏性土的不固結(jié)不排水剪強(qiáng)度與總應(yīng)力的變化無關(guān)。超固結(jié)土的不固結(jié)不排水剪的莫爾強(qiáng)度包線也是一條水平線，但由于前期固結(jié)壓力p?的影響故C?p?比正常固結(jié)土數(shù)值大。[②]黏性土固結(jié)不排水剪（CU）強(qiáng)度。正常固結(jié)黏土的總應(yīng)力強(qiáng)度包線及有效應(yīng)力強(qiáng)度包線都是通過原點(diǎn)的直線，即Ccu=0，而且有效力圓位于總應(yīng)力圓左方，其φ′>φcu。分析不同加荷方式的固結(jié)不排水結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ccu、φcu或Cu/Pc等都與應(yīng)力路徑有關(guān)，而C′、φ′與應(yīng)力路徑無關(guān)。[③]黏性土的固結(jié)排水剪（CD）強(qiáng)度。正常固結(jié)黏士的排水試驗(yàn)的wf-p′f-qf存在單一關(guān)系。因此，假設(shè)能確定的破壞時的含水率（或孔隙比）或有效應(yīng)力就能立即確定出土的抗剪強(qiáng)度。黏性土的排水強(qiáng)度達(dá)到峰值后都有不同程度的降低直至在某一大應(yīng)變不再變化時的強(qiáng)度稱為殘余強(qiáng)度或終值強(qiáng)度。

（3）土的抗剪強(qiáng)度特性的影響因素。土的抗剪強(qiáng)度特性十分復(fù)雜，主要影響因素有顆粒礦物種類、形狀和級配、重塑與擾動的影響，各向異性結(jié)構(gòu)的影響，應(yīng)力狀態(tài)、中主應(yīng)力的影響，加荷速率的影響。

2 ?土質(zhì)路基壓實(shí)度不足的原因分析

很多因素都將影響路基壓實(shí)的效果，主要因素是土質(zhì)和含水率、土質(zhì)情況、壓實(shí)功能、壓實(shí)機(jī)具和壓實(shí)方法等，這些因素將不同程度地影響到土質(zhì)路基的壓實(shí)度，進(jìn)而降低路基力學(xué)特性。

2.1 ?含水率情況

壓實(shí)土體在高于和低于最佳含水率時，其抗剪強(qiáng)度和壓縮特性都將表現(xiàn)出不同性狀，這與土體結(jié)構(gòu)、土中水的分布相關(guān)性極高。在路基壓實(shí)施工中，如能控制壓實(shí)土體含水率為最佳含水率，壓實(shí)效果將為最佳。研究表明，路基填料含水率不當(dāng)不僅直接影響路基壓實(shí)度，還將影響道路運(yùn)營階段的剪切彈性模量。

2.2 ?土質(zhì)情況

土質(zhì)不同，其最佳含水率和最大干密度也將不同。液限、黏性較高的土，即分散性較高的土，擁有較高的最佳含水率和較低的最大干密度;砂類土，因其顆粒粗，呈松散態(tài)，水分易散失，故砂類土無最佳含水率的概念?？紫侗仍叫?，剪切模量越大，且孔隙比較小時剪切模量對含水率的變化更為敏感，故砂類土的壓實(shí)效果也優(yōu)于黏質(zhì)土。

3 ?土質(zhì)路基壓實(shí)度不足的防治

3.1 ?選擇合適的路基填料

不同的公路用土其工程性質(zhì)也將不同，應(yīng)結(jié)合工程實(shí)際及工程技術(shù)條件選擇不同的土類作為路基填筑材料或修筑穩(wěn)定土路面結(jié)構(gòu)層。巨粒土、礫類土強(qiáng)度和穩(wěn)定性均能滿足要求，強(qiáng)度和穩(wěn)定性都較高，是填筑路基的好材料。砂性土具有遇水干得快，不膨脹，干時黏結(jié)性較高，揚(yáng)塵度低，易壓實(shí)，因此也是良好的路基填筑材料。粉質(zhì)土為最差的筑路材料。粉質(zhì)土的粉土粒含量高，干時稍有黏性，但易被壓碎，易揚(yáng)塵，浸水濕透快，易成稀泥。黏質(zhì)土作為筑路材料比粉質(zhì)土好，較砂性土差，它可塑性、柔黏結(jié)性和膨脹性較大，并具有很顯著的毛細(xì)管現(xiàn)象。

3.2 ?嚴(yán)格控制材料含水量

通過上述對土質(zhì)路基路壓實(shí)度不足的具體原因分析，可以明確的是材料含水率對工程質(zhì)量影響非常嚴(yán)重，因此對工地現(xiàn)場筑路材料的含水率進(jìn)行嚴(yán)格控制，將是最經(jīng)濟(jì)合理的辦法，在接近最佳含水率時進(jìn)行碾壓，這樣便更有可能地達(dá)到設(shè)計壓實(shí)度?；诖?，利用計算機(jī)模擬計算出材料含水量的理論數(shù)值，然后結(jié)合實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)合理確定路基填料含水率，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)按照得到的結(jié)論進(jìn)行施工，使土質(zhì)路基混合料的含水率始終不超出最佳含水率的允許區(qū)間。

3.3 ?土質(zhì)路基壓實(shí)施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）合理確定壓實(shí)功能技術(shù)指標(biāo)。通過計算模擬、結(jié)合實(shí)踐及試驗(yàn)數(shù)據(jù)合理選擇正確的壓實(shí)機(jī)械種類、壓實(shí)機(jī)具重量、碾壓次數(shù)、行駛速度、松鋪厚度及碾壓作用時間等施工技術(shù)指標(biāo)，施工中嚴(yán)格執(zhí)行。土的密實(shí)度將隨著壓實(shí)作用時間提升，但這種提升并非是線性的，其密實(shí)度的增長幅度將會隨著壓實(shí)時間的延長逐漸減小，壓實(shí)時，為達(dá)到設(shè)計壓實(shí)效果，壓實(shí)機(jī)具行進(jìn)速度不宜過快，應(yīng)以較低速度行駛。在路基填筑前，應(yīng)設(shè)置試驗(yàn)段碾壓，試驗(yàn)各種壓實(shí)機(jī)械的作業(yè)速度，確定最佳效果的碾壓速度，指導(dǎo)正式施工。

（2）嚴(yán)控碾壓施工工藝。性質(zhì)不同的填料，應(yīng)分層填筑、分層碾壓，并應(yīng)確保每一填筑層壓實(shí)后的寬度不得小于設(shè)計寬度。同一水平層路基的全寬，不得混填不同填料。強(qiáng)度較小的填料應(yīng)填筑在下層。在有地下水的路段或臨水路基范圍內(nèi)，宜填筑透水性好的填料。在透水性不好的壓實(shí)層上填筑透水性較好的填料前，應(yīng)在其表面設(shè)質(zhì)雙向橫坡，并采取相應(yīng)的防水措施。透水性較好的填料所填筑的路堤邊坡上，不得覆蓋透水性不好的填料。

4 ?結(jié)束語

綜上所述，土質(zhì)路基壓實(shí)施工人員在落實(shí)相關(guān)施工技術(shù)控制措施前，要結(jié)合公路工程所處的實(shí)際施工情況，確定科學(xué)合理的施工方案。土質(zhì)路基壓實(shí)施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量目標(biāo)的達(dá)成，應(yīng)綜合控制路基填料選取、土質(zhì)含水率、路基碾壓機(jī)具選取及壓實(shí)速度等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。而對工地現(xiàn)場筑路材料的含水率進(jìn)行嚴(yán)格控制，又是最經(jīng)濟(jì)合理的辦法，因此，在實(shí)際工程中，只有嚴(yán)格控制填料含水率、壓實(shí)功能指標(biāo)和壓實(shí)工藝等，才能使土質(zhì)路基壓實(shí)度得到有效提升。

參考文獻(xiàn)：

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