高速公路填砂路基壓實(shí)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(yán)格,本文針對(duì)填砂路基施工,對(duì)其施工準(zhǔn)備、填筑、壓實(shí)及觀測(cè)進(jìn)行介紹分析。

1 施工流程

圖1 填砂路基施工流程

2 施工準(zhǔn)備

路基施工前須認(rèn)真做好測(cè)量放樣,施工場(chǎng)地清理,路基斷面測(cè)量、各項(xiàng)填料的擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)等準(zhǔn)備工作。

2.1 測(cè)量放樣。為保證施工符合設(shè)計(jì)要求,施工前需認(rèn)真做好導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)的復(fù)測(cè)及加密工作,線路中、邊樁的放樣工作。

2.2 場(chǎng)地準(zhǔn)備。測(cè)量放樣完成后使用挖掘機(jī)、推土機(jī)對(duì)路基施工范圍內(nèi)的雜物及雜土進(jìn)行清除,用自卸車運(yùn)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(shí)度不得小于93%；當(dāng)路基處理段落自然橫坡緩于1:5時(shí),清除雜物及雜土并壓實(shí)后直接進(jìn)行路基填筑；當(dāng)路基處理段落自然橫坡陡于1:5時(shí),則需要設(shè)置向內(nèi)并大于4%、寬度大于2m的臺(tái)階。

2.3 填料、壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。路基填料主要采用細(xì)粒土砂,細(xì)粒土砂質(zhì)量需滿足路基填料的最小強(qiáng)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(shí)施工

砂為細(xì)粉砂,因?yàn)樘盍项w粒較細(xì)、粘結(jié)力差,自卸車只能在便道上卸料,需用挖機(jī)、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(shí),水來源主要依靠現(xiàn)場(chǎng)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(shí)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。基底采用6%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(jìn)行Ca、Mg含量檢測(cè),不合格的生石灰嚴(yán)禁使用?；彝潦┕げ捎芒蠹?jí)以上的生石灰進(jìn)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(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。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(yùn)抵標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)地,均勻攤鋪,根據(jù)土的用量計(jì)算石灰量,人工配合機(jī)械均勻攤鋪已消解的石灰。灰土攤鋪壓實(shí)厚度不大于30cm,壓實(shí)度大于90%,每200m每壓實(shí)層設(shè)置4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。平整后用振動(dòng)壓路機(jī)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(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn))報(bào)告

表2 6%石灰土第1-2層壓實(shí)度檢測(cè)

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(jì)算攤鋪厚度控制卸料,然后推土機(jī)推平,振動(dòng)壓路機(jī)碾壓密實(shí),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(shí)度檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)按照工藝施工法控制,確保壓實(shí)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(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn))報(bào)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(jìn)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(jī)井作為水源,根據(jù)天氣情況和碾壓前檢測(cè)的砂的含水量控制注水量。現(xiàn)場(chǎng)注水時(shí),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(shí)檢測(cè)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(yàn),粉細(xì)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(xì)砂含水量達(dá)到13.4 %時(shí)干密度最大,達(dá)到1.56 g/cm3。時(shí)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(yàn)(標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn))報(bào)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(shí)。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(jì)斷面,分層填筑、分層壓實(shí)。為確保壓實(shí)層的勻質(zhì)性,介于粉細(xì)砂填料的本身特性,碾壓時(shí),應(yīng)選擇不小于18t的振動(dòng)壓路機(jī),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(shí),直線路段應(yīng)從兩邊向中間進(jìn)行碾壓；小半徑曲線路段,應(yīng)從內(nèi)向外進(jìn)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?？刂颇雺捍螖?shù),不少于6遍,以6遍為例:頭2遍采用壓路機(jī)靜壓,速度控制在1.7 ～2.0 km/h,第三、四遍開始弱振壓實(shí),第五遍采用18t振動(dòng)壓路機(jī)強(qiáng)振壓實(shí),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(jìn)行取樣檢測(cè),嚴(yán)格檢查壓實(shí)厚度,檢測(cè)固體體積率、壓實(shí)度等。若壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)重新進(jìn)行碾壓,直到合格為止。

具體壓實(shí)遍數(shù)由施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓實(shí)度控制,達(dá)到壓實(shí)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(qiáng)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(biāo)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(shí)度檢測(cè)

圖5 填砂壓實(shí)

4 路基沉降、位移觀測(cè)與控制

采用大環(huán)刀法(1000cm3的大環(huán)刀)進(jìn)行填砂路基的壓實(shí)度檢測(cè)。由試驗(yàn)室安排專職人員進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)頻率為每1000m2每壓實(shí)層至少檢測(cè)2點(diǎn)。各測(cè)點(diǎn)壓實(shí)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(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn),每天觀測(cè)1次沉降情況,直到不再發(fā)生沉降(以每3天觀測(cè)值變化小于1mm為準(zhǔn))時(shí),方可進(jìn)行中間交工驗(yàn)收和進(jìn)行下道工序。

路基每填筑一層需對(duì)其沉降和穩(wěn)定性觀測(cè)一次,若出現(xiàn)兩次填筑時(shí)間間隔較長的情況時(shí),必須保證每三天至少觀測(cè)一次。當(dāng)沉降和位移變化速率在設(shè)計(jì)的允許值范圍內(nèi)時(shí),方可進(jìn)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(jìn)行處理。

5 注意事項(xiàng)

5.1 填砂路基設(shè)計(jì)填筑高度范圍為3.0 ～8.0 m,按照施工工藝控制,填筑時(shí)分層厚度為1.0 m,每填筑層都需注水密實(shí),注水的時(shí)間和含水量的控制直接影響路基壓實(shí)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(qiáng)對(duì)填料的物理特性及技術(shù)指標(biāo)等相關(guān)參數(shù)的檢測(cè),特別是對(duì)砂的含泥量和含水量的檢測(cè),以確保工程質(zhì)量。

5.3 施工過程中加強(qiáng)監(jiān)測(cè)。當(dāng)出現(xiàn)沉降及水平位移等指標(biāo)異常情況時(shí),必須停止施工同時(shí)向業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位報(bào)告,查明原因并采取有效解決措施進(jìn)行處理。

6 結(jié)論

本文以高速公路填砂路基工程為背景,對(duì)填砂路基施工的新工藝、新技術(shù)及質(zhì)量控制進(jìn)行全面介紹,以此達(dá)到為各大施工項(xiàng)目提供借鑒的作用。但對(duì)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(duì)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(huì)對(duì)提高高速公路的施工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響,同時(shí)通過對(duì)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(jì)效益。