摘要：路基工程是整個道路施工中的一個重要環(huán)節(jié)，既是主體也是基礎(chǔ)，關(guān)乎整體工程質(zhì)量。路基工程設(shè)計(jì)范圍廣,影響因素多,靈活性亦較大。為保證路堤的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,路堤填筑材料應(yīng)采用強(qiáng)度高、水穩(wěn)定性好、壓縮變形小、便于施工壓實(shí)以及運(yùn)距經(jīng)濟(jì)的材料。本文結(jié)合筆者多年道路施工經(jīng)驗(yàn)對公路土方路基的填筑施工進(jìn)行了探討
1施工準(zhǔn)備
1.1技術(shù)準(zhǔn)備工作
路基開工前,施工單位在全面熟悉設(shè)計(jì)文件和設(shè)計(jì)交底的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步的研究,進(jìn)行施工現(xiàn)場勘察,核對設(shè)計(jì)文件,發(fā)現(xiàn)問題及時根據(jù)有關(guān)程序提出修改意見并報(bào)請變更設(shè)計(jì),編制施工組織設(shè)計(jì),恢復(fù)路線,施工放樣與清理場地,搞好臨時工程的各項(xiàng)工作。
1.2施工測量
路基開工前做好施工測量工作,在現(xiàn)場恢復(fù)和固定路線。內(nèi)容包括導(dǎo)線、中線、水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測與固定,橫斷面檢查與補(bǔ)測,增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)等。施工人員對路基工程范圍內(nèi)的地質(zhì)、水文情況做詳細(xì)調(diào)查,通過取樣試驗(yàn)確定其性質(zhì)和范圍,并提出改進(jìn)設(shè)計(jì)的意見和建議。
1.3路基放樣
路基施工前,根據(jù)路線中樁、路基橫斷面圖或路基設(shè)計(jì)表進(jìn)行放樣工作。目的是在原地面上標(biāo)定出路基邊緣,路堤坡腳及各種附屬設(shè)施的位置,定出路基輪廓,放置邊樁、劃出作業(yè)界限、方便施工。
2.2填料選擇
在選擇填料時,一方面要考慮料源和經(jīng)濟(jì)性,另一方面要顧及填料的性質(zhì)是否合適。為了節(jié)約投資和少占耕地、良田,一般應(yīng)利用附近路塹或附屬工程的棄方作為填料,或者將取土坑布置在荒地、空地或劣地上。1)碎石土、卵石土、礫石土、中砂和粗砂等,具有透水性好、摩阻系數(shù)大、強(qiáng)度受水的影響小等優(yōu)點(diǎn),是填筑路堤的良好材料。
2)亞砂土、亞黏土、輕黏土等,經(jīng)壓實(shí)后能獲得足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,是比較理想的路堤填料。但需注意,土中的有機(jī)質(zhì)和易溶鹽含量不得超過規(guī)定數(shù)量。3)路堤填料不準(zhǔn)使用淤泥、沼澤土、凍土、有機(jī)土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐殖質(zhì)的土。4)液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的土,以及含水量超過規(guī)定的土,不得直接作為路堤填料,需采取滿足設(shè)計(jì)要求的技術(shù)處理,經(jīng)檢查合格后方可使用。5)鋼渣、粉煤灰等材料,可用作路堤填料,其他工業(yè)廢渣在使用前應(yīng)進(jìn)行有害物質(zhì)的含量試驗(yàn),避免有害物質(zhì)超標(biāo)、污染環(huán)境。6)搗碎后的種植土,可用于路堤邊坡表層。7)浸水路堤、橋涵臺背及擋土墻墻背應(yīng)選用滲水性良好的填料。
2.道路路基土方填筑
土壤是由礦物顆粒，水，氣體組成的三相系統(tǒng)。通過分散，其特征在于，沒有強(qiáng)烈的粒子之間的連接容易沉浸在水中。因此，在外力作用下或自然條件下遭到浸水或凍融都會發(fā)生變形。為了保證填土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求，必須正確選擇土料和填筑方法。
當(dāng)填方土料為黏土?xí)r，填土前應(yīng)檢查其含水量是否在控制范圍內(nèi)，含水量大的黏土不宜作為填土用。有機(jī)物含量大于8％的土吸水后容易變形，承載力低。含水溶性硫酸鹽大于5%的，在地下水作用下，硫酸鹽會逐漸溶解流失，形成孔洞，影響土的密實(shí)性。這兩種土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應(yīng)作為回填土。
填土應(yīng)分層進(jìn)行，并盡量采用同類土填筑。如采用不同類土填筑時，應(yīng)將透水性較大的土層置于透水性較小的土層之下，不能將各種土混雜在一起使用，以免填方形成水囊。當(dāng)填方位于傾斜的山坡上時，應(yīng)將斜坡改成階梯狀，以防填土橫向移動�；靥钍┕で埃瑧�(yīng)清除填方區(qū)的積水和雜物，如遇軟土、淤泥，必須進(jìn)行換土回填�；靥顣r應(yīng)防止地面水流入，并預(yù)留一定的下沉高度�；靥罨雍凸軠蠒r，應(yīng)從四周或兩側(cè)均勻地分層進(jìn)行，以防止基礎(chǔ)和管道在土壓力作用下產(chǎn)生偏移或變形。
當(dāng)利用壓實(shí)填土作為建筑工程的地基持力層時，在平整場地前，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)類型，填料性能和現(xiàn)場條件等，對擬壓實(shí)的填土提出質(zhì)量要求，未經(jīng)過檢驗(yàn)查明以及不符合質(zhì)量要求的壓實(shí)填土，均不得作為建筑工程的地基持力層。因此，土方填筑與壓實(shí)工程質(zhì)量控制是非常重要的。填方施工應(yīng)接近水平地分層填土、分層壓實(shí),每層的厚度根據(jù)土的種類及選用的壓實(shí)機(jī)械而定。應(yīng)分層檢查填土壓實(shí)質(zhì)量,符合設(shè)計(jì)要求后才能填筑上層。當(dāng)填土位于傾斜的地面時,應(yīng)先將斜坡挖成階梯狀,然后分層填筑,以防填土橫向移動。
影響填土壓實(shí)的因素分析
填土壓實(shí)質(zhì)量與許多因素有關(guān),其中主要影響因素為:壓實(shí)功、土的含水量以及每層鋪土厚度。
3.1 壓實(shí)功的影響。填土壓實(shí)后的密度與壓實(shí)機(jī)械在其上所施加的功有一定的關(guān)系。當(dāng)土的含水量一定，在開始壓實(shí)時，土的密度急劇增加，待到接近土的最大密度時，壓實(shí)功雖然增加許多，而土的密度則變化甚小。實(shí)際施工中，對于砂土只需碾壓或夯實(shí)2-3遍，對粉砂土只需3-4遍，對粉質(zhì)熟土或砂土只需5-6遍。
3.2 含水量的影響。在同一壓實(shí)功的作用下，填土的含水量對壓實(shí)質(zhì)量有直接影響；較為干燥的土，由于土顆粒之間的摩阻力較大，因而不易壓實(shí)。當(dāng)土具有適當(dāng)含水量時，水起了潤滑作用，土顆粒之間的摩阻力減小從而易壓實(shí)。土在最佳含水量的條件下，使用同樣的壓實(shí)功進(jìn)行壓實(shí)，所得到的密度最大。為了保證填土壓實(shí)過程中處于最佳含水量狀態(tài)，當(dāng)土過濕時，應(yīng)翻松晾干，也可摻入同類干土或吸水性土料；當(dāng)土過干時，則應(yīng)預(yù)先濕潤。所以,土基壓實(shí)施工中,控制最佳含水量,是首要關(guān)鍵。各種土的最佳含水量和所獲得的最大干密度,可由擊實(shí)試驗(yàn)取得。
3.3 鋪土厚度的影響。土在壓實(shí)功的作用下，其應(yīng)力隨深度增加而逐漸減小，其影響深度與壓實(shí)機(jī)械、土的性質(zhì)和含水量等有關(guān)。鋪得過厚，要壓很多遍才能達(dá)到規(guī)定的密實(shí)皮；鋪得過薄，則也要增加機(jī)械的總壓實(shí)遍數(shù)。最優(yōu)的鋪土厚度應(yīng)能使土方壓實(shí)而機(jī)械功耗費(fèi)最少。
實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明:土基壓實(shí)時,在機(jī)具類型、土層厚度及行程遍數(shù)已選定的條件下,壓實(shí)操作時宜先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間(超高路段等需要時,則宜先低后高)。壓實(shí)時,相鄰兩次的輪跡應(yīng)重疊輪寬的1P3,保持壓實(shí)均勻,不漏壓,對于壓不到的邊角,應(yīng)鋪以人力或小型機(jī)具夯實(shí)。壓實(shí)過程中,經(jīng)常檢查含水量和密實(shí)度,以達(dá)到符合規(guī)定壓實(shí)度的要求。
4.土基壓實(shí)施工方法
壓實(shí)是路基施工過程中路基質(zhì)量的物理機(jī)械性能和功能的個性設(shè)計(jì)要求，是控制好路基壓實(shí)質(zhì)量的重要組成部分，要控制好路基的壓實(shí)質(zhì)量首先應(yīng)充分認(rèn)識影響壓實(shí)的各種因素，然后根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采取各種技術(shù)措施，如選擇路基的填料，嚴(yán)格控制路基土的含水量和填土厚度等，充分發(fā)揮現(xiàn)場壓實(shí)機(jī)械的工作效率，保證路基壓實(shí)質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。大量實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐證明土基壓實(shí)后路基的塑性變形、滲透系數(shù)、毛細(xì)水作用及隔溫性能均有明顯改善,填土壓實(shí)方法有：碾壓法、夯實(shí)法及振動碾壓法。
4.1碾壓法。碾壓法是利用機(jī)械滾輪的壓力壓實(shí)土壤，使之達(dá)到所需的密實(shí)度。碾壓機(jī)械有平碾及羊足碾等。平碾（光碾壓路機(jī)）是一種以內(nèi)燃機(jī)為動力的自行式壓路機(jī)，重量6~15噸。羊足碾單位面積的壓力比較大，土壤壓實(shí)的效果好。羊足碾一般用于碾壓粘性土，不適于砂性土，因在砂土中碾壓時，土的顆粒受到羊足較大的單位壓力后會向四面移動而使土的結(jié)構(gòu)破壞。松土碾壓宜先用輕碾壓實(shí)，再用重碾壓實(shí)，效果較好。碾壓機(jī)械壓實(shí)填方時，行駛速度不宜過快，一般平碾不應(yīng)超過2km/h；羊足碾不應(yīng)超過3km/h。
4.2夯實(shí)法。夯實(shí)法是利用夯錘自由下落的沖擊力來夯實(shí)土壤，土體孔隙被壓縮，土粒排列得更加緊密。人工夯實(shí)所用的工具有木夯、石夯等；機(jī)械夯實(shí)常用的有內(nèi)燃夯土機(jī)和蛙式打夯機(jī)和夯錘等。夯錘是借助起重懸掛一重錘，提升到一定高度，自由下落，重復(fù)夯擊基土表面。夯錘錘重1.5~3T，落距2.5~4m。還有一種強(qiáng)夯法是在重錘夯實(shí)法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。其錘重8~30T，落距6~25m。其強(qiáng)大的沖擊能使地基深層得到加固。強(qiáng)夯法適用于粘性土、濕陷性黃土、碎石類填土地基的深層加固。
4.3振動壓實(shí)法。振動壓實(shí)法是將振動壓實(shí)機(jī)放在土層表面，在壓實(shí)機(jī)振動作用下，土顆粒發(fā)生相對位移而達(dá)到緊密狀態(tài)。振動碾是一種震動和碾壓同時作用的高效能壓實(shí)機(jī)械，比一般平碾提高功效1~2倍，可節(jié)省動力30%。用這種方法振實(shí)填料為爆破石渣、碎石類土、雜填土和輕亞黏土等非粘性土效果較好。
5.結(jié)語：
利用填土作為地基時，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了各種結(jié)構(gòu)類型、各種填土部位的壓實(shí)系數(shù)值。填土壓實(shí)后必須具有一定的密實(shí)度，以避免建筑物的不均勻沉陷。填土密實(shí)度以設(shè)計(jì)規(guī)定的控制干密度或規(guī)定壓實(shí)系數(shù)作為檢查標(biāo)準(zhǔn)。壓實(shí)度是設(shè)計(jì)人對土方填筑工程提出的質(zhì)量控制指標(biāo)，施工人根據(jù)設(shè)計(jì)人要求的土料選好土場，經(jīng)監(jiān)理見證現(xiàn)場取樣送檢測試驗(yàn)單位做擊實(shí)試驗(yàn)，以確定最大干密度和最佳含水量，供土方填筑評判壓實(shí)度質(zhì)量，并指導(dǎo)施工。
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