公路建設(shè)砂性土路基填筑工藝研究

時間:2022-05-27 10:38:34

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公路建設(shè)砂性土路基填筑工藝研究

一些公路工程時常會面臨砂性土施工路段,由于砂性土?xí)艿斤L(fēng)蝕等作用的影響,土壤顆粒之間無法保持良好的黏結(jié)力,導(dǎo)致路基的整體性、穩(wěn)定性不足[1-3]。因此,針對砂性土路段的路基施工而言,相關(guān)施工人員需要以工程現(xiàn)場的實際情況為基礎(chǔ),做好路基填筑施工工藝的選擇與處理,提高砂性土填筑路基的壓實密度等指標(biāo),改善路基的整體質(zhì)量。

1路基用砂性土類型

砂性土的透水性較好,這就決定了其黏著性、塑性等往往難以滿足工程施工的要求。砂性土往往由粒徑在0.074~2mm的顆粒構(gòu)成,根據(jù)粒度差異,其分為粗砂、砂、細(xì)砂與粉砂。公路路基施工需要充分考慮路基的透水性要求,但是一些特殊施工區(qū)域往往還需要考慮地理條件等,尤其是地下水豐富、排水不暢的區(qū)域極易出現(xiàn)凍脹問題,該區(qū)域使用砂性土作為路基填料,能夠取得理想的施工效果。通常,公路路基將砂性土作為填料,其顆粒均勻且較細(xì),這些不同的顆粒之間也存在粒度等方面的微小差異,公路路基填筑時需要充分考慮[4,5]。從土工試驗等的分析來看,根據(jù)粒度差異,砂性土可以分為4種:一類砂性土、二類砂性土、三類砂性土和四類砂性土。一類砂性土中,0.074mm粒度以下的顆粒占總質(zhì)量的比重小于5%。二類砂性土多為含細(xì)粒土砂,塑性指數(shù)較大,0.074mm粒度以下的顆粒占總質(zhì)量的5%~15%。三類砂性土中,0.074mm粒度砂占總質(zhì)量的15%~50%,塑性指數(shù)也較大。

2確定最大干容重

在公路工程建設(shè)中,如果選用的是砂性土路基填筑施工工藝,為保障施工的整體質(zhì)量,施工人員需要確定最大干容重。干容重是指不含有水分的容重,從本質(zhì)上來看,干容重是反映土體壓實處理效果的重要指標(biāo),因此,干容重越大,土體的壓實處理效果越好[6,7]。在砂性土路基填筑過程中,人們需要根據(jù)施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),確定最大干容重,該指標(biāo)的確定往往需要開展必要的試驗來獲得。最大干容重往往通過以下方式來獲得。一是濕振法,當(dāng)砂性土中的水分達(dá)到相對飽和的狀態(tài)時,通過沖擊或振動等外力手段克服砂性土顆粒間的摩擦力,排出砂性土中的氣體,以保證顆粒結(jié)合緊密,提高其密實程度和整體性。二是干振法,當(dāng)砂性土含水量較少的情況下,通過沖擊或振動等外力手段克服砂性土顆粒間的摩擦力,排出砂性土中的氣體,以保證顆粒結(jié)合緊密,提高其密實程度和整體性。

3工程概況

以坦桑尼亞南部的某公路工程為例,該工程的海拔高度在700~1000m,區(qū)域內(nèi)的氣候條件存在旱季與雨季的區(qū)別,該公路長度為69.2km,是交通干線。該公路工程項目為改擴(kuò)建工程,原有路面寬度在5~6m。為保證其能夠滿足通行需求,工程建設(shè)時將該路面調(diào)整為瀝青雙表處路面。在改擴(kuò)建過程中,將原有路面進(jìn)行加寬處理,新路面寬度為9.5m。在實際的工程實施過程中,其涵洞為27個。在工程區(qū)域內(nèi),粉質(zhì)泥沙為主要的土壤類型,而在路基填筑過程中,中性砂土是主要的路基填料,由于其特殊的土壤性質(zhì),路基的壓實度控制成為此工程施工的難點。此外,雨水會對中性砂土產(chǎn)生一定的沖刷作用,使得路基的穩(wěn)定性難以保障,因此施工過程中需要重點解決此類問題。

4砂性土路基填筑

4.1施工前準(zhǔn)備。為保障后期施工的順利進(jìn)行,有關(guān)人員需要做好施工準(zhǔn)備。備料之前,施工人員要提前進(jìn)行路槽質(zhì)量的驗收,保證路基外觀等能夠達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn),對路槽加以必要的灑水處理,保持路基與路床之間良好的連接處理效果。路基填筑開始之前,施工人員要率先根據(jù)工程的實際需求,做好排水溝設(shè)置,科學(xué)利用邊溝位置,將其與排水溝加以協(xié)調(diào),保障路基中的水分順利排出。排水溝的科學(xué)設(shè)計主要是為了避免雨水對路基的沖刷作用,從而保障路基的穩(wěn)定性。路基填筑之前,有關(guān)人員需要根據(jù)工程區(qū)域內(nèi)的實際情況,開展取土試驗,根據(jù)試驗結(jié)果,確定最佳的含水量、最大干密度等。隨后,選取200m左右的路段作為試驗路段,開展壓實試驗,對試驗結(jié)果等加以科學(xué)的記錄與分析,將試驗結(jié)果作為施工的重要參考,保障工程施工的順利進(jìn)行。4.2施工工藝。具體的施工工藝如下。一是應(yīng)用打格上料法來確定上料的間距,使得施工人員能夠在上料過程中科學(xué)控制相關(guān)層厚,以本工程為例,其松鋪厚度需控制在25cm左右。二是在用料量的確定上,往往以放樣好的路基寬度、擬攤鋪厚度等為基礎(chǔ),準(zhǔn)確進(jìn)行每車土攤鋪面積與間距的計算,標(biāo)注卸車位置,以保障卸土數(shù)量、均勻性的控制。在實際的攤鋪過程中,每攤鋪20m,就需要進(jìn)行橫向或者縱向的拉線整平處理,每層路基面往往需要設(shè)置3%左右的橫坡,縱向施工位置要預(yù)留臺階等,并將臺階寬度控制在2m以上。三是在路基填筑過程中,為保障填筑的整體質(zhì)量,左側(cè)與右側(cè)需要每間隔20m設(shè)置木樁,并在木樁上準(zhǔn)確標(biāo)注樁號和控制高程位置。只有檢測合格以后,方可進(jìn)行后續(xù)施工。主要檢測內(nèi)容是其壓實度、高程等能否滿足工程施工標(biāo)準(zhǔn)。四是路堤填土期間,每側(cè)寬度要略寬于原有路基的設(shè)計寬度,使得后期施工能夠保護(hù)邊坡,減小雨水沖刷的危害。4.3取土與運輸。4.3.1取土及土樣分析。為保障施工順利進(jìn)行,往往需要將取土料場與施工現(xiàn)場的距離維持在一定范圍內(nèi),避免距離過遠(yuǎn)。在確定取土料場以后,相關(guān)人員要立即對料源加以檢查,做好相應(yīng)試驗,保障料源性能等能夠達(dá)到施工要求,料源勘查與試驗合格以后,方可將其作為施工料源。在取樣過程中,每個料源至少需要取5個取樣點,以保障檢測結(jié)果的有效性。在土工試驗的過程中,對樣品加以試驗,獲得土樣的含水率和液、塑限等指標(biāo),根據(jù)試驗結(jié)果,做好土樣分析。4.3.2運輸。借助推土機(jī)將料場的表層土加以剝離,隨后將剝離后的表層土放置于某一特定位置,當(dāng)料場恢復(fù)以后,再對該表層土加以利用。填方材料往往需要使用反鏟加以挖裝處理,當(dāng)自卸車將其運輸?shù)街付ǖ奶钪^(qū)域時,有關(guān)人員要立即根據(jù)先前計算的間距,進(jìn)行必要的卸料處理,保證卸料位置準(zhǔn)確,將每個卸料點的距離控制在一定距離內(nèi),避免卸料的不均勻現(xiàn)象。在取土料場進(jìn)行取土的過程中,施工人員要根據(jù)區(qū)域內(nèi)的施工要求,準(zhǔn)確計算用料量。在實際的取土過程中,要根據(jù)取土料場與路基施工區(qū)域的距離遠(yuǎn)近,遵循先遠(yuǎn)后近的取土順序。如果取土?xí)r存在地勢高差,砂性土的取土要遵循先高后低的原則。取土要分層進(jìn)行,將每層的厚度控制在3m以下,必要時進(jìn)行放坡處理,以保證取土安全。4.4填筑。4.4.1填筑要求。路基要遵循分層填筑的原則,每層的填筑厚度要控制在合理范圍內(nèi),保證壓實處理效果。路基填筑要從低處開始,其間,有關(guān)人員要標(biāo)注上料的間距,控制填筑厚度,其厚度控制主要以試驗路段的試驗結(jié)果為基礎(chǔ)。攤鋪時要進(jìn)行拉線整平處理,每間隔20m就要根據(jù)路基兩側(cè)的高程控制樁做好拉線處理。填筑過程中,不可忽視橫坡參數(shù)等的設(shè)置??v向鋪筑的過程中,要預(yù)留橫向臺階,并將臺階寬度控制在2m左右。路基兩側(cè)要設(shè)置木樁,木樁間隔控制在20m,要準(zhǔn)確標(biāo)注樁號、控制高程位置等,以便后期進(jìn)行合理控制。在分層鋪筑的過程中,每完成一層鋪筑,就要進(jìn)行壓實度檢測,只有達(dá)到要求,方可開展下層鋪筑。在填筑的過程中,填土要寬于路基的設(shè)計寬度約0.3m,以保障壓實處理效果。當(dāng)壓實結(jié)束以后,要進(jìn)行必要的削坡處理,做好邊坡的防護(hù)與排水設(shè)計。4.4.2填筑過程。填筑開始之前,施工人員要做好填筑準(zhǔn)備。首先,要做好測量放線,保證路床的清表壓實效果。新舊路面的結(jié)合位置要設(shè)置縱向臺階,并根據(jù)工程實際情況,科學(xué)設(shè)計縱向臺階的寬度、高度和坡度。其次,要對清表壓實后的路床進(jìn)行壓實度檢測,只有壓實度檢測合格后方可進(jìn)行填筑。如果壓實度指標(biāo)不合格,需要對其加以翻耕,并將其深度控制在壓實厚度以上。隨后,檢測路床的含水量,如果其含水量無法滿足試驗標(biāo)準(zhǔn),施工人員需要應(yīng)用噴淋灑水的方式,結(jié)束以后對其進(jìn)行平整與壓實處理,當(dāng)其壓實度合格以后,開始填筑。根據(jù)壓實度的差異性,本工程將其分為三個區(qū)域,三個區(qū)域存在填筑要求的差異。按照壓實度,從下到上依次分為93區(qū)、95區(qū)、98區(qū),每個區(qū)域?qū)μ钪囊笾鸩阶兏?,以提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。實際填筑施工過程中,為保障填筑進(jìn)度,施工人員往往采用全幅施工的方式。首先要完成保通路工程,根據(jù)其寬度要求,做好相應(yīng)的卸料處理,卸料結(jié)束以后,使用推土機(jī)與平地機(jī)做好推平與整平處理,隨后使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工,完成填筑施工。在路基的填筑過程中,要根據(jù)橫斷面全寬分成水平上料,科學(xué)進(jìn)行松鋪厚度等的設(shè)計,并要嚴(yán)格根據(jù)工程的實際要求,做好橫坡等的設(shè)計,使得其坡度能夠與工程要求相一致。利用推土機(jī)對其進(jìn)行推平處理后,使用路拌法,合理協(xié)調(diào)平地機(jī)和灑水車等,做好拌料施工,當(dāng)填料的含水量達(dá)到一定要求后,對其進(jìn)行碾壓施工。在實際的碾壓過程中,要遵循由輕到重、從弱到強(qiáng)、由內(nèi)至外的分層碾壓方式,嚴(yán)格根據(jù)試驗確定的碾壓遍數(shù),保證其壓實度。在實際的路基填筑施工過程中,當(dāng)天施工任務(wù)結(jié)束以后,做好該路段的路基填筑,并保持2~3遍的灑水處理,保證其含水量,次日進(jìn)行該路段路基填筑的質(zhì)量驗收。驗收前采用靜壓碾壓方式,以保證該路段的壓實度。路基填筑結(jié)束后,必要的養(yǎng)護(hù)也極為重要,由于砂性土路基的特殊性,養(yǎng)護(hù)也是影響其施工質(zhì)量的重要因素。砂性土中的水分會隨著時間逐步蒸發(fā),使得砂性土的含水量大大降低,最終導(dǎo)致其黏聚力極差。因此,在養(yǎng)護(hù)處理中,要使用灑水車,保持砂性土路基的濕潤性,并使用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓收光。

5砂性土路基填筑施工中要注意的問題

砂性土路基填筑要注意以下問題。一是要嚴(yán)格根據(jù)施工圖紙來進(jìn)行測量放樣,應(yīng)用全站儀等來科學(xué)布設(shè)中樁、邊樁等,在邊樁位置布設(shè)指示樁等,以避免中線存在偏差。二是路基填筑往往在清表與原路面壓實檢測合格以后進(jìn)行。使用石灰粉來確定自卸土區(qū)域,每個作業(yè)段內(nèi)要保證土質(zhì)一致。三是填料與壓實控制路基的填料材料需要在工程區(qū)域附近就近選擇料源,在施工開始之前,有關(guān)人員需要做好取土場樣品的檢測,以保證材料性能能夠達(dá)到工程施工要求。同時,要做好挖探與論證等,以確定每個施工段內(nèi)材料的需求量。填方路基段內(nèi),需要嚴(yán)格進(jìn)行填土標(biāo)高等的控制,遵循分層攤鋪的原則。四是在路基填筑過程中,要控制好含水量,并保證碾壓的規(guī)范性,含水量控制與碾壓施工是決定路基施工效果的重要因素。五是每層填筑結(jié)束并驗收合格以后,要及時進(jìn)行邊坡修筑,做好排水處理。

6結(jié)語

近年來,隨著公路工程建設(shè)項目的增多,一些工程常常遇到砂性土施工情況。在這種情況下,砂性土路基處理成為該工程的重點,有關(guān)施工人員要嚴(yán)格根據(jù)工程的實際情況,做好施工工藝的控制,提高路基的穩(wěn)定性與安全性,保證公路工程的整體質(zhì)量。

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作者:高志桂 單位:中國水利水電第十一工程局有限公司