高填土路基質量調控

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1高速公路介紹

高速公路作為社會現代文明的產物,對我國的經濟發展和社會生活起到了具大的推動作用,因其全封閉、全立交的特點,為滿足快速、安全、經濟、舒適等社會發展需要,而得到迅速發展,在山區修建高速公路也很普遍,高填深挖路基逐漸增多,如何控制好高填土路基的施工質量,就顯得尤為重要。

2高填土路基的主要病害

路基是路面的基礎,路基施工質量的好壞,直接影響到路面的質量、影響路面的使用壽命、行車舒適性和行車安全等,因此控制路基的施工質量,尤其是控制高填方路基的施工質量,對減少路基病害的發生,提高公路的使用壽命顯得極為重要。

高填方路基的主要病害有:整體或局部沉降、縱橫向開裂、滑坍等,其產生的原因主要是工程地質和施工質量。這里主要談如何控制高填方的施工質量,以減少病害的發生。

3高填土路基的施工準備階段

高填方施工前,由試驗監理工程師配合,要求承包人對填料做下列試驗項目:

液限、塑限、塑性指數、液性指數;顆粒分析;密度;相對密度;重型擊實;CBR;有機質含量及易溶鹽含量。

施工監理要對液限、塑限、塑性指數、液性指數、重型擊實試驗、CBR試驗等進行復核,以確保標準性試驗的準確性,并要求承包人的自檢體系一定要健全、完備。

在開工前要求承包人在試驗路段進行壓實試驗,確定路基施工的機械組合、壓實遍數、松鋪厚度、壓實厚度、松鋪系數等施工數據。

4高填方路基的施工階段

實踐證明,如壓實度大于95%時,填高每增加1米,工后沉降約為1厘米,而車輛荷載作用影響僅為80~150cm深度,路基沉降主要是自重作用,因此,路基的層間壓實顯然成為控制的重點。路基壓實度是保證路基強度及路面使用質量的關鍵,直接關系到路面的使用性能及壽命。如果路基壓實度不足,在運營過程中,路面就可能產生轍槽、裂縫、沉陷等病害,使路面產生剪切破壞?？刂茖娱g壓實度成為控制施工質量的重中之重,應從以下幾個方面著手。

4.1清表和挖除控制我國南方雨量充沛,雨季又長,因此,各種喬灌植被生長茂盛。為保證路基的填筑質量,在填筑前,必須對植被根系進行徹底挖除。挖除后的根穴要進行分層夯實,達到規定的壓實度。監理人員要對根穴壓實進行抽檢,而按樁號位置作好記錄,備查。清表與植根挖除后,按規定進行填前碾壓。

4.2填料控制路基填料不得使用淤泥、沼澤土、有機土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質的土,施工中的不合格填料必須棄掉。液限大于50,塑性指數又大于26的土,以及含水量超過規定的土,不得直接作為填料。不同性質的土應分別填筑,不得混填。每種填料累計總厚不宜小于0.5m.當填料發生變化時,或同一種填料填筑超過2000m3時,都要取樣進行重型擊實試驗,確定最大干密度及最佳含水量,以便指導路基的壓實施工。

4.3嚴格控制含水量含水量是影響壓實效果的決定性因素,含水量較小時,水膜潤滑作用不明顯,外部功能也不能克服粒間引力,土粒相對移動不容易,因此壓實效果較差,壓不密實;含水量過大時,土孔隙中會出現自由水,壓實功能不能使氣體排出,且壓實功能的一部分被自由水抵消,減小了有效壓力,壓實效果也較差,會出現“彈簧“現象,且會粘輪。只有在最佳含水量時,最容易獲得最佳的壓實效果。理論上,在最佳含水量條件下壓實到最大干密度的土體,強度相對最高,水穩定性最好。因此必須嚴格檢測用作填料土的含水量,只有在最佳含水量±2%的范圍內才允許進行碾壓。在施工現場主要用酒精燃燒法來測定填料土的含水量,如出現含水量ω<ω0-2%時,需加水均勻拌和;當ω>ω0+2%時,需要晾曬。如果施工現場條件允許的話,可采用分段填筑、分段晾曬、分段碾壓的處理方法,并且盡量避開雨季施工。

4.4分層填筑、分層碾壓路堤填筑應采用水平分層填筑法施工。采用機械壓實時,分層的最大松鋪厚度,不應超過30cm(機械攤鋪不超過25cm),填筑至路床頂面最后一層的最小壓實厚度,不應小于8cm.壓實土層的密實度隨深度遞減,表面5cm的密實度最高。施工中松鋪厚度的控制采用插桿掛線,隨機挖孔及水準量測綜合控制。填料的攤鋪采用平地機整平并輔以人工找平。

路堤邊緣往往壓實不到位,土體松散,造成雨后滑坍,故施工中邊緣部位要求寬填50cm,以保證全寬路基的壓實。因此段填方正處于山坡填筑,要求碾壓時一定要由外側向內側開始碾壓,如果由內側向外側碾壓,將會對填料向外側擠推,造成邊緣下沉。

路基在壓實過程中,并不是碾壓遍數越多,壓實效果越好,只有按試驗路段中確定的碾壓遍數進行碾壓,才能保證每層的整個深度內的壓實度處處均勻,達到設計規定的壓實度。如碾壓遍數過多,土的密實程度并不會有顯著的提高,相反,會造成土體破壞,效果適得其反,且不經濟。碾壓過程中一定要控制好壓路機的碾壓速度,由試驗路段確定。相鄰兩次的輪跡重疊應達到15~20cm,保證壓實均勻,不出現漏壓現象。施工機械要求自重16T以上的振動壓路機、推土機、平地機等,以保證碾壓質量。

4.5加強測試檢驗及壓實控制某高填土路段要求填料最小強度、最大粒徑、壓實度。

為保證壓實效果,必須加強測試檢驗,要求施工單位層層自檢壓實度,監理層層抽檢,檢測方法采用灌砂法,檢測頻率為施工單位按每2000m3檢測4處,監理抽檢頻率為30%以上,抽檢點應選在路基壓實薄弱處,以確保路基壓實質量,對壓實度數據要進行數理統計分析,驗證壓實度代表值k必須滿足的條件:k=kˉ-t0s/√n≥k0式中:kˉ-檢驗評定段內各檢驗點壓實度的平均值;

t0-t分布表中隨自由度和保證率(或置信度)而變的系數;

s-檢驗值的均方差;

n-檢測點數;

k0-壓實度標準值;

應用數理統計的方法,比單純算術加權平均值法要求更為嚴格,只有每一壓實層,檢驗評定合格后,才允許填筑下一層,否則,需繼續碾壓處理,直至合格。

當填料土質發生變化時,及同一填料填筑≥2000m3后,必須重新做重型擊實試驗,確定最大干容重及最佳含水量,灌砂法所用的標準砂也必須經常標定,以保證壓實度檢測的準確可靠性,在灌砂法的操作工藝上,取土樣的底面位置必須為每一壓實層底部,以保證檢測數據的真實有效。只有層層控制填土的壓實度,才能保證全深度范圍內的壓實質量。

4.6控制施工工藝,保證高填方路基的整體穩定性當路堤在斜坡上填筑,其垂直路中線測得的原坡陡于1:5時,原地面要挖成臺階狀,橫坡陡峻地段的半填半挖路基,必須在山坡上從填方坡角向上挖成向內傾斜的臺階,坡度為2%,臺階寬度不應小于1m,并進行夯實。筆者所監理的高填方路段,所開臺階高1m,寬2m,向內傾斜,坡度不小于2%,利用小型機具進行夯實,施工中杜絕施工單位制造假臺階蒙混過關。為了進一步加強高填方路基的整體穩定性。在地質條件較差路段,建議在臺階部位增設鋪筑土工格柵的施工工藝。

5地下水與地表水的排出

水是引起路基各種病害的主要因素,我國南方省份年降水量大,山體地下水極其豐富,如處理不當,將會造成惡劣后果。為了將地下水暢通的排出路基以外,筆者監理路段填方專門設置了碎石盲溝,盲溝主溝總長度91.65m、支溝199.3m,成功地將山體中的地下水引入河流。

在肓溝修建過程中,監理人員應注意:⑴檢查盲溝基槽深度、底部高程、斷面尺寸、平面位置;⑵檢查盲溝基礎(底部不透水層)強度、縱坡;⑶檢查盲溝側墻垂直度、鈄坡度、縱向順直度;⑷檢查填筑的透水材料級配、含泥量、密實度、不同透水材料的填筑層次和土工合成材料。在以上項目的檢查中,如發現不符合設計標準的,要及時糾正。

隨著路基填筑高度的增加,更應及時排除路基頂表積水,根據縱斷面高程的變化,每隔25-30m設置一處臨時排水水簸箕,這樣既防止了雨水沖刷邊坡造成沖溝,又能將路基頂面積水排出,避免路基頂面積水引發的各種病害,為路基雨后及時施工創造了條件。

關于高填方路基施工的建議為了更好地保證高填方路基的壓實效果及整體性,減少病害的發生,建議高填方路基施工中每10層施加重夯一遍,每10層測一次彎沉,以增加壓實量和檢測工作,確保壓實質量。