高填土路基质量调控

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1高速公路介绍

高速公路作为社会现代文明的产物,对我国的经济发展和社会生活起到了具大的推动作用,因其全封闭、全立交的特点,为满足快速、安全、经济、舒适等社会发展需要,而得到迅速发展,在山区修建高速公路也很普遍,高填深挖路基逐渐增多,如何控制好高填土路基的施工质量,就显得尤为重要。

2高填土路基的主要病害

路基是路面的基础,路基施工质量的好坏,直接影响到路面的质量、影响路面的使用寿命、行车舒适性和行车安全等,因此控制路基的施工质量,尤其是控制高填方路基的施工质量,对减少路基病害的发生,提高公路的使用寿命显得极为重要。

高填方路基的主要病害有:整体或局部沉降、纵横向开裂、滑坍等,其产生的原因主要是工程地质和施工质量。这里主要谈如何控制高填方的施工质量,以减少病害的发生。

3高填土路基的施工准备阶段

高填方施工前,由试验监理工程师配合,要求承包人对填料做下列试验项目:

液限、塑限、塑性指数、液性指数;颗粒分析;密度;相对密度;重型击实;CBR;有机质含量及易溶盐含量。

施工监理要对液限、塑限、塑性指数、液性指数、重型击实试验、CBR试验等进行复核,以确保标准性试验的准确性,并要求承包人的自检体系一定要健全、完备。

在开工前要求承包人在试验路段进行压实试验,确定路基施工的机械组合、压实遍数、松铺厚度、压实厚度、松铺系数等施工数据。

4高填方路基的施工阶段

实践证明,如压实度大于95%时,填高每增加1米,工后沉降约为1厘米,而车辆荷载作用影响仅为80~150cm深度,路基沉降主要是自重作用,因此,路基的层间压实显然成为控制的重点。路基压实度是保证路基强度及路面使用质量的关键,直接关系到路面的使用性能及寿命。如果路基压实度不足,在运营过程中,路面就可能产生辙槽、裂缝、沉陷等病害,使路面产生剪切破坏。控制层间压实度成为控制施工质量的重中之重,应从以下几个方面着手。

4.1清表和挖除控制我国南方雨量充沛,雨季又长,因此,各种乔灌植被生长茂盛。为保证路基的填筑质量,在填筑前,必须对植被根系进行彻底挖除。挖除后的根穴要进行分层夯实,达到规定的压实度。监理人员要对根穴压实进行抽检,而按桩号位置作好记录,备查。清表与植根挖除后,按规定进行填前碾压。

4.2填料控制路基填料不得使用淤泥、沼泽土、有机土、含草皮土、生活垃圾、树根和含有腐朽物质的土,施工中的不合格填料必须弃掉。液限大于50,塑性指数又大于26的土,以及含水量超过规定的土,不得直接作为填料。不同性质的土应分别填筑,不得混填。每种填料累计总厚不宜小于0.5m.当填料发生变化时,或同一种填料填筑超过2000m3时,都要取样进行重型击实试验,确定最大干密度及最佳含水量,以便指导路基的压实施工。

4.3严格控制含水量含水量是影响压实效果的决定性因素,含水量较小时,水膜润滑作用不明显,外部功能也不能克服粒间引力,土粒相对移动不容易,因此压实效果较差,压不密实;含水量过大时,土孔隙中会出现自由水,压实功能不能使气体排出,且压实功能的一部分被自由水抵消,减小了有效压力,压实效果也较差,会出现“弹簧“现象,且会粘轮。只有在最佳含水量时,最容易获得最佳的压实效果。理论上,在最佳含水量条件下压实到最大干密度的土体,强度相对最高,水稳定性最好。因此必须严格检测用作填料土的含水量,只有在最佳含水量±2%的范围内才允许进行碾压。在施工现场主要用酒精燃烧法来测定填料土的含水量,如出现含水量ω<ω0-2%时,需加水均匀拌和;当ω>ω0+2%时,需要晾晒。如果施工现场条件允许的话,可采用分段填筑、分段晾晒、分段碾压的处理方法,并且尽量避开雨季施工。

4.4分层填筑、分层碾压路堤填筑应采用水平分层填筑法施工。采用机械压实时,分层的最大松铺厚度,不应超过30cm(机械摊铺不超过25cm),填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度,不应小于8cm.压实土层的密实度随深度递减,表面5cm的密实度最高。施工中松铺厚度的控制采用插杆挂线,随机挖孔及水准量测综合控制。填料的摊铺采用平地机整平并辅以人工找平。

路堤边缘往往压实不到位,土体松散,造成雨后滑坍,故施工中边缘部位要求宽填50cm,以保证全宽路基的压实。因此段填方正处于山坡填筑,要求碾压时一定要由外侧向内侧开始碾压,如果由内侧向外侧碾压,将会对填料向外侧挤推,造成边缘下沉。

路基在压实过程中,并不是碾压遍数越多,压实效果越好,只有按试验路段中确定的碾压遍数进行碾压,才能保证每层的整个深度内的压实度处处均匀,达到设计规定的压实度。如碾压遍数过多,土的密实程度并不会有显著的提高,相反,会造成土体破坏,效果适得其反,且不经济。碾压过程中一定要控制好压路机的碾压速度,由试验路段确定。相邻两次的轮迹重叠应达到15~20cm,保证压实均匀,不出现漏压现象。施工机械要求自重16T以上的振动压路机、推土机、平地机等,以保证碾压质量。

4.5加强测试检验及压实控制某高填土路段要求填料最小强度、最大粒径、压实度。

为保证压实效果,必须加强测试检验,要求施工单位层层自检压实度,监理层层抽检,检测方法采用灌砂法,检测频率为施工单位按每2000m3检测4处,监理抽检频率为30%以上,抽检点应选在路基压实薄弱处,以确保路基压实质量,对压实度数据要进行数理统计分析,验证压实度代表值k必须满足的条件:k=kˉ-t0s/√n≥k0式中:kˉ-检验评定段内各检验点压实度的平均值;

t0-t分布表中随自由度和保证率(或置信度)而变的系数;

s-检验值的均方差;

n-检测点数;

k0-压实度标准值;

应用数理统计的方法,比单纯算术加权平均值法要求更为严格,只有每一压实层,检验评定合格后,才允许填筑下一层,否则,需继续碾压处理,直至合格。

当填料土质发生变化时,及同一填料填筑≥2000m3后,必须重新做重型击实试验,确定最大干容重及最佳含水量,灌砂法所用的标准砂也必须经常标定,以保证压实度检测的准确可靠性,在灌砂法的操作工艺上,取土样的底面位置必须为每一压实层底部,以保证检测数据的真实有效。只有层层控制填土的压实度,才能保证全深度范围内的压实质量。

4.6控制施工工艺,保证高填方路基的整体稳定性当路堤在斜坡上填筑,其垂直路中线测得的原坡陡于1:5时,原地面要挖成台阶状,横坡陡峻地段的半填半挖路基,必须在山坡上从填方坡角向上挖成向内倾斜的台阶,坡度为2%,台阶宽度不应小于1m,并进行夯实。笔者所监理的高填方路段,所开台阶高1m,宽2m,向内倾斜,坡度不小于2%,利用小型机具进行夯实,施工中杜绝施工单位制造假台阶蒙混过关。为了进一步加强高填方路基的整体稳定性。在地质条件较差路段,建议在台阶部位增设铺筑土工格栅的施工工艺。

5地下水与地表水的排出

水是引起路基各种病害的主要因素,我国南方省份年降水量大,山体地下水极其丰富,如处理不当,将会造成恶劣后果。为了将地下水畅通的排出路基以外,笔者监理路段填方专门设置了碎石盲沟,盲沟主沟总长度91.65m、支沟199.3m,成功地将山体中的地下水引入河流。

在肓沟修建过程中,监理人员应注意:⑴检查盲沟基槽深度、底部高程、断面尺寸、平面位置;⑵检查盲沟基础(底部不透水层)强度、纵坡;⑶检查盲沟侧墙垂直度、钭坡度、纵向顺直度;⑷检查填筑的透水材料级配、含泥量、密实度、不同透水材料的填筑层次和土工合成材料。在以上项目的检查中,如发现不符合设计标准的,要及时纠正。

随着路基填筑高度的增加,更应及时排除路基顶表积水,根据纵断面高程的变化,每隔25-30m设置一处临时排水水簸箕,这样既防止了雨水冲刷边坡造成冲沟,又能将路基顶面积水排出,避免路基顶面积水引发的各种病害,为路基雨后及时施工创造了条件。

关于高填方路基施工的建议为了更好地保证高填方路基的压实效果及整体性,减少病害的发生,建议高填方路基施工中每10层施加重夯一遍,每10层测一次弯沉,以增加压实量和检测工作,确保压实质量。