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谈砂性土路基填筑施工工艺

2019/12/08 阅读:

摘要:首先介绍了路基所用砂性土的类型,包括一类、二类、三类砂性土,然后对作为砂性土重要技术参数的最大干容重的确定方法进行了分析,最后结合实际工程,详细阐述了砂性土路基的填筑工序和施工工艺,以供同行参考。

关键词:公路工程;砂性土;路基填筑;施工工艺

引言

砂性土中含有大量的砂土粒,其黏性比较强,经过碾压施工之后,砂性土的强度得到有效提升,水稳定性也较低,是性能比较好的路基填筑材料,可以满足多种施工条件的使用需要。砂性土在公路路基填筑施工中属于细砂材料,颗粒比较小,但是在使用的过程中长期受到风蚀,导致土粒较为圆润,颗粒之间的黏聚性非常差,无法形成整体结构,在外力作用下其表面会出现偏移现象。所以在砂性土填筑过程中,应根据需要进行压实与下料。

1路基所用砂性土类型

通常来说,根据土工试验与相应的技术要求,路基砂性土主要可以分为如下几种类型:(1)一类砂性土,其0.074mm粒径以下的颗粒占比不足5%,塑性较差,级配性能非常低;(2)一至二类砂性土,其0.074mm粒径的颗粒占比在5%以上;(3)二类砂性土,主要为细粒土砂结构,塑性较强,通常0.074mm粒径的颗粒占比为5%~15%;(4)三类砂性土,其0.074mm粒径的颗粒占比为5%~50%,塑性指数大[1]。

2确定最大干容重

干容重是不含水情况下的容重参数,是确定压实性能的重要指标。干容重越大的材料,其压实效果越好。因此,砂性土的最大干容重是非常重要的技术参数之一,一般通过实验室计算确定。最大干容重的确定方法有如下两种:(1)在砂性土内加入适量的水,使其达到水饱和的状态,此时可以通过施加外部压力,对内部水分进行摩擦处理,排出内部的气体,进而组合成为整体结构,使得压实度处于最佳状态,称之为湿振法;(2)在砂性土内不含水或者含水量较低的情况下,通过外力加压处理,可以增加内部摩擦力,排净内部气体,提升其强度和结合度,然后确定最大干容重参数,称之为干振法。

3砂性土路基填筑工序

3.1工程概况

某公路工程整个施工线路内地势比较平坦,并且分布有较多耕地,属于北温带大陆性气候,在环境温度最低的情况下,最大冻深超过2m,冻胀问题比较突出。沿线的地下水埋深平均为5m,最浅的也在2~3m。地表水主要是自然降水过程中产生的,形成径流结构,由于工程所在地地势比较平坦且水量充足,路基积水问题比较严重,冬季易发生冻胀,而春季温度上升比较快,水分会快速渗入底层结构,因此地基强度和稳定性都无法满足要求[2]。

3.2取土与运输

(1)取土及土样分析本项目的取土场设置在路段北侧1.1km处,面积为22万m2,总计可以取土80万m3。对取土场中的土进行土工试验,以明确施工参数。通过试验,可以确定该位置的土含水量为12%,属于低液限黏土质砂,25mm贯入量下的CBR试验值为9.3%。确定了土粒参数,明确该土样中0.074mm粒径颗粒所占比例为13.2%,最大干容重为1.81g/cm3。根据砂性土的分类,可以确定本工程取土场的土为二类低液限细粒土质砂。(2)运输砂性土的性质导致其运输难度非常高。在公路路基填筑过程中,有效地取土是非常重要的环节。本次工程中使用自卸车将砂性土直接运输到规定位置进行填筑,并不需要进行大面积的二次倒运处理,施工效率有所提升。一般来说,自卸车在砂性土表层行驶极易出现轮胎下沉的现象,从而导致交通事故的发生,尤其是在干燥砂性土上,最多行驶10m就会出现轮胎下沉,从而增大了取土难度。在具体的操作过程中,应合理确定一次取土量,并合理确定取土地点与路基施工位置的距离,由远至近地取,如果地势存在高度差,则应先取高处的土。

3.3填筑施工准备

路基填筑施工开始前,要根据工程需要制定详细的施工计划,合理划分填筑层次,准确地确定分层标高、分层数量。填筑施工开始前,应根据需要布置排水基础设施,并且保证边沟连通排水。由于施工地区处于低洼路段,特别是在进行边沟加固施工前,应先将施工位置的基层土全部清除。清除地表基层结构之后要进行一次碾压,以保证路基密实度达标。在正式开始填筑施工前,需通过试验确定技术参数。通常需要在监理工程师的监督之下选取200m路段进行试验。通过试验确定工程技术参数,主要包括松铺厚度、工序、碾压速度以及最佳含水量等[3]。

3.4填筑技术

(1)填筑要求路基填筑施工应采用分层填筑的方式,填筑好一层就压实一层,按照由低到高的顺序进行。填筑中应该明确标注上料间隔距离,一般松铺厚度为20~25cm;摊铺施工阶段,需要进行拉线整平处理,每间隔20m进行横向拉线。铺筑施工完成之后,在路基表面设置2%~3%的横坡。在第一层填筑施工的过程中,需严格控制施工参数,在路基边缘位置用黏土材料包边,包边的宽度至少为1m。在纵向摊铺施工的过程中,应预先留出横向台阶,宽度在2m左右。铺筑100m之后要在两侧设置百米桩,随着铺筑间距的加长需要设置公里桩与标段分界碑。每填筑一层材料,碾压完成之后要检测其密实度,达到要求之后才能进行下一层的填筑施工。填筑宽度需要达到设计要求,不能小于设计宽度,然后进行削坡处理,在保证宽度达到要求的基础上,边缘压实度也应满足要求。削坡完成之后,立即采取措施进行防护处理,避免雨水冲刷,否则密实度将难以达到要求。(2)填筑过程首先,应该做好准备工作,包括测量放样、地基表土的清理和压实;其次,在地基表土清理完成之后,需进行检验,达到要求之后方可填筑。本工程项目中的砂性土上料难度非常高,在填筑施工中高出地表1.5m,此时车辆行驶难度更高。为了确保材料的顺利运输,需要采取分层填筑的施工方式,主要用到的材料是砂性土、黑砂土。土工试验结果显示,CBR值为213、最大干密度达到1.91cm3的表面黑砂土可以作为本次工程的填料。因其具备一定的黏性,在外力作用之下易分散,可以减小处理难度。在实施过程中,首先需要在表层填筑一层黑砂土进行便道结构施工,此时应该在两侧各铺设一层黑砂土,宽度为5m,以满足车辆行驶需要。根据需要进行卸料处理,然后进行碾压施工,按照要求可以完成一个区段的路基填筑施工。填筑完成之后,应在横断面全宽度内上料,松铺厚度为30cm,坡度为4%。压实度满足要求之后开始后续施工[4]。在填筑施工的过程中,应该在指定的取土场取土作为填料,摊铺施工结束之后进行初步碾压,后续使用压路机碾压以消除表面轮迹。在碾压施工过程中,应该遵循从轻到重、从弱到强、由内而外的顺序。碾压过程中,应根据需要进行洒水,确保填筑部位的含水量达到要求(不超出最大含水量的±2%)。根据压缩沉降量确定压实次数。压实次数过少,会导致压实度难以达到要求;而压实次数过多,则会导致土体液化。(3)碾压施工在碾压施工环节,首先应该轻压1~3遍,然后采用32t压路机振动压实,次数为3~4遍。碾压施工过程中,应该采用半轮压实的方式,此时土的含水量在1%左右为最佳。一层施工结束之后,后续施工需要间隔一定的时间。由于砂性土中水量蒸发速度过快,应该在施工前洒适量的水,保证其达到水饱和状态,在第二天的碾压施工中即可达到黏结度的要求,从而保证压实度达到要求。填筑施工完成之后,需要对砂性土路基进行养护施工,避免水分过度蒸发,达到养护要求之后才能进行后续的施工[5]。

4结语

砂性土路基的施工难度较高,填料的运输与压实是非常重要的环节,也是难度最高的工序,所以需要结合实际情况严格按规范作业,保证路基施工质量达标,从而为整个公路工程的顺利施工奠定良好的基础。

参考文献:

[1]张玮,张宁.公路建设中砂性土路基填筑施工工艺研究[J].工程技术研究,2018(12):156-157.

[2]张亚可.浅谈公路建设中砂性土路基填筑的施工工艺[J].建筑工程技术与设计,2018(17):3073.

[3]智强.浅谈公路建设中砂性土路基填筑的施工工艺[J].价值工程,2010,29(35):80.

[4]钟建业.探讨砂性土路基填筑施工工艺[J].科技展望,2015(19):36.

[5]刘宏章.公路建设中砂性土路基填筑施工工艺探讨[J].科学与财富,2012(12):211.

作者:程飞 曾露 单位:江西省交通工程集团投资有限公司

谈砂性土路基填筑施工工艺

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