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談高填土路基的質(zhì)量監(jiān)控

2010-09-26 10:25  來源網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:本文論述了高填方路基施工中所需控制的各個(gè)環(huán)節(jié),及填方中的地下水的排引對(duì)高填方路基施工的建議。

  1、前言

  高速公路作為社會(huì)現(xiàn)代文明的產(chǎn)物,對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活起到了具大的推動(dòng)作用,因其全封閉、全立交的特點(diǎn),為滿足快速、安全、經(jīng)濟(jì)、舒適等社會(huì)發(fā)展需要,而得到迅速發(fā)展,在山區(qū)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(zhì)量,就顯得尤為重要。

  筆者在西南省份山嶺區(qū)某高速公路擔(dān)任施工監(jiān)理任務(wù)時(shí),是一段山嶺溝谷地形,自然坡較陡,雨季長,雨量大,山體地下水豐富,路基施工難度較大。本文主要針對(duì)此段高填土路基施工監(jiān)控談幾點(diǎn)粗淺看法。

  2、高填土路基的主要病害

  路基是路面的基礎(chǔ),路基施工質(zhì)量的好壞,直接影響到路面的質(zhì)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(zhì)量,尤其是控制高填方路基的施工質(zhì)量,對(duì)減少路基病害的發(fā)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(chǎn)生的原因主要是工程地質(zhì)和施工質(zhì)量。這里主要談如何控制高填方的施工質(zhì)量,以減少病害的發(fā)生。

  3、高填土路基的施工準(zhǔn)備階段

  高填方施工前,由試驗(yàn)監(jiān)理工程師配合,要求承包人對(duì)填料做下列試驗(yàn)項(xiàng)目:

 。1)液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù);

 。2)顆粒分析;

  (3)密度;

  (4)相對(duì)密度;

 。5)重型擊實(shí);

 。6)CBR;

 。7)有機(jī)質(zhì)含量及易溶鹽含量。

  施工監(jiān)理要對(duì)液限、塑限、塑性指數(shù)、液性指數(shù)、重型擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)等進(jìn)行復(fù)核,以確保標(biāo)準(zhǔn)性試驗(yàn)的準(zhǔn)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(yàn)路段進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn),確定路基施工的機(jī)械組合、壓實(shí)遍數(shù)、松鋪厚度、壓實(shí)厚度、松鋪系數(shù)等施工數(shù)據(jù)。

  4、高填方路基的施工階段

  實(shí)踐證明,如壓實(shí)度大于95%時(shí),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(shí)顯然成為控制的重點(diǎn)。路基壓實(shí)度是保證路基強(qiáng)度及路面使用質(zhì)量的關(guān)鍵,直接關(guān)系到路面的使用性能及壽命。如果路基壓實(shí)度不足,在運(yùn)營過程中,路面就可能產(chǎn)生轍槽、裂縫、沉陷等病害,使路面產(chǎn)生剪切破壞?刂茖娱g壓實(shí)度成為控制施工質(zhì)量的重中之重,應(yīng)從以下幾個(gè)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(zhì)量,在填筑前,必須對(duì)植被根系進(jìn)行徹底挖除。挖除后的根穴要進(jìn)行分層夯實(shí),達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。監(jiān)理人員要對(duì)根穴壓實(shí)進(jìn)行抽檢,而按樁號(hào)位置作好記錄,備查。清表與植根挖除后,按規(guī)定進(jìn)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(jī)土、含草皮土、生活垃圾、樹根和含有腐朽物質(zhì)的土,施工中的不合格填料必須棄掉。液限大于50,塑性指數(shù)又大于26的土,以及含水量超過規(guī)定的土,不得直接作為填料。不同性質(zhì)的土應(yīng)分別填筑,不得混填。每種填料累計(jì)總厚不宜小于0.5m。當(dāng)填料發(fā)生變化時(shí),或同一種填料填筑超過2000m3時(shí),都要取樣進(jìn)行重型擊實(shí)試驗(yàn),確定最大干密度及最佳含水量,以便指導(dǎo)路基的壓實(shí)施工。

  4.3嚴(yán)格控制含水量含水量是影響壓實(shí)效果的決定性因素,含水量較小時(shí),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(duì)移動(dòng)不容易,因此壓實(shí)效果較差,壓不密實(shí);含水量過大時(shí),土孔隙中會(huì)出現(xiàn)自由水,壓實(shí)功能不能使氣體排出,且壓實(shí)功能的一部分被自由水抵消,減小了有效壓力,壓實(shí)效果也較差,會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象,且會(huì)粘輪。只有在最佳含水量時(shí),最容易獲得最佳的壓實(shí)效果。理論上,在最佳含水量條件下壓實(shí)到最大干密度的土體,強(qiáng)度相對(duì)最高,水穩(wěn)定性最好。因此必須嚴(yán)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(nèi)才允許進(jìn)行碾壓。在施工現(xiàn)場主要用酒精燃燒法來測定填料土的含水量,如出現(xiàn)含水量ω<ω0-2%時(shí),需加水均勻拌和;當(dāng)ω>ω0+2%時(shí),需要晾曬。如果施工現(xiàn)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(yīng)采用水平分層填筑法施工。采用機(jī)械壓實(shí)時(shí),分層的最大松鋪厚度,不應(yīng)超過30cm(機(jī)械攤鋪不超過25cm),填筑至路床頂面最后一層的最小壓實(shí)厚度,不應(yīng)小于8cm。壓實(shí)土層的密實(shí)度隨深度遞減,表面5cm的密實(shí)度最高。施工中松鋪厚度的控制采用插桿掛線,隨機(jī)挖孔及水準(zhǔn)量測綜合控制。填料的攤鋪采用平地機(jī)整平并輔以人工找平。

  路堤邊緣往往壓實(shí)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(shí)。因此段填方正處于山坡填筑,要求碾壓時(shí)一定要由外側(cè)向內(nèi)側(cè)開始碾壓,如果由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓,將會(huì)對(duì)填料向外側(cè)擠推,造成邊緣下沉。

  路基在壓實(shí)過程中,并不是碾壓遍數(shù)越多,壓實(shí)效果越好,只有按試驗(yàn)路段中確定的碾壓遍數(shù)進(jìn)行碾壓,才能保證每層的整個(gè)深度內(nèi)的壓實(shí)度處處均勻,達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的壓實(shí)度。如碾壓遍數(shù)過多,土的密實(shí)程度并不會(huì)有顯著的提高,相反,會(huì)造成土體破壞,效果適得其反,且不經(jīng)濟(jì)。碾壓過程中一定要控制好壓路機(jī)的碾壓速度,由試驗(yàn)路段確定。相鄰兩次的輪跡重疊應(yīng)達(dá)到15~20cm,保證壓實(shí)均勻,不出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象。施工機(jī)械要求自重16T以上的振動(dòng)壓路機(jī)、推土機(jī)、平地機(jī)等,以保證碾壓質(zhì)量。

  4.5加強(qiáng)測試檢驗(yàn)及壓實(shí)控制某高填土路段要求填料最小強(qiáng)度、最大粒徑、壓實(shí)度。

  為保證壓實(shí)效果,必須加強(qiáng)測試檢驗(yàn),要求施工單位層層自檢壓實(shí)度,監(jiān)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(jiān)理抽檢頻率為30%以上,抽檢點(diǎn)應(yīng)選在路基壓實(shí)薄弱處,以確保路基壓實(shí)質(zhì)量,對(duì)壓實(shí)度數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析,驗(yàn)證壓實(shí)度代表值k必須滿足的條件:k=kˉ-t0s/√n≥k0式中:kˉ—檢驗(yàn)評(píng)定段內(nèi)各檢驗(yàn)點(diǎn)壓實(shí)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(shù);

  s—檢驗(yàn)值的均方差;

  n—檢測點(diǎn)數(shù);

  k0—壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)值;

  應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法,比單純算術(shù)加權(quán)平均值法要求更為嚴(yán)格,只有每一壓實(shí)層,檢驗(yàn)評(píng)定合格后,才允許填筑下一層,否則,需繼續(xù)碾壓處理,直至合格。

  當(dāng)填料土質(zhì)發(fā)生變化時(shí),及同一填料填筑≥2000m3后,必須重新做重型擊實(shí)試驗(yàn),確定最大干容重及最佳含水量,灌砂法所用的標(biāo)準(zhǔn)砂也必須經(jīng)常標(biāo)定,以保證壓實(shí)度檢測的準(zhǔn)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(shí)層底部,以保證檢測數(shù)據(jù)的真實(shí)有效。只有層層控制填土的壓實(shí)度,才能保證全深度范圍內(nèi)的壓實(shí)質(zhì)量。

  4.6控制施工工藝,保證高填方路基的整體穩(wěn)定性當(dāng)路堤在斜坡上填筑,其垂直路中線測得的原坡陡于1:5時(shí),原地面要挖成臺(tái)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(nèi)傾斜的臺(tái)階,坡度為2%,臺(tái)階寬度不應(yīng)小于1m,并進(jìn)行夯實(shí)。筆者所監(jiān)理的高填方路段,所開臺(tái)階高1m,寬2m,向內(nèi)傾斜,坡度不小于2%,利用小型機(jī)具進(jìn)行夯實(shí),施工中杜絕施工單位制造假臺(tái)階蒙混過關(guān)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)高填方路基的整體穩(wěn)定性。在地質(zhì)條件較差路段,建議在臺(tái)階部位增設(shè)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(dāng),將會(huì)造成惡劣后果。為了將地下水暢通的排出路基以外,筆者監(jiān)理路段填方專門設(shè)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(jiān)理人員應(yīng)注意:(1)檢查盲溝基槽深度、底部高程、斷面尺寸、平面位置;(2)檢查盲溝基礎(chǔ)(底部不透水層)強(qiáng)度、縱坡;(3)檢查盲溝側(cè)墻垂直度、鈄坡度、縱向順直度;(4)檢查填筑的透水材料級(jí)配、含泥量、密實(shí)度、不同透水材料的填筑層次和土工合成材料。在以上項(xiàng)目的檢查中,如發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的,要及時(shí)糾正。

  隨著路基填筑高度的增加,更應(yīng)及時(shí)排除路基頂表積水,根據(jù)縱斷面高程的變化,每隔25—30m設(shè)置一處臨時(shí)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(fā)的各種病害,為路基雨后及時(shí)施工創(chuàng)造了條件。

  關(guān)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(shí)效果及整體性,減少病害的發(fā)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(shí)量和檢測工作,確保壓實(shí)質(zhì)量。

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