浅谈包边土填砂路基施工技术

2014-07-21 03:15吴仕涛
中国新技术新产品 2014年8期
关键词:松铺包边盲沟

吴仕涛

(江苏省镇江市路桥工程总公司,江苏 镇江 212004)

1 概述

宿迁至新沂高速公路是江苏高速公路网规划“五纵九横五联”中“联一”的重要组成部分,在新沂河特大桥与沭河大桥之间设置一段长度约1.9km的路基,该段落地势平坦,良田密布,土源紧张。为减少占用良田,在路基附近设取土坑集中取土。由于取土坑原地面至以下1.0m左右为粘土,原地面以下1.0m~3.0m为砂,故该段路基中部填筑设计调整为素砂填筑,路基两侧做包边土处理。

压实度是路基工程中一个非常重要的质量指标。但对于无粘聚性的纯砂来说,压实质量较难控制,压实度检测较困难。结合宿迁至新沂高速公路SXXY1标包边土填砂路基的工程实践,介绍了包边土填砂路基的施工技术,提出了质量控制方法和质量检测中应注意事项。

2 填料的选择

取土坑砂质基本相同,原地面以下1.0~2.0m砂的细度模数在1.6~2.0之间,原地面以下2.0~3.0m砂的细度模数在1.4~1.6之间,含泥量均在3%左右。两种砂均属低液限砂土,CBR值为26.5%,满足路基填料要求。从压实度的检测结果来看,两种砂料经正常碾压后均能满足压实度的要求;从成型情况来看,含泥均匀、含泥量在2%~3%的砂质更容易结板成型;如砂中有泥块,会造成局部软弱弹簧。

3 施工工艺

施工流程:准备工作→填筑两侧包边土→施工碎石盲沟→汽车运输砂料→推土机推平、初压→平地机整平→洒水至含水率14%左右→振动压路机静压1遍,振压1~2遍→洒水车补洒水→振动压路机继续振压至要求压实度→轮胎压路机碾压→检测合格→下一层填筑

3.1 击实试验

采用重型击实试验,砂的最大干密度为1.720g/cm3,最佳含水量为13.6%。

3.2 包边土填筑

考虑到填砂路基边坡抗雨水冲刷性能较差,采用了路基两侧3m宽填筑5%石灰土作为包边土的工艺,在填砂前应先做好两侧包边土。包边土施工时,应尽量避免土掉入填砂路基中,因为土会吸收砂中的水分,易造成局部软弱弹簧。

3.3 碎石盲沟

填砂路基的排水设施非常重要。在填砂路基的底部设置纵向和横向碎石盲沟,横向、纵向盲沟之间应搭接。横向碎石盲沟每20m设置一道,在第一层包边土施工后反开挖施工。横向碎石盲沟必须穿过包边土路基,将水排出路基范围。纵向碎石盲沟在第一层砂料摊铺前施工。横向碎石盲沟底部及两侧用防渗土工布、顶部用透水土工布包裹,纵向碎石盲沟底部及靠包边土的一侧用防渗土工布、顶部和靠填砂路基的一侧用透水土工布包裹,防止土粒或砂粒将碎石间的空隙堵塞,降低盲沟的排水功能。

3.4 砂的运输

施工中我们发现,8吨以上双后桥自卸车在碾压成型后的填砂路基上可载重行驶,可缓慢匀速调头,调头半径尽量大一些。由于砂无粘聚性,表面松散不易板结,车辆在砂层上行走易形成车辙,对砂层表面扰动很大,所以在填砂路基上继续上砂时,要保持砂表面湿润,含水率控制在12~16%,如出现较深车辙,用推土机整平、压路机碾压。

3.5 砂的摊铺

试验段施工时,砂的摊铺使用了履带式TY140、TY160二种型号的推土机,采用PY180平地机进行整平。试验表明,由于砂无粘聚性,推土机功率太大,机械使用效率不高,不利于成本控制;功率太小,起不到初步碾压的效果。TY140推土机使用效果较好。

3.6 施工作业控制

(1)松铺厚度

试验段施工时,松铺厚度按30cm、40cm、50cm分别进行了试验,含水率控制在11.6~15.6%,YZ18振动压路机静压1遍,振压4~6遍,松铺厚度30cm、40cm的段落压实度均达到93%以上,松铺厚度50cm的段落压实度仅能达到92%左右。故建议在通常采用振动压路机作为压实机具的条件下,松铺厚度不超过40cm。

(2)横坡

施工中我们发现,填筑第一层砂时,砂的保水性相对较好,逐层填高后,水很容易透过砂层,沿下承粘土层顶面从横向碎石盲沟处排出。故填筑第一、二层砂时,施工横坡度控制在2%左右,能及时排除下雨后的表面积水;逐层填高后,横坡度可以适当减小,因为横坡度大,下雨时砂层表面易形成冲沟,将碾压成型的填砂路基破坏。

(3)平整度

用平地机刮平一遍,就基本能保证较好的平整度,但运砂车辆行走又会扰动砂层表面,影响其平整度,比较难控制。对于填砂路基,因为填料无粘聚性,所以其表面平整度控制的现实意义不大,对于运输车辆行走产生的表面轮迹不需要进行反复处治。

(4)松铺系数

试验段时,按如下方法测量了松铺系数:设置了10个桩号,每个桩号在两侧距中桩各5m、10m、15m处共设置六个测点,观测计算每个测点松铺前的高程①、松铺后的高程②、压实度合格后的高程③,计算出松铺厚度(②-①)、成型厚度(③-①),进而计算出每个测点的松铺系数(②-①)/(③-①)。考虑机械施工对测点的影响,去掉一个最大值和最小值后,取剩余值的平均值作为松铺系数。经计算,松铺系数约1.15。

3.7 洒水

填砂路基施工,洒水是关键,洒水车的喷头要采用喷雾式,不得采用高压式喷管,以免形成冲沟,不仅需要平地机反复整平,且压路机碾压后易造成局部压实度不合格;冲沟较深时甚至会破坏下层结构。

砂的含水率低于最佳含水率需补水时,为保证洒水车在砂层表面正常行驶,先用推土机推平砂层,再用推土机履带碾压一遍后,5T的洒水车装满水后即可行走洒水。若采用大型洒水车,需将洒水车停在包边土路基上,从洒水车上接管洒水,此种方法洒水速度较慢,机械使用效率较低,不利于成本控制。正常情况下,一个作业段只要配备2台5T洒水车,就能很好地解决填砂路基的洒水问题。

3.8 碾压

(1)碾压工艺

试验段使用了TY140推土机推平砂料,推土机作业时本身就对砂层进行初步压实,压实度可达到83%左右。主要的压实机具采用YZ18振动压路机,碾压时先慢后快、先静后振、先弱振后强振、先边后中、纵向进退式进行,用高频率、低振幅的方法进行振压,碾压速度2~4km/h,轨迹重叠宽度不小于1/3轮宽。为确保填砂路基与包边土相接处的压实质量,需增加该处的碾压遍数,最后一遍做跨缝碾压。

一个作业段需配备2台YZ18振动压路机才能满足施工要求,因为砂没有粘聚性,呈松散状,压路机的压实功效不能充分传递,碾压遍数较多。

试验段施工时,使用YL-16胶轮压路机进行终压。试验表明,胶轮压路机碾压2遍,压实度提高并不明显,基本上只起到表面收光的作用。故考虑胶轮压路机碾压1遍作表面收光。

(2)碾压遍数

试验表明,松铺厚度40cm的填砂路基,含水率控制在11.6~15.6%,YZ18振动压路机静压1遍(注:压路机往返一次按一遍计),振压4~6遍,压实度可达到93%以上;振压6~8遍,压实度可达到94%以上。

(3)压实度检测

填砂路基的压实度检测,能够使用灌砂法且效果较好。但砂无粘聚性,填砂路基表面5cm之内受压路机轮迹的影响,故压实度检测时,需将表面5cm的砂料清除,检测表面下5cm至该层底的压实度。

4 沉降观测

对沉降观测结果进行分析,填砂路基60天内的工后沉降较大,但60天后沉降明显减少,路基趋于稳定,故不需进行堆载预压等特殊处理。待填砂路基稳定(沉降观测值小于5mm/月)后,才可进行96区路基的施工。

结语

采用包边土填砂路基,具有因地制宜、质量可靠、工期较短、造价经济、环保文明等特点,在宿迁至新沂高速公路SX-XY1标工程中取得明显的效果,为土方缺乏、但砂料丰富的地区进行路基施工提供了经验。

[1]JTG F10-2006,公路路基施工技术规范[S].中交第一公路工程局有限公司.北京:人民交通出版社,2006.

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