從現(xiàn)場施工情況及路基檢測看,影響路基壓實(shí)度的因素有壓實(shí)功能、碾壓工藝及方法、下承層強(qiáng)度、路基土含水量等。
一般可通過選擇合理的壓路機(jī)械,試鋪試驗(yàn)段確定松鋪厚度及碾壓遍數(shù),填前對路基進(jìn)行處理和壓實(shí)等,解決壓實(shí)功能、碾壓工藝、下承層強(qiáng)度等問題。而填料含水量則由于取土場、土石類型、氣候、氣象等因素影響變化較大,施工中極難控制,因此,含水量是造成路基壓實(shí)度難以達(dá)標(biāo)的主要因素。
1 選擇合理的填土含水量
高速公路通過重型擊實(shí)試驗(yàn),用土的含水量和相應(yīng)的干密度繪出含水量———干密度關(guān)系曲線,當(dāng)壓實(shí)功能與壓實(shí)方法不變時(shí),土的干密度隨含水量的增加而增大,當(dāng)干密度達(dá)到某一值后,含水量的增加反而使密實(shí)度下降。由此,得出一個(gè)路基填土的干密度及相應(yīng)含水量?,F(xiàn)行路基壓實(shí),就采用了干密度比的壓實(shí)檢測方法。
應(yīng)當(dāng)指出的是,合理含水量區(qū)間將與土質(zhì)有很大的關(guān)系,對非滲水性土,該區(qū)間較小,對滲透水性土,該區(qū)間較大。從理論上分析,這是由擊實(shí)試驗(yàn)固定擊實(shí)所確定的。實(shí)際上,各土石方施工單位在某一路段所采用的壓路機(jī)類型是不一致的,由上述方法確定的合理含水量區(qū)間是無法直接使用的,若簡單機(jī)械套用,將可能出現(xiàn)無論如何碾壓,壓實(shí)度仍不能滿足設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。最科學(xué)的做法是,根據(jù)該路段所具有的壓實(shí)機(jī)類型,選200米左右長路段作試驗(yàn)段,在某一試鋪厚度下,改變填土含水量與碾壓遍數(shù),測定對應(yīng)的干密度,用土的含水量和相應(yīng)的干密度繪制規(guī)定碾壓遍數(shù)下的含水量、干密度關(guān)系曲線;依據(jù)這條曲線確定該壓路機(jī)可達(dá)到的干密度和相應(yīng)的含水量。在縱坐標(biāo)上標(biāo)出要求干密度的點(diǎn)(這里要求的干密度是通過室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn),求出干密度后,按要求的壓實(shí)度計(jì)算出的干密度),并以該點(diǎn)作平行于橫坐標(biāo)的水平線。這時(shí)可得出三種結(jié)論,即:
該水平線在含水量干密度關(guān)系曲線上方通過;
該水平線與含水量干密度關(guān)系曲線的頂點(diǎn)相重合;
該水平線與含水量干密度關(guān)系曲線在兩點(diǎn)相交。
如果是第一種情況,則說明增加碾壓遍數(shù)已不起作用,只能根據(jù)施工單位的具體機(jī)械情況,減薄松鋪厚度或改用較重的壓路機(jī)。
如果是第二種情況,則證明所選用的壓路機(jī)、碾壓遍數(shù)以及適宜的松鋪厚度恰能滿足要求。但碾壓時(shí)的含水量必須是含水量,而不是一個(gè)可移動(dòng)的范圍,所以很難控制。這種情況對于施工很不方便,也不好掌握。
如果是第三種情況,則證明壓實(shí)機(jī)械選型合理,給施工創(chuàng)造了非常有利的條件。如前所述,實(shí)際上路基填土含水量不可能很均勻,經(jīng)過一定碾壓遍數(shù)后所測得的干密度也不可能都相等,經(jīng)常具有一定的誤差。例如,對于路基土的干密度,其偏差系數(shù)常達(dá)3%~4%,因此,根據(jù)上述方法確定碾壓遍數(shù)或碾壓松鋪厚度時(shí),必須考慮上述含水量的非均勻性。也就是說,應(yīng)該使圖上要求干密度的這條水平線與曲線在兩點(diǎn)之間的范圍內(nèi),是較容易控制的,也符合前面從理論上分析得出的結(jié)果。在此前提下按照確定的壓實(shí)機(jī)械、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)施工是完全可能達(dá)到要求的壓實(shí)度的。不需要經(jīng)常因壓實(shí)度不夠而增加碾壓遍數(shù),或減薄松鋪厚度,或改用較重的壓路機(jī)。只需把含水量控制在合理的含水量區(qū)間即可。
2 控制含水量應(yīng)注意的幾個(gè)問題
2.1天然含水量的變化在施工時(shí),要測定取土場土的天然含水量(包括不同時(shí)間、天氣、季節(jié)的天然含水量)以及在運(yùn)到工地和攤鋪后碾壓前的含水量;以含水量為準(zhǔn),算出需要補(bǔ)充的水量。所需的水量可以在取土之前及時(shí)澆注,讓水分充分均勻地滲透到土體中,碾壓時(shí)注意測試,達(dá)到含水量方可碾壓。
2.2取土場的選擇高速公路路基土石方施工用土數(shù)量較大,設(shè)計(jì)所給出的取土場分布較散,數(shù)量多,各個(gè)不同土場土質(zhì)不一樣,其壓實(shí)性能亦不同,在施工中除考慮就近利用的原則外,還應(yīng)注意兩個(gè)問題:其一、應(yīng)按新頒的《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》首先對所選土場土樣進(jìn)行試驗(yàn),若其強(qiáng)度達(dá)不到相應(yīng)層次的要求是不允許使用的。其二、土場的天然含水量應(yīng)盡可能在合理含水量區(qū)間,以減少土中撒水。所以在施工時(shí),不應(yīng)選定土場再作試驗(yàn),而應(yīng)先作試驗(yàn)再確定土場。
2.3選擇合適的填土就填筑路堤而言,最合適的土是砂礫土、礫土及亞砂土。這些土的內(nèi)摩阻力小,粘結(jié)力小,滲水性強(qiáng),其合理含水量空間較大,容易壓實(shí),又有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性,遇水不致過分軟化。用這些土作填料不易引起路基沉陷。另外,施工中應(yīng)注意填料粒徑不能超標(biāo),若填料粒徑超標(biāo)過多過大,就易形成骨架作用,使壓路機(jī)壓不實(shí),出現(xiàn)空隙,這樣就達(dá)不到要求的干密度。
粉土質(zhì)和細(xì)砂土的土質(zhì)稍差些,這些低粘性土,也比較容易壓實(shí),在飽和狀態(tài)下,這些土容易變成流塑狀并失去承載能力。用這種土填筑路堤的邊坡,在良好的水文地質(zhì)條件下是足夠穩(wěn)定的。但是若不作與之配套的防護(hù)工程,是容易受水沖刷的。
亞粘土和重亞粘土的壓實(shí)比較難,但與粉質(zhì)土相比較它們?nèi)允潜容^有利的土。這些土具有較高的粘性與不透水性。
最難于壓實(shí)的土是粘土,在潮濕狀態(tài),這種士不穩(wěn)定,塑性較差,并容易發(fā)生剪切,在干燥狀態(tài)下,其容易喪失水分,使土體龜裂。其特點(diǎn)是液限大,含水量大,而干密度小。路基碾壓不實(shí),易形成“軟簧”,這種士不宜選用。
2.4土質(zhì)的變化土質(zhì)的變化是施工中應(yīng)隨時(shí)注意的問題,不同的土質(zhì)其干密度和含水量是不同的,不注意這一點(diǎn),始終生搬硬套一個(gè)干密度標(biāo)準(zhǔn),采用同一種機(jī)械,相同的碾壓遍數(shù)和松鋪厚度,就會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)度始終達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此在施工現(xiàn)場管理中,針對不同土場不同的土質(zhì)(甚至同一種土場不同層的土質(zhì))測試人員應(yīng)經(jīng)常注意進(jìn)行土樣的試驗(yàn),注意調(diào)整土料的干密度及含水量,合理地調(diào)整施工機(jī)械之間的組合,確定相應(yīng)的碾壓遍數(shù)及松鋪厚度,這樣才能快速有效地達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的實(shí)際效果。
2.5進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)時(shí),取樣一定要有代表性進(jìn)行土樣分析試驗(yàn)所選的土樣,在進(jìn)行重型擊實(shí)時(shí),應(yīng)使其所確定的干密度和含水量具有指導(dǎo)性、代表性;注意含水量干密度關(guān)系曲線的形狀。某些填料的含水量干密度關(guān)系曲線中含水量小的一側(cè)曲線段較陡,或整個(gè)曲線都較陡,在現(xiàn)場施工碾壓過程中就需要仔細(xì)控制含水最,如填料太干就需要增加碾壓噸位及碾壓遍數(shù),如過濕就不穩(wěn)定。如果填料的含水量干密度曲線比較平穩(wěn),則施工中就不需要非常仔細(xì)控制含水量,因?yàn)槟雺簳r(shí),含水量不是那么敏感。
一般可通過選擇合理的壓路機(jī)械,試鋪試驗(yàn)段確定松鋪厚度及碾壓遍數(shù),填前對路基進(jìn)行處理和壓實(shí)等,解決壓實(shí)功能、碾壓工藝、下承層強(qiáng)度等問題。而填料含水量則由于取土場、土石類型、氣候、氣象等因素影響變化較大,施工中極難控制,因此,含水量是造成路基壓實(shí)度難以達(dá)標(biāo)的主要因素。
1 選擇合理的填土含水量
高速公路通過重型擊實(shí)試驗(yàn),用土的含水量和相應(yīng)的干密度繪出含水量———干密度關(guān)系曲線,當(dāng)壓實(shí)功能與壓實(shí)方法不變時(shí),土的干密度隨含水量的增加而增大,當(dāng)干密度達(dá)到某一值后,含水量的增加反而使密實(shí)度下降。由此,得出一個(gè)路基填土的干密度及相應(yīng)含水量?,F(xiàn)行路基壓實(shí),就采用了干密度比的壓實(shí)檢測方法。
應(yīng)當(dāng)指出的是,合理含水量區(qū)間將與土質(zhì)有很大的關(guān)系,對非滲水性土,該區(qū)間較小,對滲透水性土,該區(qū)間較大。從理論上分析,這是由擊實(shí)試驗(yàn)固定擊實(shí)所確定的。實(shí)際上,各土石方施工單位在某一路段所采用的壓路機(jī)類型是不一致的,由上述方法確定的合理含水量區(qū)間是無法直接使用的,若簡單機(jī)械套用,將可能出現(xiàn)無論如何碾壓,壓實(shí)度仍不能滿足設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象。最科學(xué)的做法是,根據(jù)該路段所具有的壓實(shí)機(jī)類型,選200米左右長路段作試驗(yàn)段,在某一試鋪厚度下,改變填土含水量與碾壓遍數(shù),測定對應(yīng)的干密度,用土的含水量和相應(yīng)的干密度繪制規(guī)定碾壓遍數(shù)下的含水量、干密度關(guān)系曲線;依據(jù)這條曲線確定該壓路機(jī)可達(dá)到的干密度和相應(yīng)的含水量。在縱坐標(biāo)上標(biāo)出要求干密度的點(diǎn)(這里要求的干密度是通過室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn),求出干密度后,按要求的壓實(shí)度計(jì)算出的干密度),并以該點(diǎn)作平行于橫坐標(biāo)的水平線。這時(shí)可得出三種結(jié)論,即:
該水平線在含水量干密度關(guān)系曲線上方通過;
該水平線與含水量干密度關(guān)系曲線的頂點(diǎn)相重合;
該水平線與含水量干密度關(guān)系曲線在兩點(diǎn)相交。
如果是第一種情況,則說明增加碾壓遍數(shù)已不起作用,只能根據(jù)施工單位的具體機(jī)械情況,減薄松鋪厚度或改用較重的壓路機(jī)。
如果是第二種情況,則證明所選用的壓路機(jī)、碾壓遍數(shù)以及適宜的松鋪厚度恰能滿足要求。但碾壓時(shí)的含水量必須是含水量,而不是一個(gè)可移動(dòng)的范圍,所以很難控制。這種情況對于施工很不方便,也不好掌握。
如果是第三種情況,則證明壓實(shí)機(jī)械選型合理,給施工創(chuàng)造了非常有利的條件。如前所述,實(shí)際上路基填土含水量不可能很均勻,經(jīng)過一定碾壓遍數(shù)后所測得的干密度也不可能都相等,經(jīng)常具有一定的誤差。例如,對于路基土的干密度,其偏差系數(shù)常達(dá)3%~4%,因此,根據(jù)上述方法確定碾壓遍數(shù)或碾壓松鋪厚度時(shí),必須考慮上述含水量的非均勻性。也就是說,應(yīng)該使圖上要求干密度的這條水平線與曲線在兩點(diǎn)之間的范圍內(nèi),是較容易控制的,也符合前面從理論上分析得出的結(jié)果。在此前提下按照確定的壓實(shí)機(jī)械、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)施工是完全可能達(dá)到要求的壓實(shí)度的。不需要經(jīng)常因壓實(shí)度不夠而增加碾壓遍數(shù),或減薄松鋪厚度,或改用較重的壓路機(jī)。只需把含水量控制在合理的含水量區(qū)間即可。
2 控制含水量應(yīng)注意的幾個(gè)問題
2.1天然含水量的變化在施工時(shí),要測定取土場土的天然含水量(包括不同時(shí)間、天氣、季節(jié)的天然含水量)以及在運(yùn)到工地和攤鋪后碾壓前的含水量;以含水量為準(zhǔn),算出需要補(bǔ)充的水量。所需的水量可以在取土之前及時(shí)澆注,讓水分充分均勻地滲透到土體中,碾壓時(shí)注意測試,達(dá)到含水量方可碾壓。
2.2取土場的選擇高速公路路基土石方施工用土數(shù)量較大,設(shè)計(jì)所給出的取土場分布較散,數(shù)量多,各個(gè)不同土場土質(zhì)不一樣,其壓實(shí)性能亦不同,在施工中除考慮就近利用的原則外,還應(yīng)注意兩個(gè)問題:其一、應(yīng)按新頒的《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》首先對所選土場土樣進(jìn)行試驗(yàn),若其強(qiáng)度達(dá)不到相應(yīng)層次的要求是不允許使用的。其二、土場的天然含水量應(yīng)盡可能在合理含水量區(qū)間,以減少土中撒水。所以在施工時(shí),不應(yīng)選定土場再作試驗(yàn),而應(yīng)先作試驗(yàn)再確定土場。
2.3選擇合適的填土就填筑路堤而言,最合適的土是砂礫土、礫土及亞砂土。這些土的內(nèi)摩阻力小,粘結(jié)力小,滲水性強(qiáng),其合理含水量空間較大,容易壓實(shí),又有足夠的強(qiáng)度、穩(wěn)定性,遇水不致過分軟化。用這些土作填料不易引起路基沉陷。另外,施工中應(yīng)注意填料粒徑不能超標(biāo),若填料粒徑超標(biāo)過多過大,就易形成骨架作用,使壓路機(jī)壓不實(shí),出現(xiàn)空隙,這樣就達(dá)不到要求的干密度。
粉土質(zhì)和細(xì)砂土的土質(zhì)稍差些,這些低粘性土,也比較容易壓實(shí),在飽和狀態(tài)下,這些土容易變成流塑狀并失去承載能力。用這種土填筑路堤的邊坡,在良好的水文地質(zhì)條件下是足夠穩(wěn)定的。但是若不作與之配套的防護(hù)工程,是容易受水沖刷的。
亞粘土和重亞粘土的壓實(shí)比較難,但與粉質(zhì)土相比較它們?nèi)允潜容^有利的土。這些土具有較高的粘性與不透水性。
最難于壓實(shí)的土是粘土,在潮濕狀態(tài),這種士不穩(wěn)定,塑性較差,并容易發(fā)生剪切,在干燥狀態(tài)下,其容易喪失水分,使土體龜裂。其特點(diǎn)是液限大,含水量大,而干密度小。路基碾壓不實(shí),易形成“軟簧”,這種士不宜選用。
2.4土質(zhì)的變化土質(zhì)的變化是施工中應(yīng)隨時(shí)注意的問題,不同的土質(zhì)其干密度和含水量是不同的,不注意這一點(diǎn),始終生搬硬套一個(gè)干密度標(biāo)準(zhǔn),采用同一種機(jī)械,相同的碾壓遍數(shù)和松鋪厚度,就會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)度始終達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此在施工現(xiàn)場管理中,針對不同土場不同的土質(zhì)(甚至同一種土場不同層的土質(zhì))測試人員應(yīng)經(jīng)常注意進(jìn)行土樣的試驗(yàn),注意調(diào)整土料的干密度及含水量,合理地調(diào)整施工機(jī)械之間的組合,確定相應(yīng)的碾壓遍數(shù)及松鋪厚度,這樣才能快速有效地達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的實(shí)際效果。
2.5進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)時(shí),取樣一定要有代表性進(jìn)行土樣分析試驗(yàn)所選的土樣,在進(jìn)行重型擊實(shí)時(shí),應(yīng)使其所確定的干密度和含水量具有指導(dǎo)性、代表性;注意含水量干密度關(guān)系曲線的形狀。某些填料的含水量干密度關(guān)系曲線中含水量小的一側(cè)曲線段較陡,或整個(gè)曲線都較陡,在現(xiàn)場施工碾壓過程中就需要仔細(xì)控制含水最,如填料太干就需要增加碾壓噸位及碾壓遍數(shù),如過濕就不穩(wěn)定。如果填料的含水量干密度曲線比較平穩(wěn),則施工中就不需要非常仔細(xì)控制含水量,因?yàn)槟雺簳r(shí),含水量不是那么敏感。