砂土路基施工的論文
摘 要：簡(jiǎn)單介紹了砂土的特性，針對(duì)砂土路基在壓實(shí)過程中存在的壓實(shí)度不足、表面松散、起皮、含水量不易控制等問題，從機(jī)械配置、作業(yè)方法等方面入手闡述了具體的解決方法及檢測(cè)方法，以期指導(dǎo)實(shí)踐。
關(guān)鍵詞：砂土路基，壓實(shí)度，含水量，作業(yè)方法中圖分類號(hào)：U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A0 引言高速公路設(shè)計(jì)施工要考慮的一個(gè)很重要的問題就是盡量能夠就地取材，降低工程成本，同時(shí)也保護(hù)環(huán)境。砂土路基施工時(shí)，就要充分掌握砂土的特性，找出最好的施工方法，在保證質(zhì)量的前提下，加快施工進(jìn)度。
1 砂土的特性
砂土水穩(wěn)定性好、透水性強(qiáng)、沉陷快、飽水易壓實(shí)、毛細(xì)水上升高度小，是一種良好的路基填料。但砂土存在塑性指數(shù)極低，不易壓實(shí)，失水后易滑坍，干穩(wěn)定性差的缺陷。
砂土級(jí)配不良，天然條件下不可能自己形成較緊密的土體，只有通過飽水壓實(shí)才能縮小顆粒間距，形成一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。由于砂土與粘土在土質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)上的差異，在施工中砂土與粘土的具體操作及各項(xiàng)控制指標(biāo)也存在著很大差別。因此，砂土的壓實(shí)控制便成了施工中一個(gè)最棘手的問題，也是工程中最薄弱的環(huán)節(jié)。
2 施工中常遇到的問題，解決方法、控制、要求壓實(shí)效果的好壞，是直接影響工程質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要因素。
砂土路基在壓實(shí)過程中經(jīng)常存在壓實(shí)度達(dá)不到要求，表面松散、起皮，含水量不易控制等問題。高密實(shí)度性能可以在正確選擇壓實(shí)方法，所采用的壓實(shí)機(jī)械參數(shù)和壓實(shí)工況的基礎(chǔ)上達(dá)到。主要從以下幾個(gè)方面來重點(diǎn)控制。
2.1 機(jī)械配置
施工機(jī)械的配備要滿足施工需要，作業(yè)方法簡(jiǎn)單快速，經(jīng)濟(jì)合理，機(jī)械必須要配套。機(jī)械的數(shù)量則要從工程的規(guī)模、性質(zhì)、施工要求、資金來源、配套設(shè)施、工期長(zhǎng)短等方面來考慮配備。在公路施工前，要根據(jù)各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，正確的選擇壓路機(jī)。選擇壓路機(jī)的主要根據(jù)是：被壓材料的種類、性質(zhì)、顆粒組成、含水量和鋪層厚度及施工條件、工程進(jìn)度以及所要求的壓實(shí)度、平整度和各種壓路機(jī)的技術(shù)性能等，砂土的抗剪切能力是非常差的，所以羊足碾、三腳碾是不適用于砂土壓實(shí)的。大型振動(dòng)壓路對(duì)壓實(shí)效果并不顯著，激振力40 t的振動(dòng)壓路機(jī)在碾壓兩遍、三遍、四遍的壓實(shí)度增長(zhǎng)并不明顯，是不經(jīng)濟(jì)適用的。對(duì)于砂土的壓實(shí)，可以選用振動(dòng)壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)，且振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)選擇22 t以內(nèi)的輕型壓路機(jī)為宜，輪胎壓路機(jī)則應(yīng)選擇18 t以上的稍大噸位的壓路機(jī)效果更好。平地機(jī)與推土機(jī)的選擇要綜合考慮，因?yàn)樯巴恋臄備佌绞呛苋菀椎模栽谶@兩類機(jī)械的選擇上，可以互補(bǔ)。另外，砂土施工時(shí)含水量控制范圍較小，灑水車配備要充足，一般兩臺(tái)足夠。在必要的時(shí)候（如砂土的天然含水量大于24%以上時(shí)），可以增加旋耕拌和機(jī)用以翻松晾曬。
綜上所述，每套機(jī)械的組合為：兩臺(tái)16 t~22 t振動(dòng)壓路機(jī)，一臺(tái)18 t以上膠輪壓路機(jī)，一臺(tái)120 kW以上推土機(jī)，一臺(tái)160 kW以上平地機(jī)，兩臺(tái)灑水車，另可增加50型旋耕機(jī)一臺(tái)。
2.2 含水量控制
砂土路基施工時(shí)有一句行話：“大雨大干，小雨小干，不下雨灑水干。”可見含水量對(duì)砂土路基壓實(shí)的重要性。低液限土的擊實(shí)曲線，較粘性類土來說兩側(cè)坡度較陡（砂土的最大干密度一般在1。 68 g/cm3~1。 79 g/cm3），也就是施工時(shí)含水量控制范圍更小，因此，施工時(shí)含水量控制要求較高，過大、過小都容易引起松散、起皮。砂土和粉砂土現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，水分容易蒸發(fā)，所以在最佳含水量±2%并不能達(dá)到壓實(shí)度要求。含水量比最佳含水量大時(shí)更容易壓實(shí)。但就低液限粘土而言，如果含水量過大，機(jī)械振動(dòng)會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。相對(duì)其他土質(zhì)更容易出現(xiàn)“軟彈”現(xiàn)象，因此，氣溫較高且空氣干燥時(shí)，砂土碾壓時(shí)含水量控制在比最佳含水量高出4%~6%，雨季施工時(shí)控制在高出3%~5%為宜。當(dāng)土的含水量偏低時(shí)，一般做法是灑水車灑水后拌和。但這種作法由于水的沖力，在松土上灑水，水容易在表面形成水窩。
在光面上灑水，水流淌造成浪費(fèi)，滲透不到底部，效果不佳，而且造成含水量不均勻。對(duì)于純砂土路基，采用在路基旁邊打井的方法解決水源問題，這樣既加快了施工速度，還節(jié)省了施工費(fèi)用，比灑水車灑水節(jié)省2/3費(fèi)用。在原狀土天然含水量很大時(shí)，如24%以上時(shí)，就應(yīng)當(dāng)用旋耕拌和機(jī)翻拌晾曬，在含水量大于最佳含水量5%左右時(shí)馬上碾壓。
2.3 作業(yè)方法
作業(yè)段長(zhǎng)度在100 m以內(nèi)，主要是考慮砂土的水分散失快，如果壓實(shí)不及時(shí)，那么在后來碾壓時(shí)，前段的含水量已經(jīng)偏低，造成了含水量的不均勻，會(huì)給壓實(shí)造成一定的困難。壓實(shí)層厚控制在25 cm之內(nèi)。整平后，先由振動(dòng)壓路機(jī)穩(wěn)壓一遍，一般壓實(shí)度達(dá)80%左右，接著振動(dòng)壓路機(jī)對(duì)砂土碾壓4遍~6遍，振動(dòng)碾壓時(shí)宜采用2擋（2。 0 km /h~2。 5 km/h），碾壓輪跡相互搭接。輪跡重疊的方法是由寬到窄，再由窄到寬。碾壓時(shí)，先錯(cuò)1/2輪弱振1遍，然后錯(cuò)1/3輪強(qiáng)振碾壓直到壓實(shí)度基本合格為止（一般4遍），再錯(cuò)1/2輪弱振1遍。機(jī)械不宜在碾壓過的路基上掉頭。振動(dòng)碾壓后，再用輪胎壓路機(jī)壓1遍~2遍，輪胎壓路機(jī)正好壓實(shí)表層不能被振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)的2 cm，保證表層壓實(shí)度及表面平整度。如此錯(cuò)輪方法能最大限度地保證表面平整度，消除輪跡。對(duì)于路基局部邊角地帶，如橋臺(tái)或擋墻后背，壓路機(jī)不能碾壓的部位，應(yīng)采用小型手扶式振動(dòng)壓路機(jī)或采用蛙式夯實(shí)機(jī)進(jìn)行碾壓夯實(shí)，或采用灌水法。碾壓完畢，檢驗(yàn)壓實(shí)度、平整度、標(biāo)高、寬度、橫坡度，各項(xiàng)指標(biāo)合格后，及時(shí)進(jìn)行下一層的填筑施工，盡可能減少成型的砂土路基失水。當(dāng)不能及時(shí)填筑下一層砂土?xí)r，應(yīng)注意及時(shí)灑水，保持足夠的水分。在碾壓過程中要突出快速作業(yè)，這樣的壓實(shí)會(huì)更容易達(dá)到要求。
由以上總結(jié)出：砂土路基的施工控制含水量要大于最佳含水量4%左右，這樣在施工中才能保證壓實(shí)，在碾壓過程當(dāng)中如出現(xiàn)含水量不足的現(xiàn)象，就應(yīng)當(dāng)立即停止碾壓，開始灑水，待含水量合適時(shí)繼續(xù)碾壓，如不灑水，很難達(dá)到規(guī)范要求的壓實(shí)度。而如果因?yàn)楹窟^大出現(xiàn)濕軟彈簧時(shí)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆窬涂梢粤耍驗(yàn)樯巴琳舭l(fā)和滲水速度都比較快。這一點(diǎn)尤其體現(xiàn)在雨后，砂土路基表面稍經(jīng)風(fēng)干，馬上碾壓，可取得突出的壓實(shí)效果。碾壓時(shí)要注意錯(cuò)輪方法，消除輪跡，并在含水量合適時(shí)盡快完成。
2.4 其他方面的要求
目前常采用重型標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法來測(cè)定土的最佳含水量和最大密實(shí)度，擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性對(duì)路基施工來說就是一桿稱，擊實(shí)試驗(yàn)不準(zhǔn)確，檢查壓實(shí)度就失去了意義。擊實(shí)試驗(yàn)的土樣要能夠充分代表本段路基施工的情況，用來試驗(yàn)的儀器應(yīng)當(dāng)是經(jīng)過標(biāo)定和檢定，所得出的擊實(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)是絕對(duì)可靠的。砂土的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)比粘土要更加嚴(yán)格，避免誤差超過允許范圍。
3 砂土路基的壓實(shí)度檢測(cè)
對(duì)填砂路基壓實(shí)度，采用什么方法進(jìn)行檢測(cè)更為準(zhǔn)確，我們?cè)谑┕ぶ袑?duì)灌砂法、環(huán)刀法進(jìn)行同點(diǎn)對(duì)比試驗(yàn)。環(huán)刀法快捷方便，尤其是極細(xì)砂在不失水狀態(tài)下，用環(huán)刀法測(cè)試較為快捷。但在取樣時(shí)有一定的難度，也可能引起較大的誤差。
灌砂法是最常見的實(shí)驗(yàn)方法之一，操作簡(jiǎn)單，結(jié)果較為精確。
4 遺留的問題
1）砂土路基的防護(hù)。由于砂土受水流沖刷非常容易流失塌陷，所以采用什么樣的防護(hù)形式就非常值得思考，而且如果是高填方路基，則更加需要保證路基不受雨水的沖蝕，保證其穩(wěn)定性。
2）砂土摻灰后的CBR值較低，甚至不能達(dá)到規(guī)范的要求，那么砂土地區(qū)底基層施工就有一定的難度，采取什么樣的處理方法值得研究。
3）砂土路段與粘土路段的銜接。砂土與粘土路基在后期的沉降是有很大差異的，要保證其銜接接頭的平整度，不至于發(fā)生錯(cuò)臺(tái)將是施工控制的一項(xiàng)關(guān)鍵難點(diǎn)。
4）干旱缺水地區(qū)砂土路基的施工。以上是在有充足水源的情況下施工，倘若在干旱缺水地區(qū)施工，如何達(dá)到其壓實(shí)度將是一項(xiàng)重要的課題。
5 結(jié)語
經(jīng)過實(shí)踐，我們提出了適宜的壓實(shí)機(jī)械組配及操作工藝，對(duì)確保工程質(zhì)量，加快施工進(jìn)度有重要意義，具有較大的實(shí)用價(jià)值。但還存在一些疑問，需要在以后的施工中不斷的試驗(yàn)、總結(jié)和完善。
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