市政道路高填方区域土石混填技术研究

发表时间:2020/11/2   来源:《基层建设》2020年第18期   作者:庞启东 李文峰
[导读] 摘要:本文首先阐述了土石混合料,接着分析了土石混填施工前准备,最后对土石混施工技术控制要点及施工质量控制进行了探讨。
        上海宝冶集团有限公司  上海  201900
        摘要:本文首先阐述了土石混合料,接着分析了土石混填施工前准备,最后对土石混施工技术控制要点及施工质量控制进行了探讨。
        关键词:市政道路;高填方;土石混填技术
        引言
        近些年,随着社会的快速发展,人们对于公路提出了更高的要求,除了要确保道路运行的安全性和稳定性外,还需要提高车辆的行驶速率,所以各种形式的市政道路在我国大量修建。当市政道路在修建的过程,对于路堤进行填筑所用的土石混合料的比例可能各不相同,这在一定程度上会对路基填筑工程的质量造成影响。因此,为了确保市政道路路基填筑施工的整体质量,就必须要对其施工技术进行研究。
        1 土石混合料
        1.1 土石混合料的含义
        顾名思义,土石混合料既包括“土”,也包括“石”,是土与石按一定混合比例所组成的混合物。其形成途径也是多种多样的,有的是在河流沉积地段,有土和砾石所构成;有的是在山区爆破工程所造成的;也有的是岩石或者表层土在各种外力的综合作用下所形成。
        1.2 土石混合料的基本性质
        土石混合料是一种天然的筑路材料,它所具有的基本性质主要包括以下几个方面:①由土和石所组成的土石混合料的颗粒差异性比较大,混合料的不均匀系数低的可以为30,高的可以达到上千;②压实特性比较好,当颗粒含量低于70%时,随颗粒含量的增加,最大干密度也不断增加,而当粗颗粒含量高于70%时,随颗粒的增加,最大干密度会有所下降;③而当土石混合料压实体隶属于低压缩性土后,在其粗含量的含量低于70%时,压缩系数和孔隙比会随着颗粒含量的增加而减小,而压缩模量则会增大,且随着粗颗粒含量的进一步增加,其压缩系数也会有所增加。
        2 土石混填施工前准备
        2.1 填料的选择
        填料主要采用现场挖方破碎石料,选择石质均匀、单轴饱和抗压强度不低于15MPa的石料,粒径不得超过40cm,填料整体含石率达到70%以上。
        2.2 设备选择
        土石混填施工过程中需要的主要设备有推土机、振动压路机、冲击压路机等,其中冲击压路机选择最为重要。常用的冲击压路机有正三边、四边、五边单轮或双轮自行式和拖车式几种类型,冲击能量有15KJ、20KJ、25KJ、35KJ等型号,可根据项目特点及工程需求进行选择。项目采用冲击速度10~12km/h、25KJ的正三边型拖车式冲击压路机
        2.3 沉降差检测点布置
        定点沉降差检测包括冲压前及每冲压5遍后的标高,水准仪的测量精度不大于1mm,计算采用算数平均值。定点沉降差观测点采用GPS定位测量布点,洒石灰线布线标记,测量是根据GPS测量寻找布点位置后测设高程值,再采取水平仪水平测量对沉降差进行绝对高程及水平相对高程的双向测量检测。
        3 土石混施工技术控制要点
        3.1 摊铺、整平及压实过程
        在市政道路土石混填路基的施工过程中,为了保证其压实效果,使路基能够在压实作业后形成一个比较坚实、稳定的结构,施工人员就应对路基施工中的每一施工流程进行严格的控制,保证其施工质量。换句话说,稳定的路基结构形态是保证市政道路使用性能的基础与前提。一些施工单位常在其施工的过程中采用不同的摊铺方式,避免土石混合料在使用过程中发生离析的问题,影响路基的施工质量,从而影响整个市政道路工程的施工质量。

实践表明,当土石混合料中的不同材料的比例较大,或是材料的透水性与岩性较大时,施工人员最好将施工路段进行分段处理,对不同的路段采用分层填筑、分段填筑的方法,而其摊铺工艺应选择循序渐进的施工流程进行逐一铺设。此外,施工人员应根据施工方案的工艺流程图,将预定的装卸处理好,为土石混合料的填筑奠定良好的施工条件。之后,再利用推土机,将施工场地内的土石混合料整理平整。在这一过程中,推土机会反复将土石混合料进行推平,最终使土石混合料铺设的路基表面没有较大的颗粒或凸起,使其呈现出平整的特性。
        在施工人员进行土石混合料的填筑过程中,应注意以下几点:①施工人员应严格控制土石混合料中颗粒的大小,使最大的颗粒不会影响施工的质量。并且,在使用压实机械的过程中,应选取与实际施工相符的机械设备,不应只考虑超大功率、性能较高的因素。除此之外,在压实机械的运行过程中,一定要保证压实作业后土石混合料能够被完全压实,其密实性能够得到有效的证明,不存在松软地基的情况。②施工人员应严格控制土石混合料中颗粒之间的不均匀系数。长期实践证明,土石混合料的不均匀系数一般在市政道路路基施工过程中控制在5以上,这样才能够保证压实工作的有效进行。③施工人员应严格按照施工方案控制土石混合料铺设的路基厚度。通常情况下,使用土石混合料填筑的路基的厚度控制在30cm左右。因此,为了保证土石混合料中的颗粒能够在施工过程中被充分破碎,一定要将混合料的铺设厚度控制在规范范围之内,从而保证施工质量。
        3.2 填料的压实工艺
        为了达到最好的压实效果,对于不同状况的土石混填路基需要采取不同的辗压速率和遍数以及不同的压路机碾压组合。首先,压路机碾压组合的选择需要优先选择拖式振动压路机,而不可以以单一的自行式压路机来进行压实施工;优先选用激振力或吨位较大的压路机;碾压组合数目越少越好。其次,碾压的速率要根据压路机的性能、安全性和经济性等多方面来综合确定,一般维持在2~4km的范围内,且在发动时宜以低速进行。最后,碾压遍数需要根据试验路段的情况来进行确定,即实现通过模拟实际路段的情况来村求最为经济的碾压遍数。
        路基边坡施工。边坡坡度、厚度的设计与边坡码砌形式是路基边坡施工过程中最重要的两个问题。其中,边坡坡度一般采用与码砌形式相配套的方式,主要有单坡式和台阶式,具体根据土石填料粒径和填筑高度确定;而码砌方式存在先填筑后码砌和先码砌后填筑两种形式。本文采用先填筑后码砌的形式,先进行混合料的填筑、摊铺与碾压,然后根据设计标准进行边坡码砌。
        4 施工质量控制
        4.1 排水系统建设
        为防止由于降水、渗水等原因引起现场积水现象,从而影响路基稳定性,在施工过程中要提前修筑好临时排水系统,对存在天然排水的河道等设施应优先使用,既能保留原生态环境,又能节约施工资源。尤其在填筑路基坡脚处,为防止坡面降水对坡脚形成冲刷,从而影响路基坚固性,因此在路基坡脚处设置排水沟,可及时排走坡脚积水。
        4.2 松铺厚度
        松铺厚度是土石混填路基混合料填筑控制的重要指标,不同岩性和不同路基层位所要求的松铺厚度值存在一定的差异。
        4.3 沉降差检验
        压实度是土石混填路基施工质量的重要指标,直接影响路基的承载能力和稳定性。在碾压过程中,采用专业设备对土石混填路基沉降差和沉降系数进行检测,并严格控制碾压后路基压实强度,可随时检测到碾压中存在欠压、过压或错位的区域,以便相关技术人员及时进行补压或挖除换填处理。
        依据土石混填路基设计建立施工操作具体标准,以土石混填路基纵向为轴线建立沉降观测点的布控网,采用GPS、RTK和水准仪等测量工具对三次碾压过后的路基进行高程检测,确定沉降差,确保沉降量在2mm范围内。在全部碾压完成后,测定路基总沉降量,并结合相关技术标准验证路基施工质量。
        5 结束语
        土石混填在市政道路施工中应用较广泛,本文以市政道路工程为例进行分析,借鉴高速道路施工经验,充分利用挖方石料,合理选择土石混填工艺,并通过冲击碾压进行路基加强,以保证高填方路基的压实度和填筑质量。同时,项目的成功应用,也为今后的市政工程施工提供借鉴。
        参考文献:
        [1]孔健.冲击碾压技术在城市道路建设中的应用[J].城市道桥与防洪.2018(12):188-190.
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