中国十七冶集团路桥工程技术分公司 安徽马鞍山 243000
摘要:随着社会经济的快速发展,公路工程建设的规模在不断的扩大。在公路建设的过程中,红砂岩路基施工成为一项非常重要的问题。红砂岩不仅存在着自身崩解现象,还能具有很大的吸水性,因而如何解决红砂岩路基施工成为困扰各方面的一个非常重要的问题,尤其南方多雨地区。为确保红砂岩路基施工质量,本文通过以室内试验和试验段施工相结合的方法为主,并通过技术措施、现场施工安排来验证红砂岩土质路基填筑施工效果。以此为红砂岩路基工程施工提供参考依据,并且能降低成本,有效的提高施工效率。
关键字:红砂岩路基;室内试验;试验段;成本;效率
1、概述
随着交通工程施工技术的不断发展,我国公路工程建设的规模在不断的扩大,路基施工水平得到了很大的提高,但利用红砂岩填筑路基时,也存在许多路基填筑质量问题,主要是路基填料;其次,如填料不良,施工方法不当,压实不足,在荷载和自然因素作用下,均可发生路基沉陷,边坡坍塌等病害导致路面破坏。因此做好红砂岩填筑路基的施工及质量控制十分重要。
下面就如何采用有效的改良措施处理红砂岩填料使得其填筑后提高压实质量,同时减少一定的费用进行分析,为日后施工时以作参考和研究。
本文的研究以湖南某市政项目为背景,对红砂岩路基填筑施工技术进行研究。
该项目路线起讫点桩号为K0+000-K11+200,路线全长11.2km,其中路基填方数量约为238.5万m3,路基挖方数量约为170.5万m3。
2、特点及难点
图1 掺灰改良施工工艺流程图
2.1特点
(1)以实验来确定红砂岩土质各项性能指标,通过现场实践来确定红砂岩土质产生的病害,确定具体改良方法:通过工程中每区段挖方段、取土场,选定材料,通过实验确定含水量、强度、液塑限、标准击实试验及化学物质含量分析,判断各项指标是否满足要求,对不符合要求的试验进行改良措施处理,以此使之达到路基土方使用要求。
(2)多雨季节,常规红砂岩土质填筑路基施工方法的优化改进方法:在南部多雨地区,通过与设计单位联合确定特殊结构设计,以及反复试验段试验等多种施工方法来最终优化和改进红砂岩(多雨季节)填筑路基施工方法。
(3)机械设计制造自动化发展方向:现阶段工程无论是设备、材料,还是施工工艺逐步从传统的人工、半自动化过渡到机械化、智能化、自动化、绿色方向发展,这不仅提升了工程质量,规避了安全风险,另一方面也节省工期和工程造价。
2.2难点
(1)由于红砂岩具有较强的水软化性,干湿循环作用下崩解强烈等不良特性,改良其土质,使其达到路基填筑土质要求,具有一定难度。
(2)破碎后重新组合的红砂岩,粘结性比较差,易松散,作压实度检测时,很难取得块状样品,红红砂岩路基的整体性或板块性较差,强度具有不可逆转性。改良其土质需进行大量的试验才行。
(3)在南方多雨地区,加上红砂岩固有特性,路基填筑工艺及现场措施,需要不断的试验和总结才能确定最佳红砂岩填筑路基施工方法。
3、施工方法
3.1掺灰改良施工方法
(1)施工工艺流程
(2)施工测量
用全站仪采用极坐标法恢复路基中线桩,20m一个点,按设计的路基横断面图初步测定坡脚桩的位置。
(3)标准试验
提前做好相应水泥剂量的组成设计,确定无侧限抗压强度,压实度和填筑厚度等技术指标。
(3)土的挖取和运输
取土前将表面种植物及树根清除,将不适应的填筑的种植土推除。采用挖掘机挖取,自卸车运输。
(4)摊铺与整平
1)上土前,由测量人员在两侧每20米放出高程控制桩。
一般在路基范围内每100米作为一个卸土段,卸土应均匀,由专人负责指挥,车辆不得随处乱卸。
2)一个卸土段进行到一半(50米)时,推土机就可以进行粗略整平。整平时应保证无空缺处,缺土时可补卸或用装载机铲运。平整过程中,施工人员要不断检测填土厚度,使之控制在图纸设计厚度范围内。
3)推土机粗略整平后,施工人员根据两侧高程控制桩检查高程,使厚度控制在不超过规定范围。
4)整平过程中要及时检测土的含水量,当含水量小于最佳含水量时,宜立即用洒水车洒水,保证此时含水量应比最佳含水量高出1%。经检测达到要求后方可进入下道工序。
5)摊铺水泥
摊铺水泥前,根据处理宽度,核算相对的水泥用量,用石灰打灰格,每个灰格经现场监理检验过面积及水泥数量后,及时用人工摊铺水泥,并用刮板将水泥均匀分布在灰格内。
6)拌合
水泥摊铺后,立即用拌合机械拌均匀。拌合时现场施工人员要注意检查拌合料是否均匀,有无灰团或土团,防止出现素土夹层。拌和应从边到中进行,每次的拌和应与上一次的拌和宽度重叠500mm,以保证材料充分拌和。
7)整形
混合料拌和均匀后,立即用推土机稳压一遍。稳压完成后,立即进行高程测量,根据经验值确定填高,每隔20米布置灰点,每刮平一遍,人工立即重新在灰点上撒灰。整形过程中,技术人员全程抄平控制高程。
对于局部低洼处,应用铁耙将其表层翻松10cm以上,并用新拌的混合料进行找平。压路机稳压一遍,再刮平机整形一次。将多余混合料直接刮除,不应形成薄层贴补现象。每次整形都应达到规定的坡度和路拱,并应特别注意接缝必须顺直平整。在整形过程中,严禁任何车辆通行。
(5)碾压
直线段应由两侧向中间碾压,曲线段由内侧向外侧碾压,碾压过程中先用振动压路机重叠30㎝,速度3km/h,关闭振动,碾压一遍。然后用压路机弱振动碾压,速度3km/h,重叠1/2轮宽。
施工人员在碾压过程中随时检查,若有翻浆、弹簧、裂纹等异常现象,应查明原因,并及时处理。若碾压达不到标准时,或土质有变化时,须及时给试验室送样,重做重型击实试验。经过拌合、整形的水泥处治土,必须在水泥初凝之前完成碾压,并达到规定的压实度要求。表面密实平整无轮迹。
3.2高速液压夯施工方法
(1)施工工艺流程
(2)施工方法
1)对于夯实的路段,按照施工前准备项目进行液压夯实前场地的平整、碾压。
2)在已施工完并按设计要求的压实标准检测合格的路基上放出夯点,用白灰标识并编号,之后按照编号测出每一点初始高程。液压夯实机按测量放样的位置就位,使夯锤对准点位。
3)夯实机根据其夯实能分为强、中、弱三档,将夯机调至强档夯击3锤,测量夯点的下沉量并记录。
4)以强档每3锤为一组,累加并记录每3锤的沉降量。
5)重复3)~4)条项目,直至完成第6锤、9锤、12锤液压高速夯实机夯实,累加并记录每3锤的沉降量。当为基底夯实处理时,最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm,地面以下1m深度范围内的压实系数及K30检测项目。
6)单个夯点满足夯击标准要求后,移机进行下一点位,采用扇形作业方法,每次作业左、中、右三点,再进行下一排三点施工。
7)液压高速夯实机作业点夯锤外缘距桥、涵结构物最小距离应根据现场试验确定。建议强档夯实时,作业点夯锤外缘距桥、涵结构物最小距离不小于50cm。横向结构物顶部填土厚度不小于2.0m时方可进行夯实作业。
8)平整场地。
图2 高速液压夯施工工艺流程图
(3)液压夯实施工检测
1)沉降量
定点沉降量的检测包括液压夯击前及每夯击3锤、6锤、9锤、12锤后的标高。
2)压实度
基底夯实处理,当最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm时,地面以下1m深度范围内的压实系数及检测项目。
(4)液压高速夯实质量检测标准
液压高速夯实机压实基底处理,以最后3锤与其前3锤的相对夯沉量差值不大于10mm。夯实面下1m深度范围内的压实系数不低于0.92。
检验数量:每个液压高速夯实机压实夯点。若检测结果达不到设计要求时,应采取补夯措施,至达到设计要求为止。
(5)施工注意事项
1)液压高速夯实机工作时,作业点夯锤外缘距桥、涵结构物最小距离应不小于50cm,因为夯击能量大,易损坏填层边部。
2)横向结构物顶部填土厚度不大于2.0m范围内,禁止夯实作业。
3)填层表面干燥时要适量洒水,防止表面粉尘化,影响能量向深层传递。
4、结论
本文采用室内实验、现场试验段验证相结合的方法,针对红砂岩地区施工路基出现的问题,研究红砂岩各项性能指标,针对不同类型红砂岩制定掺灰改良、振动强夯等措施使红砂岩填筑完成的路基达到设计要求,并能持久不出现质量病害。通过本项目的研究与应用,不但可以有效的提高路基施工效率,提高材料的利用率,减少施工对环境的污染,还能针对常见的红砂岩填筑路基产生的病害加以预防,提高道路的使用寿命。同时,具有重大的经济效益和社会效益,也有助于推动产业的科技进步与创新。
参考文献
[1]《高速公路红砂岩路基施工技术规范》 DB36/T -2013
[2]《公路工程质量检验评定标准》 JTG F80/1-2004
[3]红砂岩路基填筑技术 公路与汽运 凌剑兴
[4]浅谈红砂岩填筑路基施工与质量控制 工程技术 邝卫国 黎晨