路基壓實(shí)方法與質(zhì)量控制

路基壓實(shí)的方法與質(zhì)量控制l=J

I三m1、 刖言路基是高速公路的承重層，路基的壓實(shí)質(zhì)量控制是路基施工的重點(diǎn)，它對(duì)于公路整體的質(zhì)量好壞，以及下一步路面的施工都有著深遠(yuǎn)的意義。只有對(duì)路基填料進(jìn)行充分的壓實(shí)，才能保證路基強(qiáng)度、剛度及平整度，保證及延長(zhǎng)路基、路面的使用壽命，減少資金浪費(fèi)。通過路基的壓實(shí)，提高了其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，降低路基的透水性，減少因冰凍而引起的不均勻變形，從而保證路面具有足夠的抵抗車輛荷載作用的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性能，提高道路的使用年限。2、 路基壓實(shí)度的定義路基壓實(shí)度是指工地上填料實(shí)際達(dá)到的干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)實(shí)驗(yàn)所得的最大干密度的比值，即：路基壓實(shí)度二試樣干密度/最大干密度（100%）。路基壓實(shí)度是路基路面施工質(zhì)量檢測(cè)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，表征現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)后的密度狀況，壓實(shí)度越高，密度越大，材料整體性能越好。3、 影響路基壓實(shí)的主要因素3.1路基土質(zhì)在路基填方土中，填方土質(zhì)的好壞，對(duì)于路基壓實(shí)影響較大。根據(jù)土的性質(zhì)不同，土的干密度和含水率就不同。不良的土質(zhì)，盡管松鋪厚度適中，碾壓符合要求，仍難達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。在同一壓實(shí)功能作用下，含粗粒越多的土，其最大干密度越大，而最佳含水量越小。就填筑路堤而言，最適宜的是砂礫土、砂土及砂性土，這些土容易壓實(shí)，有足夠的穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性，最難壓實(shí)的土是黏土，黏土的特點(diǎn)是液限大，最佳含水量比其他土類大，而最大干密度較小，但經(jīng)壓實(shí)的黏土仍具有良好的不透水性。3.2地基表層處理不當(dāng)路基填筑前對(duì)路床內(nèi)的淤泥、雜草、腐植土、耕植土清理不徹底;施工時(shí)出現(xiàn)的彈簧土沒有得到清理；路床內(nèi)的積水沒有得到及時(shí)排除就填筑上一層土，使之出現(xiàn)夾層；對(duì)路基范圍內(nèi)的軟土處理方案不合理，都能造成路基局部下沉。3.3土的含水率控制不嚴(yán)含水率的大小是影響壓實(shí)度的關(guān)鍵，土的最佳含水率是由土的擊實(shí)試驗(yàn)確定的，在最佳含水率情況下壓實(shí)的土水穩(wěn)性最好，當(dāng)含水率較小時(shí)，由于粒間引力使土壤保持著比較疏松的狀態(tài)或凝聚結(jié)構(gòu)，土壤中空隙大都互相連通，水少而氣多，在一定的外部壓實(shí)功能作用下，雖然土壤空隙中氣體易被排出，密度可以增大，但由于水膜潤(rùn)滑作用不明顯以及外部功能不足以克服粒間引力，土粒相對(duì)移動(dòng)不容易，因此壓實(shí)效果比較差；含水率逐漸增大時(shí)，水膜變厚，引力縮小，水膜起潤(rùn)滑作用，外部壓實(shí)功能容易使土體相對(duì)移動(dòng)，壓實(shí)效果漸佳；土中含水率過大時(shí)，空隙中出現(xiàn)了自由水，壓實(shí)不能使氣體排出，壓實(shí)功能的一部分被自由水所抵消，減小了有效壓力，壓實(shí)效果反而降低。然而，含水率較小時(shí)，土粒間引力較大，雖然干密度較小，但其強(qiáng)度可能比最佳含水率時(shí)還要高?？墒谴藭r(shí)因密實(shí)度較低，空隙多，一經(jīng)飽水，其強(qiáng)度會(huì)急劇下降。因此，在最佳含水率情況下壓實(shí)的土水穩(wěn)性最好。3.4松鋪厚度過大或過小在路基施工中，填土的松鋪厚度往往不被施工單位重視，過厚碾壓的現(xiàn)象普遍存在，由于超厚填土，雖然上層檢測(cè)符合壓實(shí)度要求，但開挖后就發(fā)現(xiàn)，下層仍然比較松散，越到下面壓實(shí)效果越小，這就為以后路基的穩(wěn)定埋下了隱患。另外，路基填土過薄，在碾壓時(shí)就會(huì)出現(xiàn)龜裂等不良情況，同樣也達(dá)不到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，另外，對(duì)不同壓實(shí)機(jī)械和不同的土質(zhì)，壓實(shí)時(shí)需控制的厚度不同。3.5施工機(jī)械設(shè)備不配套如果施工機(jī)械設(shè)備未能根據(jù)不同的填料而采用適宜的施工工藝，機(jī)械設(shè)備的不配套、使用狀況差，從而直接影響到路基的壓實(shí)度。3.6構(gòu)造物臺(tái)背回填達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。臺(tái)背回填不合格是路面汽車出現(xiàn)“跳車”的重要原因，也是長(zhǎng)期困擾工程技術(shù)人員頭痛的問題。由于臺(tái)背使用重型壓實(shí)機(jī)械不方便，輕型壓實(shí)機(jī)械或人工夯實(shí)又達(dá)不到要求，運(yùn)營(yíng)后構(gòu)造物下沉量較少，而臺(tái)背路基下沉量較大，致使路面出現(xiàn)裂紋以致破損。4、壓實(shí)質(zhì)量控制4.1路基下臥層處理路基下臥層承擔(dān)著路基上層的全部荷載，要控制好下臥層的施工質(zhì)量，一是路基填筑前應(yīng)徹底清理路床內(nèi)的淤泥、雜草；二是路床內(nèi)的積水要及時(shí)排干凈、曬干，保證其有一定的強(qiáng)度；三是發(fā)現(xiàn)局部彈簧現(xiàn)象，要徹底清除，并用好料回填；四是在路基填土前用推土機(jī)將路床推平，并用壓路機(jī)進(jìn)行輾壓；五是軟土處理要徹底，不能留有隱患。4.2路基填料控制4.2.1路基填料選擇用于填筑路基的沿線土石材料，其性質(zhì)往往有較大的變化。需采用能被壓實(shí)到規(guī)定密實(shí)度能形成穩(wěn)定的填方路基的材料，不使用沼澤土、淤泥、凍土、有機(jī)土及泥炭及液限＞50和塑性指數(shù)大于26的土。同時(shí)土中不應(yīng)含有草皮、樹根等易腐朽物質(zhì)，受條件限制采用黃土、膨脹土作填料時(shí)，必須經(jīng)過處理滿足規(guī)范要求時(shí)方可使用。在路基填筑施工前，必須對(duì)主要取土場(chǎng)采集代表性土樣，進(jìn)行土工試驗(yàn)，用規(guī)定方法求得各個(gè)土場(chǎng)土樣的最大干密度和最佳含水率，以便指導(dǎo)路基土的施工。施工時(shí)，土質(zhì)應(yīng)均勻，并不得使各種土質(zhì)混雜使用，同一種土填筑厚度不能小于50cm（兩層）。4.2.2填土材料的填前試驗(yàn)（1）液限、塑限、塑性指數(shù)、天然稠度和液性指數(shù)；（2）顆粒大小分析試驗(yàn)；（3）含水率試驗(yàn)；（4）密度試驗(yàn)；（5）相對(duì)密度試驗(yàn)；（6）土的擊實(shí)試驗(yàn)；（7）土的強(qiáng)度試驗(yàn)（cbr值）。根據(jù)這些數(shù)據(jù)從理論上能夠判定出土的種類，剔出不合格的土質(zhì)。通過土的重型擊實(shí)試驗(yàn)，繪出填方用土的干密度與含水率關(guān)系曲線。以便確定各類型土的最大密度和達(dá)到最大干密度的最佳含水率。4.3試驗(yàn)段控制試驗(yàn)的目的是確定正確的壓實(shí)方法，確保土方工程達(dá)到規(guī)定的密度。內(nèi)容有：壓實(shí)設(shè)備選擇、壓實(shí)工序、壓實(shí)遍數(shù)、壓路機(jī)的行走速度，以及確定填料的有效厚度。壓實(shí)試驗(yàn)中，應(yīng)詳細(xì)記錄各種已定的填筑材料的壓實(shí)工序、壓實(shí)設(shè)備類型，各種填筑材料的含水率界線、松鋪厚度和壓實(shí)遍數(shù)、測(cè)量高程變化等參數(shù)，壓實(shí)試驗(yàn)必須按規(guī)定達(dá)到密實(shí)度的要求為止。4.4含水率的控制施工中首先做好路基排水工程以及施工場(chǎng)地的臨時(shí)排水設(shè)施，路塹施工土方含水率控制重點(diǎn)是人工降低地下水位，可開挖縱、橫向滲水溝。土場(chǎng)內(nèi)外挖縱、橫滲水溝或采用無砂管降水，使土方含水率降低。測(cè)定土方水分散失系數(shù)，可指導(dǎo)灑水、確定碾壓作業(yè)段長(zhǎng)度，減少二次灑水所造成的損失。由于含水率是影響路基土壓實(shí)效果的主要因素，故需檢測(cè)欲填入路基中的土的含水率。用透水性不良的土做填料時(shí)，應(yīng)控制其含水率在最佳含水率的±2%之內(nèi)時(shí)開始碾壓。4.5土質(zhì)的控制在最佳含水率下壓實(shí)可以花費(fèi)最少的壓實(shí)功，得到最好的壓實(shí)效果。但不同的土質(zhì)會(huì)出現(xiàn)不同的效果，可以歸類到粉質(zhì)低液限砂士，最佳含水率12%?16%。細(xì)砂、粉質(zhì)低液限砂土、粉質(zhì)中液限粘土，高液限粘土、最佳含水率9%?12%。過一、二天穩(wěn)定后，為達(dá)到更理想效果，亦可采用輕型振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓含水率可控制在10%左右，壓實(shí)遍數(shù)視具體情況而定。采用此種方法，對(duì)于純砂或粘聚性差的砂性土路基是非常適用的。在工地上，判斷土是否接近最佳含水率可采用簡(jiǎn)易鑒定方法：用手捏土（或灰土等）可成團(tuán)，較費(fèi)勁，手掌無水印，土團(tuán)自50cm處落在地上散成蒜瓣?duì)?，?00cm高處落在堅(jiān)實(shí)地面上即松散，出現(xiàn)這些現(xiàn)象即表明土已接近最佳含水率。4.6填料分層厚度控制路基填筑時(shí)的松鋪厚度必須嚴(yán)格控制。一般路段松鋪厚度小于或等于30cm，構(gòu)造物兩側(cè)（橋涵頭處理）松鋪厚度不得大于15cm，路床頂面最后一層的最小壓實(shí)厚度大于或等于10cm，如果填土厚度過薄，也會(huì)出現(xiàn)脫皮開裂的現(xiàn)象。填土分層的壓實(shí)厚度和壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)機(jī)械類型、土的種類和壓實(shí)度有關(guān)，應(yīng)通過試驗(yàn)路來確定，同樣質(zhì)量的振動(dòng)壓路機(jī)比光輪靜碾壓路機(jī)的有效深度在1.5-2.5倍，如果壓實(shí)遍數(shù)超過10遍仍達(dá)不到壓實(shí)度要求，則應(yīng)減小壓實(shí)厚度。只有各填筑層具備相當(dāng)理想的壓實(shí)度和良好的整體板體性后路基整體才能得以穩(wěn)定，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)地表水的防滲封閉和對(duì)地下水的隔斷作用，否則，某一局部強(qiáng)度不足，將擴(kuò)至一片到整個(gè)道路產(chǎn)生破壞。4.7路基碾壓填筑路基時(shí)，應(yīng)要求從基底開始在路基全寬范圍內(nèi)分層向上填土和碾壓，尤其應(yīng)注意路堤的邊緣部分。路堤邊緣往往壓實(shí)不到，處于松散狀態(tài)，雨后容易滑坍，故兩側(cè)可采取寬填40?50cm，壓實(shí)工作完成后再按設(shè)計(jì)寬度和坡度予以刷齊整平。路基壓實(shí)時(shí)，第一遍用振動(dòng)壓路機(jī)靜壓進(jìn)行穩(wěn)壓，然后再振動(dòng)壓實(shí)，具體要求：4.7.1直線段和大半徑曲線段，應(yīng)先壓邊緣，后壓中間；小半徑曲線段因有較大的超高，碾壓順序應(yīng)先低（內(nèi)側(cè)）后高（外側(cè)）。4.7.2壓路機(jī)碾壓輪重疊輪寬的1/3?1/2。4.7.3碾壓遍數(shù)，振動(dòng)壓路機(jī)振約6?8遍，一般就可以達(dá)到密實(shí)度要求。4.7.4壓路機(jī)的行駛速度過慢影響生產(chǎn)率，過快則對(duì)土的接觸時(shí)間過短，壓實(shí)效果差。一般光輪靜壓壓路機(jī)的最佳速度為2?5公里/小時(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)為3?6公里/小時(shí)。所以各種壓路機(jī)械的最大速度不應(yīng)超過4公里/小時(shí)。4.7.5影響壓實(shí)效果的主要因素一般來說是含水率、土類，以及壓實(shí)功能。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)，在壓實(shí)前最好實(shí)測(cè)一下路基土的實(shí)際含水率，經(jīng)驗(yàn)證明土壤的實(shí)際含水率在最佳含水率的正負(fù)1%?3%進(jìn)行碾壓效果最好?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)含水率的簡(jiǎn)單辦法是用酒精燃燒法簡(jiǎn)單易做很適合施工現(xiàn)場(chǎng)操作。如果因工期關(guān)系沒有時(shí)間晾曬，可以考慮摻拌石灰的方法減少土的含水率。4.8壓實(shí)工具及壓實(shí)層厚度控制不同的壓實(shí)工具，其壓力傳播的有效深度也不同。夯擊式機(jī)具傳播最深，振動(dòng)式次之，碾壓式最淺。一種機(jī)具的作用深度，在壓實(shí)過程中不是固定不變的，土體松軟壓力傳播較深，隨著碾壓遍數(shù)增加，上部土層逐漸密實(shí)，土的強(qiáng)度相應(yīng)提高，其作用深度也就逐漸減小。當(dāng)壓實(shí)機(jī)具很重時(shí)，土的密實(shí)度隨施荷時(shí)間增加而迅速增加，超過某一限度后，土的變形急劇增加，甚至達(dá)到破壞；當(dāng)壓實(shí)機(jī)具過重，以至超過土的強(qiáng)度極限時(shí)，會(huì)立即引起土體結(jié)構(gòu)破壞。壓實(shí)過程中，壓路機(jī)速度的快慢對(duì)壓實(shí)效果也有影響，當(dāng)對(duì)壓實(shí)度要求較高，以及鋪土層較厚時(shí)，行駛速度要慢一些。碾壓開始宜用慢速，隨著土層的逐漸密實(shí)，速度逐步提高。正式碾壓時(shí)，若為振動(dòng)壓路機(jī)，第一遍應(yīng)靜壓，然后振動(dòng)碾壓，且由弱振至強(qiáng)振。這樣的話，既能使整個(gè)填十層達(dá)到良好、均勻的壓實(shí)效果，還保證了路基的平整度。土壓實(shí)層的密度隨深度遞減，表面5cm的密度最高。填土分層的壓實(shí)厚度和壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)機(jī)械類型、土的種類和壓實(shí)度要求有關(guān)，應(yīng)通過試驗(yàn)來確定。一般認(rèn)為，對(duì)于細(xì)粒土，用12~25t光輪壓路機(jī)時(shí)壓實(shí)厚度不超過20cm，用22?25t振動(dòng)壓路機(jī)時(shí)（包括激振力），壓實(shí)厚度不超過50cm。4.9平整度控制規(guī)范中路基土分層填筑時(shí)未對(duì)平整度作規(guī)定，長(zhǎng)期的施工經(jīng)驗(yàn)告訴我們，壓路機(jī)在平整的路面上行駛時(shí)，對(duì)每一處的壓實(shí)功能都是相等的，碾壓完成后各點(diǎn)的壓實(shí)度比較均勻，統(tǒng)計(jì)曲線離散程度小。平整度差的路基在碾壓時(shí)，壓路機(jī)對(duì)路基土產(chǎn)生向下的沖擊力，由于力的分布不勻，碾壓完畢后各點(diǎn)得到的壓實(shí)功各不相同，壓實(shí)度也不均勻，可能出現(xiàn)某一段落、某一區(qū)域的壓實(shí)度達(dá)不到要求，還必須增加檢測(cè)頻率，劃分出不合格區(qū)域，重新碾壓。4.10臺(tái)背回填區(qū)壓實(shí)度的控制由于臺(tái)背回填是路基壓實(shí)中的薄弱環(huán)節(jié)，因此，施工時(shí)應(yīng)特別引起重視。首先應(yīng)將臺(tái)背區(qū)劃分為特別夯實(shí)區(qū)，并劃定特別夯實(shí)區(qū)的寬度,一般不小于3m。在此范圍內(nèi)的壓實(shí)度應(yīng)高于同一層次的路基壓實(shí)度。二是要改善填料的結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期以來，填料多采用路基填表土，由于重型壓實(shí)機(jī)械在臺(tái)背范圍內(nèi)難以操作，故壓實(shí)度很難達(dá)到規(guī)范要求。所以，必須從設(shè)計(jì)角度出發(fā)，改善填料的結(jié)構(gòu)，采用填砂、級(jí)配砂礫、礫石等材料。三是嚴(yán)格分層夯實(shí)，臺(tái)背回填的松鋪厚度應(yīng)小于路基填土松鋪10-15cm。四是通道、涵洞、可采取先填筑路堤后開挖基坑的方法，從而減少夯實(shí)寬度，并回填級(jí)配砂礫，以確?；靥钯|(zhì)量?？傊?，對(duì)臺(tái)背回填應(yīng)主要注意：選擇滲水性較好土質(zhì)；必須保證橋頭路基有足夠壓實(shí)度，達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求；加強(qiáng)橋頭路基的排水。4.11壓實(shí)度檢測(cè)路基壓實(shí)度的檢測(cè)方法較多，最常采用的有灌砂法、灌水（水袋）法、核子密度儀測(cè)定方法、環(huán)刀法等。一般采用是灌砂法，該方法工作量大，做實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間較長(zhǎng)，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較直接、真實(shí)、精度高，為現(xiàn)在礫類土檢測(cè)壓實(shí)度最常用的方法。第二種方法是環(huán)刀法，該方法操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，深受質(zhì)檢部門和施工單位的歡迎。但環(huán)刀法對(duì)于礫類土不