路基填筑施工工藝研究的論文

2021-04-12 論文

　　［摘要］為對冰水堆積土的壓實特性進行研究，本文以某高速公路為依托，選取其中一標段路基進行冰水堆積土路基填筑現場試驗，且通過分析試驗段結果，對冰水堆積土的各項工藝參數進行了研究。且制定了施工方案，為后期施工提供可靠保障。

　　［關鍵詞］高速公路;冰水堆積土;路基填筑

　　1試驗段概況

　　某高速公路工程試驗段起止標號為K17+860—K17+960，總長度為100m，具有較為平坦地地勢。路基形式為整體式路基，24．5m為其寬度，結構為2．0m中央分隔帶+2m×0．5m左側路緣帶+4m×3．75m行車道+2m×2．5m硬路肩+2m×0．75m土路肩。要求將平原石設置到中央分隔帶兩側，并將排水設施安設到分隔帶內部，填土種草綠化，為避免夜間行車眩光，可進行灌木種植。隨后在中央分隔帶內埋設通訊管道。按照就近原則，選取K20位置大挖方段填料，屬于第四紀中上更新統冰水堆積層，構成材料為右下部礫石層與上覆粘土。

　　2施工方案設計

　　選取半用半借法用于填筑施工，因大挖方段冰水堆積土天然含水量在27%～31%范圍內，按照試驗對較高飽和度非飽和土進行測定。與最佳含水量相比，壓實后含水量較佳時，85%～90%之間為其相應飽和度。此時水將占據土內孔隙，氣體以氣泡狀呈現，且水將其覆蓋，跟隨水的變化逐步流動，形成氣封閉狀態。該混合液體具有可壓縮性，當壓力過大時，可壓縮或溶解該氣泡，進而提升孔隙水飽和度。按照土的層流滲透定律，土內水的滲透速度和水頭梯度之間為正比例關系，公式為:V=KwI。其中，滲透系數由K表示;水頭梯度由I表示。在土體毛細管作用下，干土可吸引水分，此吸力可看做是非飽和土的基質吸力。因水已經占據了所有飽和土體的空隙，因此這種情況下，不存在吸水作用，因此可以0表示基質吸力。基于此，具有較高飽和度的粘性土，在較大外部荷載影響下，將大大提升其飽和度，進而降低基質吸力，按照以上公式分析，此時，將逐步增加非飽和土的滲透系數。同時，利用冰水堆積土內的孔隙水滲流路徑，也可實現水頭梯度增加的目的。半用半借法是指將一層冰水堆積土料鋪設到填方場地，且做好壓實工作，隨后將一層砂卵石粗粒鋪設其上進行借料，同樣做好壓實作業，重復以上工序進行填筑。因中間粒徑在冰水堆積土設計中極為缺乏，導致其壓實度與設計要求不符。為此，需將砂卵石粗粒料層分別填筑到其上下面，這樣才能起到良好排水功能。也就是說，冰水堆積土層可利用夾層法進行壓實，促使其含水率符合施工規定，壓實度滿足設計要求。

　　3試驗段施工

　　本試驗段共進行了5層土填筑，從下到上依次為砂礫石墊層－35cm;第一層冰水堆積土－20cm;砂礫石層－24．37cm;第二層冰水堆積土－23cm砂礫石層。利用現場填筑壓實試驗，對其各項參數指標進行確定，如虛鋪厚度、壓實厚度、最佳機械組合等。具體試驗流程如圖1所示。通過試驗確定松鋪系數為1．51。因填筑時選取夾層法施工，同時冰水堆積土內卵石粒徑較大，導致壓實作業后，下層砂卵石內嵌入大量此類卵石，進而增加壓實度現場試驗的難度。為此，應選取密度測定器在實驗前對標準砂的密度進行測定。如冰水堆積土過濕，碾壓時可選取振動壓路機(18t以上)施工，20cm～30cm為虛土厚度時，碾壓5遍效果最佳。如將砂卵石粗粒料鋪筑到濕度過高的冰水堆積土上，碾壓遍數為6遍時效果最佳，其壓實度可達到93%以上，與公路路基設計要求相符。

　　4高速公路冰水堆積土路基填筑施工工藝

　　4．1基底處理

　　路基范圍內及時將基底表層雜物清理干凈，旱地清理厚度為0．2m;水田清理厚度為0．3m，且做好回填及壓實工作。水塘等路段需將其淤泥質土清理干凈，并進行砂礫石回填。當地表耕植土被清理干凈后，需及時進行排水溝開挖，將水順利排出，如土質濕度過高，則應及時進行換填。依照施工互不干擾的原則，合理劃分填土作業段，要求以200m～300m作為各個作業段長度。如縱橫向坡度在1∶10以上，需選取人工方式進行搭接平臺開挖施工，2m為其最小寬度，隨后平整及碾壓基底。

　　4．2分層填筑

　　按照填筑實際位置，合理選用填料類型，禁止相同水平層內填筑混雜的填料。為便于施工，區段相同的情況下，填料種類也應相同。根據施工現場實際情況，填筑可分層進行，如非滲水土上填筑非滲水土時，需將4%人字橫向排水坡設置到非滲水土層兩側;如滲水土上填筑非滲水土時，平面為接觸面;如上下兩填層填料粒徑差異較大，需將墊層鋪筑到分界面上。如滲水土連接非滲水土為相近兩區段填層時，需從非滲水土路基層逐步過渡到滲水土路基層，10m為過渡最小長度，同時將4%人字橫向排水坡設置到非滲水土層兩側。當滲水及非滲水土粒徑差異過大，過渡時應選取中間級別粒徑滲水土墊層，且對過渡段長度適當增加。要求兩區段路堤接頭位置，必須將搭接臺階預設到各填層端頭位置。按照填料性質，準確確定填層虛鋪厚度，具體分層虛鋪厚度如表1所示。選取挖掘機進行填料挖裝施工，按照施工現場實際情況，選取自卸汽車進行填料運輸。為保證攤鋪施工質量，按照車容量與分層虛鋪厚度對自卸車卸土間距進行計算及確定。為確保邊坡壓實質量，填筑路堤時，需加寬路基兩側，長度可控制在40cm～50cm之間。

　　4．3攤鋪平整

　　選取推土機在攤鋪整平后進行初平施工，路肩壓實時嚴禁出現滑坡問題。碾壓機械可選用輕型壓路機(6～8t)。為對填料虛鋪厚度進行嚴格控制，需選取水準儀對此層虛鋪厚度進行測量。按照測量結果通過平地機精平對其層厚進行有效控制。

　　4．4晾曬

　　因冰水堆積土具有極差透水性，且該地區降水較多，因此與最佳含水率相比，冰水堆積土填料含水率較大。當其含水率不在允許范圍內時，填層在碾壓施工環節極易出現“側擠、橡皮土”等問題，導致填層壓實難度較大。為解決以上問題，可將深溝挖設到取土場周圍，以此達到水位下降的目的。也可向路堤位置運送冰水堆積土，進行攤鋪晾曬處理。如土層已碾壓施工，則可選取松土器拉松，翻拌晾曬。

　　4．5碾壓夯實

　　于路堤壓實效果而言，壓實機、碾壓速度、碾壓順序及碾壓遍數影響較大。具體內容如下:(1)合理選擇壓實機械。第一，粘土具有良好粘結性，及較大的`內摩阻力，但其含水量較大。因此施工可選取輪胎式壓路機施工，能夠提供較大作用力及有效作用時間，為空氣及多余水分的排除極為有利，是基層密實度提高的可靠保障;第二，較薄鋪層情況下，壓路機可采取超重型靜壓式機械，并通過低速進行碾壓施工。(2)碾壓順序。直線地段:按照“兩側—中間，慢速—快速，靜壓—振動”順序施工;曲線地段:按照“曲線內側—外側，慢速—快速，靜壓—振動”順序施工。(3)碾壓遍數。根據填筑試驗進行壓實遍數的準確確定。通常情況下，冰水堆積土可按照18t壓路機進行2遍靜壓，隨后選取18t以上振動壓路機進行4～6遍碾壓施工。(4)碾壓速度。在對施工技術要求及經濟性等條件綜合考慮的基礎上，對本工程碾壓速度進行確定，要求每小時速度控制在3km～6km之間。

　　5結語

　　綜上所述，伴隨改革開放的不斷深化，我國公路工程建設規模逐步擴大。為更好地提升工程建設質量，必須將新技術、新工藝及新材料廣泛應用于工程建設。高速公路因其自身原因，修建地形地質情況極為復雜。冰水堆積土路基填筑施工作為高速公路施工的主要內容，選取合理的施工方案，提高施工技術水平，規范施工工藝，對工程建設整體質量提升極為關鍵。

　　參考文獻:

　　［1］王獻禮，張永雙，曲永新，等．基于數字圖像處理技術的冰川堆積物粒度分析———以川西貢嘎山冰川堆積物為例［J］．地質通報，2010，(Z1)．

　　［2］李楠，樂雅高速公路冰水堆積土路基填筑工藝及變形研究［J］．長安大學學報，2012，(04)．

　　［3］張杰，冰水堆積物填料工程特性室內研究［J］．鐵道建筑，2010，(07)．08

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