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试沦现场压实度的控制

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摘 要:本文阐述了压实度的概念,了解和认识了影响压实的因素是提高压实度的关键,影响施工质量的因素主要有土质、含水压实功能(如机械性能、压实遍数及速度、土层厚度)及压实时外界自然和人为的其他因素等。结合施工过程对影响压实度的主要因素及施工控制作了叙述。

关键词:压实度;含水量;土质;碾压

1 影响路基沉降变形的原因

目前,造成路基沉降变形的原因很多,现行路基规范的压实检测方法和标准不当也是重要原因之一。工程实践表明,采用现行压实度检测方法和标准,除上述施工中普遍存在的问题外,下面所述的几个方面,都对施工质量存在不同程度的影响。(1)执行现行标准,不能保证公路在使用中不产生沉降、变形。(2)路基设计强度指标E0和土基压实施工控制指标压实度K间,没有直接的关系。(3)路基填土越高,下层土体所受自重应力越大,但土基压实度要求却越低( K=0.90),违背了路基受力和稳定性的客观规律。(4)25~50t振动压路机普遍用于路基压实,与现行击实试验方法不相匹配。(5)路基填料允许含有10~15cm 粒径石料,但土夹石则无法进行标准击实试验,施工中压实度检测也有困难。(6)粘性土击实试验和路基压实常有“反弹”现象,增大压实功CBR 值反而可能降低。(7)土质多变路段,室内击实试验周期较长,难以及时指导施工。事先预做试验,则在γ0选值上存在人为因素。

2 压实机具的选择与操作

土基压实机具的类型较多,大致分为碾压式、夯实式和振动式三大类型。碾压式(又称静力碾压式),包括光面碾(普通的两轮和三轮压路机)、羊足碾和气胎碾等几种。夯击式中除人工使用的石、大夯外,机动设备中有夯锤、夯板、风动夯及蛙式夯机等。振动式中有振动器、振动压路机等。

不同压实机具,适用于不同土质及不同土层厚度等条件,这些都是压实机具的主要依据,正常条件下,对于砂性土的压实效果,振动式较好,夯击式次之,碾压式较差。对于粘性土,则宜选用碾压式或夯击式,振动式较差甚至无效。

一种机具的作用深度,在压实过程中不是固定不变的,土体松软压力传播较深,随着碾压遍数增加,上部土层逐渐密实,土的强度相应提高,其作用深度也就逐渐减小。当压实机具的重量不大时,荷载作用时间越长,土的密实度越高,则密实度的增长速度随时间而减少;当压实机具很重时,土的密实度随施荷时间增加而迅速增加;超过某一限度后,土的变形急剧增加,甚至达到破坏;当机具过重,以至超过土的强度极限时,会立即引起土体结构破坏。

一般认为,压实时的单位压力,不应超过土的强度极限。不同土的强度极限,与压实机具的质量、相互接触的面积、施荷速度及作用时间(遍数)等因素有关。3 碾压工序的控制

为了有效地压实路基填筑土,必须对碾压工序作以下的控制:

⒈确定工地施工要求的密实度。路基要求的压实度根据填挖类型和公路等级及路堤填筑的高度而定。通常根据表6中的规定,用标准击实试验,求得最大干密度和相应的最佳含水量,计算出施工要求的最小干密度。

⒉各种压实机具碾压不同土类的适宜厚度和所需压实遍数与填土的实际含水量(最佳含水量±2%以内)及所要求的压实度大小有关,应根据要求的压实度,在做试验段时加以确定。高等级公路路基填土压实宜采用振动压路机或35-50t轮胎压路机进行。

⒊路堤在压实前,应先用大型推土机推铺平整,个别不平处,应用人工配合,用细石屑找平。采用的压路机宜选12t以上的重型压路机2.5t以上的夯锤或25t以上的轮胎压路机。碾压时要求均匀压实,不得漏呀。每层的铺填厚度在0.4m左右,当采用重型振动压路机或夯锤压实时,可加厚至1.0m。

4 压实质量控制与检测

最佳含水量和最大干容重是两个十分重要的指标。压实前应测定土的含水量使之接近最佳含水量。土中含水量过大时,应作翻晒处理;含水量较小时,应适当洒水,使含水量适宜。

接近最佳含水量的土的简易鉴别方法:用手捏土(或灰土等)可成团,较费劲,手掌无水印,土团自50厘米处落在地上散成蒜瓣状,自1米高处落在坚实地面上即松散,这些现象即接近最佳含水量。

含水量测定方法:在试验室试验时常用烘箱烘干。这种方法测量结果准确度较高,但比较费时。在施工现场,为了快速测出土的含水量,可用酒精燃烧法或炒干法。

压实过程中,为保证压实质量,施工现场自检人员应边施工边检查压实度以便及时调整。当压实干容重大于要求值时,表明压实过度(超密)或土质有变化;当压实干容重小于要求值时,表明压实不够。针对这些情况要找出原因并采取措施以达到要求的压实度。

压实度试验方法,可采用环刀法,灌砂法和核子密度仪法。

1、环刀法是一种破坏性的检测方法,适用于不含骨料的细粒土。优点是设备简单操作方便,缺点是受土质限制。当环刀打入土中时,产生的应力使土松动,壁厚时产生的应力较大,因此干容重有所降低。

2、灌砂法是一种破坏性检测方法,适用于各类土。优点是测定值精确,缺点是操作较复杂,须经常测定标准砂的容重。

3、核子密度仪法是一种非破损性测定方法。能快速测定湿密度和含水量,满足现场快速、无破损检测的要求,并具有操作方便、显示直观的优点,但应与灌砂法进行对比标定后方可使用。

5结束语

路基压实的好坏直接影响到路面的使用寿命。施工人员应严格按规范和操作规程施工,根据土质和压实标准配备相应的施工机具和检测仪器,随时检测干容重和含水量,达不到压实要求时及时调整压实机械和压实遍数,避免返工造成浪费和不良影响。

参考文献:⑴ 公路施工技术(俞高明 主编)

⑵ 黑龙江交通科技(2004年第12期)

⑶ 公路路基施工技术规范(JTGF10-2006)

⑷ 公路土工试验规程(JTG E40-2007)

⑸ 河北交通科技信息网(2006-08-23)