王 瑜 胡金峰
(河南省公路工程局集團有限公司,河南 鄭州 450000)
伴隨公路建設規(guī)模的不斷擴大,為進一步改善公路建設網絡,不得不在地形地質條件復雜的路段開展工程項目建設,特別是不良地基加固處理問題,已成為交通建設行業(yè)必須面對的難點問題,這也是工程施工中的技術難題。作為一種不理想的筑路材料,在飽水狀態(tài)下,粉土很容易出現散化、結構軟化等現象,遇震則會液化,被視為不良地基。如在路基填筑施工中,選用此類土作為填筑材料,必須采取合理的碾壓方式,規(guī)范其施工工藝。沖擊碾壓技術的應用,可有效改良粉土路基使用性能,加快施工進度,且還能降低工程成本,避免產生大量棄方。
在公路的建設和施工中,利用具有沖擊作用的壓縮工具將壓縮機的勢能轉化為動能,如沖擊壓路機技術在施工過程會產生較大的沖擊力,地面和石頭會經過碾壓和夯實產生一定位移和變形,增加路基的密實度,達到壓實的目的。第一,沖擊碾壓技術的應用可提高路基工程的整體穩(wěn)定性,顯著提高公路的安全性,縮短其使用壽命。在路基工程的設計須使用高能量特性的沖擊壓縮機,以確保技術指標影響集中度。此外,應反復、連續(xù)進行碾壓作業(yè),以提高路基壓實度,增加結構穩(wěn)定性。第二,沖擊碾壓技術可降低施工任務完成后的路基沉降效率,在公路施工過程中,地質條件和負荷可能對許多區(qū)段的建筑產生不同的影響,沖擊碾壓技術可有效解決建筑工程的頻率和使用問題。第三,減少施工中的路基沉降。路基方案的現場檢查和監(jiān)測應確定,如果路基符合設計要求,路基工后沉降率一般在0.4%左右,靠近斜坡區(qū)的路基段位置較高。如果路基及填料厚度不均勻或壓實度不夠,會表現為圍巖變形,導致路基增加的情況發(fā)散。如果路基沉降坡度為0.6%,可能會出現裂縫,如果沖擊碾壓技術應用于路基的施工中,可控制0.1%~0.15%左右的沉降率,避免因地層差異產生裂縫。使用沖擊碾壓路基時,可以改善路基的承載能力和整體強度。第四,確保路基的滲水性。在使用沖擊碾壓技術前,須檢查0~30cm范圍內的含水量,以確保推沖擊碾壓接近最佳含水量,以確定沖擊碾壓的效果,如果路基含水量低,在沖擊前應噴灑0~30cm范圍內的路面。如果沖擊密度用于高填方路段、路基不同部分、高路基下部不同層次的附加碾壓,沖擊密度的數量取決于原始密度、所需密度。
某公路工程所處路段含砂低液限粉土較多,180萬m3為路基土石方總量,填挖平衡。因本路段粉質土較多,如棄之不用,必須借土填方,這種情況下將大大增加工程造價,且會有大量棄方產生?;诮洕栽瓌t,決定選用砂低液限粉土作為路基填筑材料,開挖土方之后,其含水率可達到25%~40%,如選用振動壓路機對該土體進行碾壓施工,則壓實難度較大,同時無法確保路基填筑壓實度滿足施工規(guī)范規(guī)定。加之該路段所在區(qū)域氣候條件復雜,具有較大空氣濕度,因此攤鋪晾曬施工工藝不宜用于該工程施工。為保證施工質量,擬定K86+320~K87~650段作為試驗段,選用沖擊碾壓復合壓實施工工藝進行施工。
1)施工準備。(1)施工放樣。按照設計要求,對施工導線點、水準點進行復核,并將路基邊樁及路堤坡腳樁、中樁等位置加以確定。且按照施工現場實際情況,進行路線控制樁的設置。(2)場地清理及整平。按照路基寬度,將路基施工范圍內的雜物,如雜草、表土等清理干凈,且向場外指定堆放點運送。完成場地清理工作后,即可進行基準面找平施工,進而為后期沖擊碾壓施工提供便利。一般需按照從高到低的順序進行基準面找平,需在30cm以內控制凹陷低洼部位鋪筑土厚度,確保沖擊碾壓施工的平整性。根據施工條件,可選取推土機進行基準面粗平施工,精平時則選用平地機施工。(3)檢測含水率。碾壓施工前,需分層檢測原地面0~120cm深度土層的土物理力學指標,具體分層厚度以30cm為準,主要對其天然含水率、最大干密度進行檢測。按照試驗結果,合理確定該深度土層天然含水率,如含水率較高,則需及時進行晾曬;如含水率較低,則需進行適當補水,待其含水率滿足最佳含水率允許范圍后,即可碾壓施工。
2)沖擊碾壓復合壓實。選取沖擊壓路機進行施工,碾壓時應由路基一側邊緣開始施工,行駛到終點后,即可轉彎反向順著路線中心行駛至起點位置,隨后再次轉向路基邊側行駛,根據施工情況,可在1/2以上控制壓實輪輪跡重疊寬度,確??烧雺海瑹o漏壓問題。待完成一遍碾壓作業(yè)后,即可進行下一遍碾壓施工,直至其壓實度滿足設計要求。相比土體最佳含水率,如含水率較小,應選取推土機等設備進行整平施工,并按照計算量進行灑水補充,確保土體始終滿足最佳含水率允許值,避免出現松散層現象。待水分充分滲透之后,即可再次開始沖擊碾壓施工,完成碾壓施工后,需再次檢測壓實度,保證滿足設計要求。一般需分層填筑路基,路基施工選用常規(guī)壓路機即可。如路基分層填筑滿足80cm,即3層時,則需按照工藝控制要求,每80cm選用相應施工設備,如沖擊壓路機、振動壓路機等,進行20遍沖擊碾壓復合壓實施工,依次循環(huán),直到路床頂面。
3)質量檢測。(1)壓實度檢測。在檢測路基壓實度時,斷面及檢測點設置可以按2000m2設4處的方式檢測,如遇特殊情況,可適當進行斷面或斷面檢測點的增設。一般以灌砂法進行沖擊碾壓復合壓實20遍壓實度檢測,本文以0~30cm及30~60cm深為例分析,具體如下:第一,0~30cm土層深度下,沖擊碾壓復合壓實20遍時,壓實度可達到96.8%,可滿足壓實度指標(K=76.5%)要求;第二,30~60cm土層深度下,沖擊碾壓復合壓實20遍時,壓實度可達到94.2%,可滿足壓實度指標(k=74.3%)要求。由此可見,通過沖擊碾壓復合壓實處理,可有效提升路基壓實度,達到良好施工效果。(2)沉降量檢測。在檢測路基沉降量時,斷面可按照每隔20m設置,各個斷面觀測點可設5個。一般在路基設計線、路基行車道外側或行車道中心線等部位設置沉降點。沉降觀測往往選取內螺旋導管式沉降板檢測,其直徑需控制在100mm,分節(jié)長度為25cm,需向地下埋入,深度則控制在40cm左右,且與碾壓層面之間的距離控制在10cm以上,上面需覆蓋砂料,防止因沖擊碾壓施工,導致沉降板破損。本次檢測仍以20遍沖擊碾壓復合壓實進行沉降量控制標準,要求對沖擊碾壓施工前、后所有檢測點的相對高程進行對比分析,且準確記錄。檢測結果顯示,當碾壓遍數為0遍時,相對與累計沉降量均為0.00cm;當碾壓遍數為6遍時,相對與累計沉降量仍相同,均為12.57cm;碾壓遍數為12遍時,則兩者存在較大差距,相對沉降量此時為6.35cm,而累計沉降量則達到18.92cm;當碾壓20遍時,則相對沉降量有所降低,為2.76cm,但累計沉降量仍在增加,為21.68cm。由此可見,隨著沖擊碾壓遍數的增加,相對沉降量在逐漸減小,但累計沉降量則在不斷增加。則說明沖擊碾壓施工,可有效控制路基沉降量。
總之,公路路基施工中,可以應用沖擊碾壓技術消除工后沉降。同時,經過沖擊碾壓的路基密實度會得到顯著增強,有助于路基承載能力的提升。為最大限度地發(fā)揮出沖擊碾壓在路基施工中的作用,除要掌握相關的技術要點外,還要控制好施工質量,從而使公路路基按質、按量、按時完成。