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在土源匱乏、砂源豐富的地區,采用就地在河道、沙灘取砂填心及粘土包邊的填砂路基,可以避免大量取土占地,有效降低工程造價并能疏通河道。河砂土具有水穩定性好、透水性強、沉陷快、飽水易壓實等特點。同時,填砂路基施工也是一種比較成熟的施工技術,不僅施工快捷、而且經濟合理。
一、高速公路填砂路基施工工藝
(一)施工準備
a、對高速公路導線控制點、水準點進行復測,并建立臨時水準點。
b、填筑前,先對路基范圍內地面雜草、農作物根莖、樹根、雜填土等進行清理、修整和壓實,使路堤填筑范圍達到路堤規定的壓實度標準。
c、在路堤范圍以外修建臨時便道。
(二)砂的運輸
如道路條件允許,建議采用8t以上雙后橋自卸車運砂。因砂的粘聚力很小或根本沒有粘聚力,表面松散不易板結,車輛在砂層上行走很容易形成車轍,對砂層表面擾動很大,最深可達10~15cm,所以在砂層上繼續上砂時,要經常保持砂層表面的濕潤,砂層表面含水率控制在10%~17%范圍內,出現較深車轍要用推土機、壓路機及時整平碾壓。
(三)砂的攤鋪和平整
施工中采用履帶式推土機按“路中心低,路側高,橫坡控制在1.5%~2.0%”
的要求攤鋪粗平,即成“鍋底型”。當攤鋪粗平的厚度經檢查不超過規定的50cm 要求后,先灑水至砂的表層,使含水量不小于10%,再用平地機仔細平整;然后,立即采用壓路機碾壓,對局部含水量偏低的部位(主要是路側),在壓實前或壓實過程中可采用水車或水泵補充灑水至壓實的最佳含水量。
(四)振動壓路機
在最佳含水量狀態下分層碾壓壓實工藝此工藝適用于振動壓路機在灑水狀
態下分層碾壓,也適用于雨后砂基的壓實。其具體施工工藝為:
a、采用18t以上前后驅動振動壓路進行碾壓,最大松鋪厚度控制在40cm,碾壓時先慢后快,采用強振進行振動碾壓;
b、壓路機的碾壓行駛速度開始時控制在4km/h 以內,碾壓時直線段由兩邊向中間,小半徑曲線段由內側向外側,縱向進退式進行。前后相鄰兩區段應縱向重疊20m以上,達到無漏壓、無死角以確保碾壓均勻;
c、振動壓路機進行碾壓時,壓實遍數控制在六遍以上(輪跡布滿一個作業面為一遍),輪跡重疊寬度不小于1/3。
(五)水墜碾壓法壓實工藝
此工藝適用于水源充足的通道、橋頭及其他構造物臺背處采用水墜碾壓法填筑時的施工工藝,主要包括以下內容:
a、推送填料。推土機從路基兩側或短距離內縱向調配砂推運至填方路段;
b、攤鋪填料。對推運至填方路段內的填料采用推土機攤鋪并整平,或采用推土機配合平地整平,推土機攤鋪后每層厚度不超過30cm;
c、圍堰。在攤鋪、整平好的路基上分段設圍堰,設置圍堰時要根據縱坡、橫坡的大小適當劃段,長度不小于10m,寬度不小于5m。圍堰高度不低于30cm,寬度不小于30cm;
d、灌水。圍堰設置好后開始灌水,灌水應連續進行,灌水時水流流速應大一些,砂基頂面上的水頭高度應控制在20cm以上;
e、碾壓。水頭高度保持在20cm的情況下開始碾壓,采用振動壓路機碾壓,碾壓時輪跡應重疊單輪寬度的1/2,振動壓略機重疊輪跡寬度的1/3 以上,當輪跡布滿整個作業面為一遍,碾壓遍數一般不少于三遍,機械到不了的地方可用插入式振動器進行振動夯實;
f、檢測壓實度。等待砂基頂面多余的水滲完后取樣檢測壓實度,計算壓實度和固體體積率等,壓實度不合格時要重新水墜碾壓,直到合格為止。
二、高速公路填砂路堤灑水
(一)灑水方法
灑水方法可采用2種方式:一種是用60m揚程大功率潛水泵接400m橡膠管沿路基中間鋪設,每20m接1個三通,在三通上接消防水帶人工逐段灑水,灑水使砂層的含水量至10%以上后,再用振壓機靜壓1遍、振壓2遍后,灑水車就能直接在砂層上行駛灑水至最佳施工含水量,再繼續碾壓;另一種是利用灑水車裝滿水停在路基端部,人工從灑水車上接管灑水,灑一段,壓實一段,逐步推進,這種方法灑水速度慢,而且需要較多數量的灑水車,機械費用稍高。
填砂路基需要大量的水,該項目區水塘、溝渠多,而且地下水豐富,在施工期間,可在沿線水塘、溝渠中抽水或沿路打大口徑機井抽水,能較好解決水源問題。
(二)水源問題
填砂路基施工的關鍵環節就是灑水問題。全填砂路基的施工需要大量及時的灑水,所以必須保證有充足的水源和配套的上水設備,可采取就地打井取水的方法。根據施工進度計劃、原材料的含水量和最佳含水量進行計算,以確定井的直徑、數量和間距以及應配備水泵的功率和數量,也可以采取在取土場提前進行灑水的方法,但同時在現場也必須配備足夠的水車進行補充灑水,因為現場灑水時,必須及時、大量、均勻,并且必須采取分格的方式。填砂路基需要大量的水,在沿線水塘、溝渠中抽水和沿路打大口徑機井來抽水,能較好地解決水源問題。
(三)灑水車的配備
鑒于以上的施工情況,一個作業段只需配備1~2部灑水車,再結合接管灑水,就能很好地解決填砂路基的灑水問題,灑水車的數量應根據雨季、旱季的施工情況配備。
三、工藝質量控制要點
(一)包邊粘土與填心砂土在壓實過程中表現出不同的性態。砂土由于水穩性好,宜采用水壓法施工,即必須噴灑大量水分后再采用機械碾壓。粘土只有在最佳含水量下進行碾壓才能達到最佳壓實效果。當含水量較低時,碾壓遍數再多
也達不到要求,而含水量超過最佳含水量較多時,將發生翻漿冒泥等病害。
(二)砂的含泥量應控制在6%以內,對路基不會造成大的影響。在砂場出現的淤泥團,絕對禁止運到現場。在施工前,應對所有備用的砂進行檢驗,測定含泥量,符合要求后才允許運砂進入現場。
(三)砂土碾壓后和包邊粘土層可能不在同一水平面上,砂土可適當高于包邊粘土,同時應該采取相應的措施保持土砂交界面整齊,防止土砂混合。
(四)觸探表明,各區段均存在路基邊緣密實度比路基中央低的現象,因此,如果路基邊緣距路堤邊較近,相對覆蓋土壓力便較小,故應特別注意路基邊緣填筑的壓實度,并適當采取措施予以補強。
(五)填砂施工中應嚴格控制分層厚度,并進行分層填筑、分層壓實、分層檢測,使每一層均能達到密實的要求,以保證路基的穩定性。
(六)機械設備的組合必須經濟合理,特別是攤鋪和壓實機械,在數量和機
械性能上過大會造成浪費,如果不足則不能滿足施工要求,造成工期的延誤和運輸車輛的窩工。
參考文獻:
[1]JTJF10—2006公路路基施工技術規范[S].北京:人民交通出版社,2006.
[2]費倫林.樂溫高速公路填砂路基施工質量控制[J].公路交通技術,2007(3):17-21.