公路路基施工中过湿土的施工方法
2017-11-30陈全红
陈全红
摘要:在公路路基的施工过程中,由于受到天气、填料及施工工期的限制,经常遇到要采用过湿土填筑路基的情况,但过湿土的一些特性决定了它不能直接用于路基填筑,必须通过适当的处理后方能达到使用要求。因此我们有必要了解过湿土在填筑路基时的施工方法及其采取的处理措施,这也是确保路基工程质量的关键。
Abstract: In the construction process of highway subgrade, due to constraints of weather, packing and construction schedule, it often encounters the situation of filling roadbed by wet soil, but some characteristics of wet soil determines that it can not be directly used for roadbed construction, must go through proper treatment so as to meet the use requirements. Therefore, it is necessary for us to know the construction methods and the treatment measures of wet soil in filling subgrade, which is also the key to ensure the quality of subgrade engineering
关键词:路基施工;过湿土;施工方法
Key words: subgrade construction;wet soil;construction method
中图分类号:U416.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2017)34-0127-03
0 引言
路基是公路的重要组成部分,它的施工质量的好坏,直接影响到整条公路的工程质量。在公路路基的施工过程中,由于受到天气、填料及施工工期的限制,经常遇到要采用过湿土填筑路基的情况,但过湿土的一些特性决定了它不能直接用于路基填筑,必须通过适当的处理后方能达到使用要求。
1 过湿土的特点
“过湿土”目前尚无确切的定义,按现行公路路基土的分类,过湿土大多属于高液限粘土。有的文献认为,过湿土一般是指稠度小于某一允许值后,必须采取相应技术措施加以处理方可压实到规定压实度的土。公路路基施工中采用的过湿粘性土,其塑性指数、液限指数、天然含水量都较高,透水性小,吸湿性大,易丧失稳定性。雨天泥泞不堪,粘性很高,即使是晴天粘土里层含水量仍高达30%以上,在工程车及作业机械的碾压下将形成较深的车辙,如图1~图3所示。这种土质不但难于碾压,而且也给调配土方的汽车的行驶带来了很大困难,不仅降低了工作效率也增加了燃油成本,给工程带来了相当大的难度,也影响了施工的进度。
2 过湿土的施工方法
过湿土的施工方法大体上分两类,一类是传统的通过翻拌、粉碎、晾晒使其降低含水量的施工方法,另一类则是通过掺用一定剂量的外掺剂对过湿土进行深度处理的施工方法。前一种方法因为不需要额外增加其他的费用,具有良好的经济性在过去被广泛采用,是一种常规的处理方法。但随着我国公路事业的发展,对工期的要求越来越高,相比过去,现在对工期的要求也是一短再短,工期成了衡量经济与否的另一个指标。另一方面,传统的晾晒处理方法也有一定的局限性,因为过湿土的晾晒需要较长的时间,少则两三天,长则一个星期,所以在一些雨季降雨平凡或者雨水较多的地区并不适用。下面详细介绍一下过湿土路基的施工方法。
2.1 土场的选择处理 由于路段内取土场土料的含水量特别大,为了降低土的含水量,在选择了取土场之后应先在取土坑周圍用挖机开挖边沟,对取土场进行“放水”处理,再用推土机将取土场内的土料推成大堆,进行晾晒,以初步降低土料的含水量。晾晒之后若含水量达到施工要求,土方便可以直接运输到路基上作为填土使用。为保证雨后能正常运输,进出土场的便道也要精心修整。便道宜采用透水性能良好而强度较高的材料铺砌,如开山爆破的石渣,若路段内有隧道也可以采用隧道出渣铺砌,以保证便道具有良好的透水性和强度。
2.2 路基填筑过程中过湿土的处理
2.2.1 路基要做好分层填筑,填铺的厚度要低于30cm,在铺设下一层土层之前,要根据规定做好压实操作,而且在填好一层之后就要做好防晒以及粉碎工作,一直到满足填土含水量以及颗粒规范要求。使用平地机进行整平才能够进行碾压,每层填土压实之后要做好整平工作,这样才能保证压实的厚度,验收合格的路段不能够久放,需要及时地做好下层填土的施工工作,避免产生暴晒以及雨淋的情况,避免带来不必要的返工问题。
2.2.2 针对降水量很小而气温较高的这种天降雨天数不多与气温较高的季节,湿土的天然含水量不高,这个时候不能够加入白灰,可直接将土翻松,粉碎至颗粒在50mm以下,经过初步的晾晒后含水量便能达到施工要求。检验含水量合格后可用重型压路机进行碾压施工,直至达到要求的压实度为止。
2.2.3 若过湿土的含水量较大,且通过短时间的晾晒不能达到最佳含水量时,我们可用掺入消石灰的方法对过湿土进行处理。可以使用简单翻晒的方法促进土壤含水量降低,然后使用参会粉碎的方法,降低含水量,达到最佳的含水量,具体的方法是压实度的要求达到90%的路基,消石灰掺量的含量在10%左右并且压实度满足93%的部分,常规量的控制在5%。
2.2.4 若过湿土含水量过大,需要使用掺入石灰石粉的处理方式,使用石灰石的处理优势在于:①石灰石在消融的过程中,吸收了土壤的水分,大约是生石灰重量的32%;②通过生石灰消解放热反应蒸发过湿土中的水分,每克CaO放出了277卡的热量,蒸掉了0.48克的水分);③生石灰的强度比硝石灰的强度高出50%;④生石灰土的强度较消石灰土高出约50%以上。endprint
2.2.5 如果施工过程中遇雨,一般宜抢压,用上层土封住下层土,避免了雨水进入到土层中,而且要做好排水措施,当对陆地的下沉填筑的过程中,顶部应使用4%的双向横坡,路基边坡要设置,临时留着,避免雨水冲刷,对于成型的路段,在雨过天晴,只要做好负压工作,然后检测压实度合格之后,才能够进行下一道施工,这样才能保证路基的压实度完好,有利于更好的完善工期。
2.2.6 对于渗入石灰而言,没有进行平整的地方会在下雨的时候要进行抢修,而且通过防雨布进行覆盖,由于路基表面存在着凹凸不平的情况,局部的地方就会进入雨水,雨停了之后,需要打开防雨布,要进行防晒然后做好粉碎处理方面的工作,积水的地方需要挖掉积水以及湿土,通过均匀的石灰埔进行碾压以及整平操作,这样才能满足压实的需要。
2.2.7 针对下雨压实的工作,在没有防雨布的地方通过拖拉机进行耕翻但是不能够使用旋耕机进行晾晒,由于湿土比较容易粘连,下雨时候盛水蓄水的难度大,使用拖拉机耕地的时候土块会增加,土壤的缝隙会增大,空气之间会出现流通面,促进含水量降低,而且通过旋耕的方法让含水量比较均匀化,对于压实有重要的意义。
2.2.8 针对路床的填土工作,一般是路面结构层以下0到80厘米之内,为了增强路基的强度,让路基强度以及使用寿命的提升需要进行加固处理,加固的方法是将80cm的填土分为五层,每一层是16cm,前面三层通过5%的掺入处理,后面两层主要是通过10%的掺灰处理的,虽然获得了比较稳定的土层结构,但是这个结构不是一种,这样对于湿土的处理工作具有重要的意义,也可以提升路基的强度。
2.3 过湿土处理应当注意的问题
2.3.1 石灰堆放的时间要尽量短,没有覆盖的时候有效钙镁的含量会不断下降,一般的质量满足时会在无覆盖条件下堆放的时间太长,会导致质量变为外石灰的问题。
2.3.2 消石灰在使用的过程中要做好过筛方面的工作,这样才能更好地消解不充分的石灰,在路基进行碾压之后没有充分地消解石灰会让局部出现鼓包的情况,会导致蘑菇状的出现,不利于路基强度以及平整度的改善。
2.3.3 针对过湿土的含水量控制,因为过湿土的含水量大于30%,下雨之后含水量会不断上升,施工的过程中要控制好含水量,在高温的时候,施工落实处的表面会很快晾干,内层土的含水量很高,通过旋耕机翻晒的方法,有利于做好内层土以及外层土的晾晒工作,外层的土也会进行晾晒,也会成为干土,含水量一般低于最小的含水量,不容易压到规定的密实度,因此要在回填土上路基之前做好场外的方向以及粉碎工作,固定含水量而且一般大于最佳含水量2%的时候就要进行回填,这样可以避免常规以及不常规,而且可以避免因为土块而产生了颗粒麻面的情况。
2.3.4 因为过湿土的含水量很大,填筑的过程中要做好控制工作,过薄的工序会浪费人工以及机械的台班,也会对工期产生影响,过厚的下层处翻不透,碾压也是比较困难的,上层在翻晒的过程中要进行粉碎而且要做好眼碾压操作,由于下层土的水分没有流失,所以进行了碾压也不能够满足密实度的需求,重型压路机在压路的过程中会出现弹簧状的问题,这样会导致路基不能够稳定,阻碍了施工进度,最终会导致返工问题的出现,所以路基填土的厚度在湿土施工的过程中必须要进行控制。
3 过湿土填筑路基的显著效果
通过研究数据得知,经过石灰治理之后的高粘液粘土,它的膨胀量和膨胀力都得到了很好的控制,这样说对于干湿循环不敏感,具备比较好的稳定性而且强度也在不断提升,使用低剂量的石灰处理也能够满足路基强度以及稳定性的需要,特别重要的是,这种土壤使用石灰处理还是要高于最佳含水量的4%到5%,即便是连压含水量大于20%石灰土能够很好的压实,不会产生弹簧问题,压实度也能够满足标准要求,研究数据得知需要在压实的状况下促进含水量提升,对于路基的稳定性具有重要的作用,事实表明,过湿土掺灰后的常规压实含水量在23%到25%之间,一般认为低于24%的时候,可以压实到96%的标准密实度。
上述關于促进沿碾压含水量提升的结论,更好的解决了过湿土填筑的质量和工期存在的问题。
过湿土填料通过常规处理之后,土的液限不断降低,塑限不断上升,塑指不断下降,当素土的塑性为24的时候,掺入8%、6%、5%、4%的石灰塑性的指数降低为15.7%,16.8%,18.2%,19.5%,土壤团粒化的形状,土块比较容易粉碎,低于0.075mm的成分不断降低,会让收缩性以及膨胀系数不断下降,促进土块的强度以及稳定性提升,降低了压实的时间,促进施工进度得到提升,总的来说,过湿土使用石灰处理之后可以满足压实要求,也能够消除使用中水稳定性不足的问题,促进填土路基的压实度以及工期得到保证,促进强度以及稳定性的提升。
另外石块和土之间的物理及化学影响改变的路基土的力学效果,不仅会促进抗压强度的提升,而且会体现板结性以及抗水性的效果,这些性质和不掺灰的填筑路基比较来说优势是比较明显的,但是力学性质的改变而提升为路基表面的整体以及刚度及表面安全储备而言,路面延长寿命使用具有重要的作用。
4 结束语
通过一边施工一边探索的方式,获得了过湿土路基施工的良好对策,也就是高温以及良好天气的时候不掺灰,而且要做好防晒处理之后才能用上路段,这样能够节约石灰,促进造价下降,气温低以及含水量不能降低的时候可以根据实际情况计算出常规量,然后充分的消解过筛的石块,投放到施工路段,这样能够促进降水量下降,也能够促进路基强度提升。使用以上的施工对策,不断地促进施工进度得到强化,而且促进施工质量水平提升。
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