摘要:随着我国综合国力不断提高,国家基础设施不断完善,公路工程建设得到快速发展,同时对工程质量要求越来越高,而公路工程施工质量是否达标需求确认路基的平整度、硬度和完整性,这样才能保证路基压实度满足设计和使用要求。在粉细砂路基施工过程中,需要充分考虑到砂性土本身的特征,以及在施工过程中所采用的压实技术,这样才能保证路基的施工质量。本文主要分析粉细砂填筑路基的特殊性以及粉细砂填料压实技术,最后针对粉细砂填筑路基工程的基本建议。
关键词:粉细砂;路基压实技术;压实度;压实质量检测技术
在我国东北地区广泛分布粉细砂土,该土主要是经过岩石风化而形成,具有较强的稳定性稳定性、沉降速度快和透水性好等明显特征。但是在特殊地带筑路时,基本上都是利用粉细砂土进行路基填筑,但是粉细砂粒径均匀、粘度性,在施工过程中很难压实,将直接影响到路基压实度,另外在铁路路基压实性较差,表层松散,压实质量检测技术欠缺等种种问题,影响到粉细砂填筑路基工程的顺利进行。
一、粉细砂土的物理特征
东北地区的粉细砂土的物理指标为塑性指数13.14,塑限值22.21%,液限制33.92%,颗粒密度为2.58g/cm3。根据施工要求和设计要求对粉细砂土进行分析,主要采用移液管法和筛分法,研究结果表明,粉细砂土的颗粒分布比较均匀,且粉细砂土的磨圆度较高,那么在压实过程中很容易出现滑移,一旦受到遇水冲刷,就会导致颗粒流失,路基结构被破坏。
一般在铁路工程土工试验过程中,需要对粉细砂土进行击实试验,在试验过程中,粉细砂中的汗水量将直接影响到试验效果,如果汗水量少,粉细砂的水粘力也会变小,很难击实成型[1]。如果含水量超过16%就会出现橡皮土,同样击实困难。只有根据填筑速度控制含水量,比如填筑速度慢,含水量最好控制在2%;填筑速度快需要根据实际情况决定,也不是不补水效果就好。
二、粉细砂填筑路基的特殊性
在路基施工过程中,路基填料的选择和压实技术的使用,将会直接影响到路基的施工质量,如果路基施工结束后发生沉降,就会出现路基不平稳,严重影响到车辆的安全形势,更严重会影响到人们的生命财产安全[2]。如果铁路路基出现沉降,就会严重影响到列车的行驶安全,甚至是会出现脱轨事故,所以必须要选择优质的填料。
粉细砂地区可以利用的优质填料匮乏,且粉细砂广泛分布。而粉细砂地区主要以平原为主,地势起伏较小,地层土层主要是粉细砂,而粉细砂颗粒之间细砂较小、粘聚力低、透水性强、结构单一,并随着含水量的大小呈现出不同的状态,当含水量低于2%时为松散状态,含水量高于14%为流塑性,对于路基填料来说属于不良的砂土填料。
另外粉细砂路基填料压实性能差,很难满足压实质量检测的规范要求,控制标准主要采用地基系数K30和压实系数K对砂类土填料进行检测,如果是用于铁路基床作为填料时,地基系数K30必须要大于80MPa/m,压实系数K必须要大于0.9[3]。但是粉细砂本身具有颗粒间黏结力较差,粒径均匀和表层松散等明显特征,给压实工作带来一定的困难,如果采用传统的压实技术进行压实,那么必定出现浅层和表层土松散现象,难易达到地基系数K30和压实系数K的规范要求。
碾压工艺和压实机械的选择对粉细砂路基结构有着不同的影响,根据施工总结经验可以看出滚轮式压路机的压实效果相对较差,而经履带式推土机逐层碾压效果相对较好,且还能满足地基系数K30和压实系数K的规范要求。
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三、粉细砂填料压实技术分析
粉细砂土具有特殊的物理性质,在路基填筑时,不易压实,应用型严重受到限制,目前我国相关学者不断对其进行研究和分析[4]。风积沙主要与含水率有关,适当的含水率可达到最佳密实度,也有学者对风积沙路基的压实进行研究等等,为粉细砂路基的施工提供了相应的资料和借鉴参考。
随着高速公路和铁路的快速发展,其考虑到成本因素,以及保护生态环境和可持续发展要求,就遵循就地取材,目前我国已经开始大批量研究粉细砂填料路基施工工程研究,并取得了相应的成果。
路基填筑质量控制是满足使用要求,确保在路基施工结束后不会出现沉降现象,并保证路基能够长期平顺和稳定,为交通运输提供重要的安全运营技术。路基质量控制主要是路基填筑质量的有效监测,不同的路基设计有不同的压实系数K30和K。在铁路路基K30试验监测技术中我国已经取得良好的研究,并成为我国铁路路基填筑质量重要的检测方法和控制参数,但是对粉细砂的路基填筑压实技术有待进行进一步研究。
根据室内试验结果分析,粉细砂路基填筑压实基本思路为:先使用轮式振动压路机进行振动碾压,振动的目的是为了保证粉细砂更加稳定;其实使用履带式压路机进行交替往复碾压;同时在压实过程中必须要先两侧后中间开始压实;另外还需要合理控制粉细砂土填料中的含水率,防止出现压实困难,且松铺厚度也要合理控制,不宜太小。压实的目的就是利用设备的振动,使粉细砂颗粒产生共振,减少粉细砂土颗粒之间的摩擦力,而颗粒粒径相对较小的砂土达到填充粗颗粒间空隙的作用,确保粉细砂路基结构更加稳定。仅仅依靠振动无法满足路基的使用要求,结构强度和压实度还需要进一步提高,那么需要约束特点的碾压设备进行碾压,在侧向提供约束力,可防止表层隆起,同时可以增加水膜,这样能更好的发生相互填充的嵌入变形,增加压实度和土地结构的稳定性。
四、粉细砂填筑路基工程建议
首先要根据当地的地理环境,路基机构设计、施工和检测技术进行充分分析,优化设计粉细砂填料路基,根据施工现场调查,路基填土主要使用改良土为主。然后是确定粉细砂填料路基施工方案,包括施工工艺流程、工艺标准、操作要求和压实质量检测技术,施工工艺一般情况下都是按照三阶段、五区段和八流程进行,接着是机械组合和测试仪器的选用,机械设备主要有挖掘机、推土机、平地机、压路机、自卸机、旋耕犁和洒水车,检测仪器主要有K30平板荷载仪、灌砂桶、换刀、索佳水准仪和PTK拓普康;施工工艺流程为:推土机平整并初压、振动式压路机压实、整平、推土机终压、检测(合格)、填筑下一层直至顶层;压实质量检测技术要根据粉细砂填料本身的特征,选用不同的压实机械采用对应的检测技术。
结语
粉细砂由于颗粒粒径均匀,且颗粒粒径偏小,那么在路基填筑过程中需要更小的粒径颗粒,确保路基填筑密度最大化,还需要采取有效措施对其进行击实,提高粉细砂土密度最大化。另外含水量也会影响到粉细砂土路基填料的稳定性,一定要把水分控制在合理的范围内,碾压次数也需要根据实际情况确定,那么在施工之前需要对其进行有效的研究,从而确定最有效的压实工艺流程,确保粉细砂路基结构的稳定性和提高路基使用安全性系数。
参考文献
[1]李伦.有约束碾压设备填筑粉细砂填料路基施工技术[J].价值工程, 2016,35(13):129-130,131.
[2]梁晓燕,王玉珀.高速公路土方路基压实度的施工质量控制与检测技术研究[J].信息记录材料,2017,18(3):26-27.
[3]付明.灌砂法检测路基压实度技术要点分析探讨[J].现代商贸工业,2017,(16):185-186. DOI:10.19311/j.cnki.1672-3198.2017.16.102.
[4]刘洋,任清.市政道路沥青道路混凝土路面施工质量的控制技术分析[J].建筑工程技术与设计,2017,(16):3270-3270.
论文作者:石俊刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签:细砂论文; 路基论文; 压实论文; 填料论文; 颗粒论文; 系数论文; 含水量论文; 《基层建设》2019年第1期论文;