压实度的控制措施.doc

试论路基压实度的影响因素和控制措施1前言 路基的稳定性问题一直困绕着施工质量。路基稳定性的好坏将直接影响着行车的安全与舒适。影响路基稳定性的因素主要有自然因素和人为因素，自然因素的影响主要依靠合理的设计来减弱和克服，人为因素主要是从规范施工过程中来克服。所以说控制好路基的压实度是关键。在现场施工中，压实度是工程好坏的评价标准，在实习过程中深刻体会到了从料进场到路基土方的填筑，压实度细节问题始终贯穿其中，在生产中往往被忽视。造成压实度不足，一直是施工单位头痛的问题，为了更好的理论联系实际，大量的查阅资料，分析和解决工程中遇到的问题，具体问题具体分析，因地制宜，从本质上解决问题那么怎样有效的控制好路基的压实度呢？下面浅谈土方路基在施工过程中的压实度控制的相关问题。2 路基压实机理不同的土质其化学成分和物理性质都可能存在着一定的差异对特殊路段加强检测，提高试验频率，遵循规范的要求，取得了很好效果，早通常情况下对路基进行碾压时，产生的物理现象有：使大小块重新排列，和互相靠近。使担搁土颗粒重新排列和互相靠近，使小颗粒进入大的颗粒中，多种路基结构层材料通常主要是由各种不同粒径的单位粒径组成的，在碾压过程中，主要发生的想象是重新排列，互相靠近和小颗粒进入大颗粒的空隙中，产生这些不同物理想象的结果是增加单位体积内固体颗粒的数量，减少空隙率，这个过程称做压实。本施工段路基包边土采用砂性土，路基填筑采用砂土，路基封层采用山皮土。运用环刀法、灌砂法居多，环刀法适应砂土，路基填筑中广泛运用此类方法，灌砂法适用于粒径较大的填土材料。在此主要探讨灌砂法在施工中的应用。但无论用何种方法，其理论依据都大同小异，都是以路基施工压实土的干密度（即检测的干密度成果）与试验室标准击实所得的最大干密度的比值来确定路基的压实程度的，以百分率表示。压实度用K表示，它的理论计算公式为：K = d dmaxK: 压实度（%）d: 所检测路段压实土的干密度（g/cm3）dmax: 标准击实所得的最大干密度（g/cm3）从上式我们可以看出击实所得的最大干密度dmax的准确与否将直接影响路基检测压实度的试验结果，它能真实地反映路基压实程度。3 影响压实度的因素在公路施工中，影响路基压实度的因素有：不良地质条件和气候的影响，填土材料的好坏、软基处理基不当、含水量的控制、松铺厚度以及施工机械设备的配套情况，人为因素的影响等，下面结合沿海高速深入的探讨压实的影响因素和处理措施。3.1 不良地质条件和气候的影响气候因素影响着路基施工的质量，不同地区应根据本地气候特点选择合理的施工季节。如多雨地区，路基填土含水量受地下水的影响较大，很难控制。但有时为了施工进度的需要，大多施工期赶在雨季，势必影响道路的施工质量。因此一定要做好路基排水系统，保证路基稳定。路堑挖方段尤其要做好纵向临时排水系统，减小雨水和边坡浸出的水对路基的损害。同时也利于雨后能及时复工，提高工作效率。3.2 路基填料的影响 我国的地域辽阔、地形复杂，能用于土方路基填筑的自然建筑材料大体可分为：粘性土、亚粘性土、粉性土、砂性土、夹石土等，这些自然建筑原材料在性能及其本身的特点不同，施工单位和建设单位又是处于经济效益方面考虑的因素，大多数都是遵循就地取材的原则，来进行公路路基建设。本施工段土方量的需求大，又不便占用农业用地， 采取就近原则大量采用滦河河套的沙土，在后边庄建立了土场，以供施工需要。在路基施工中，如果土质不良，即使松铺厚度适中，碾压合乎规范，仍然很难达到压实度标准。均匀颗粒的砂，单一尺寸的砾石和碎石，都很难碾压密实。只有在良好级配的条件下才能达到要求的密实度，也才能满足强度和稳定性的要求。在施工中选材非常重要。下面以本施工段为例，采用砂土，砂土系砂类土中细粒土质砂，其颗粒组成级配交好，易于压实具有足够的内摩擦力，又有一定的粘结性，遇水干的快不膨胀，干时扬尘少，为填筑路基的良好材料。选用适宜的路基填料，把好填料关，有针对性的实施填料的管理。作到对号入座。做好开工前的各项准备工作。一般土都可以做为路基用土。但选择水稳性能好、干密度大、承载能力高的砾石类土填筑最为适宜。土质应均匀一致，不得混杂。路面底面以下50cm范围内填料最大粒径不得超过10cm，其余的也不应超出设计要求。填筑时要剔除超大粒径填料，以保证各点密实度均匀一致，必要时可过筛或用人工拣除。3.3 土的含水量的影响对包边土进行数据分析，对典型土取样进行击实找到最佳含水量，目的是为了指导施工，提高压实效果。下面就包边砂性土进行分析。两组平行的试验。确保试验数据的可靠，准确。 填方路堤的最大干密度和最佳含水量是在试验室做重型试验得到的。要保证填土的最大干密度可靠，须作到两点：一要保证试验用的土样可靠，二要保证击实试验可靠。一般情况下，击实试验没有问题，有问题的话就是土样的问题。因为取土场的土质很少是均匀的，取样的地点不同，击实的结果也不一样。当土层上下有变化时，即使是在同一地点取样，也会随取样深度的不同，标准击实的结果也会发生变化。因此施工单位在做填方路堤的标准击实试验取土样时，要有监理人员在场，分别从不同地点取不同深度的土样，并作好标记送试验室。在做标准击实试验时，施工单位单位也应该通知监理人员旁站，以证明击实试验的公证性和可靠性。作为施工单位的试验人员，无论在取土样或做试验时都应认真，取样应有广泛性和代表性，并报批击实试验资料，能反映出土源的最大干密度个最佳含水量，以指导填土路堤的施工和质量控制，下面就包边砂性土进行分析，两组平行的试验。 表1包边土试样试验数据统计表.试样12345含水水量（%）1113151719土的干密度（g/cm3）1.6721.7641.8171.7761.670表2包边土试样平行试验数据统计表.试样ABCDE含水水量（%）1113151719土的干密度（g/cm3）1.6681.7551.7961.7701.650 图1取样符合要求：曲线为抛物线，出现最高点。可以得到峰值。最佳含水量15.2%，最大干密度为1.820。土的最佳含水量是由击实验确定的。由击实曲线如上图1。可知，严格 的控制最佳含水量是关键。但是，不同的土类其最佳含水量和最大干密度也是不同的。一般粉粒和粘粒含量愈多，土的塑性指数愈大，土的最佳含水量也愈大，同时其最大干密度愈小。因此，一般砂性土的最佳含水量小于粘性土，而砂性土的最大干密度也大于粘性土。含水量的大小直接影响着土的压实度，含水量越大，干密度越小。在施工中，将含水量控制在与最佳含水量相差正负2%的范围内，压实效果比较理想。土的含水量过大，压实度必然小，会造成路基稳定性降低，有时甚至出现弹簧土。含水量过小，难于碾压，压实度也难以达到规范要求。对于偏湿土我们可以采取晾晒方法，使之接近最佳含水量再碾压可取得很好的压实效果，但对于过湿土，在考虑进度的条件下，也可掺入适量石灰处理。对于偏干土我们可以采取增加压路机吨位或增加碾压遍数的办法来进行压实，压实机械增大吨位和增加碾压遍数相当于增加了土的压实功，尽量使土中的空气排出，增加土的颗粒成份，增大干密度。对于土很干的时候可考虑洒水碾压来达到最好压实效果。在试验段路基填筑阶段，填筑的材料为砂土，夏季温度高，水分蒸发严重，运送的路程较长，大量的砂土堆积，无形中水分大量丢失，与实验数据要求相差太大，达不到最佳含水量，影响压实效果。路面不平整，出现轮迹，沙土飞扬等现象。使路基的稳定性大大降低。控制填土含水量，土的含水量对压实效果的影响比较明显。取土场取用的土一般含水量较大，承包人往往用加大压实功能的方法来提高土的密实度是不经济的。若土的含水量过大，此时增大压实功能就会出现“弹簧”现象，必须进行重新处理。这就是说不能单纯用增大压实功能来提高土的密实度。试验证明，当填土含水量与最佳含水量相差在2%以内时碾压效果最好。下面谈一下施工中现场含水量的控制，在实际工作中重点就是室内所得的最佳含水量可能与现场所用的压路机相差太大。但是一般情况下两者不会有太大的差别，材料的含水量接近压路机的最佳含水量时，需要的压实功小，当采用使用规定的施工方法控制压实时，控制含水量是碾压时的重点，为了保证满意的压实效果，使土在压路机的最佳含水量条件下碾压是及其重要的。在试验段K56+200-K5+500段的施工过程中，体现了这一点，在节省机械功的同时，保证压实度，对于现场道路实验员来说是非常重要的，为了达到压实度，可能要明显增加压实功，在这种情况下需要考虑在干的状况下碾压较经济，还是在加水碾压经济了。3.4 松铺厚度的影响为保证路基的强度和稳定性，使路面有一个的稳固土基，在填筑土质路堤时，应将填土分层压实。在松散的黄土地区或其它松散土的挖方路段，也应进行压实。压实土层时，虽然可以减少填土层次急相应的铺层整平与找平工作，但要达到标准的压实度，往往需要碾压很多遍，消耗的单位压实功就增加了见图2。压实的均匀性也差，因此，压实要求高时，压实厚度取小些，较为经济合理。控制压实层厚度，控制住压实层厚度对保证路基压实十分必要。在碾压机械一定的情况下，土层越厚碾压效果越差。不同的土层厚达到规定的压实度所需要的碾压遍数不同，适中的填筑厚度是保证压实度及产生生产效率的重要因素。根据试验，层厚分别为30cm和50cm时，碾压4-6遍，测得压实度相差3%-4%。一般认为，用工地常用的18-25t光轮和22-25t振动压路机时，控制压实厚度不超过20cm，松铺不大于30 cm，能提高工作效率，保证填土的压实质量。在路基施工中，填土的松铺厚度往往不被施工单位重视，过厚碾压的现象普通存在。由于超厚填土，造成虽然路基填土上层符合要求，但开挖后下层仍比较松散，这就为以后路基的稳定埋下隐患。 图23.5 不同压实机械对压实的影响路基工程应采用机械压实。压实机械的选择应根据工程规模、场地大小、填料种类、压实度要求、气候条件、压实机械效率等因素综合考虑确定。碾压质量控制包括选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性等。不同种类的压路机对不同土质的压实有不同效果。振动碾压砂砾土能得到良好的压实效果，而振动碾压粘性土能得到最佳压实效果。同一种型号的压路机对不同土质的压实效果也不一样。这就决定对不同土质，同一压路机碾压采用不同的压实遍数。压实方法对压实效果也有影响，压实均匀性要求控制被碾压路段的压实度一致，不致于出现一部分超密，而另一部分欠密的不均匀现象。填土表面平整性也是影响压实均匀性的因素之一。 3.6 碾压过程的控制由于高等级公路路基压实度高于一般公路，所以对碾压过程的控制就更加严格。一般在碾压过程中采用先轻后重、先静后动、先外侧后中间的碾压方法。碾压速度一般控制在24km/h，行驶过慢则生产率；行驶过快则对土的接触时间短，压实效果较差。尤其对压实度要求高及填筑层较厚时，行驶速度更要慢些。碾压开始时宜用慢速 ，随着土层逐渐密实，速度逐渐提高。压实的单位压力不应超过土的强度极限，否则土体会遭到破坏。4 对施工中压实质量控制分析41试坑的影响4.1.1试坑的深度 按照公路路基路面现场测试规程要求，试坑的深度应该等于测定层的厚度，但不得有下层材料混入。一般情况下，每层压实厚度为20cm，所以，试坑深度也应该为20cm。4.1.2试坑的形状试坑的形状应该是空的圆柱体，但施工单位往往会将坑挖成锅底的形状，尤其是在接近试坑底部的位置。前面我们谈到就每一压实层而言，越向下的部位其压实度越小，所以，这样形状的试坑将导致较松散部位的土取出得相对较少，导致测得的压实度值偏大。 在此过程中还应注意，本试坑挖出材料当中是否存在大的石块和坚硬的材料，应挑拣出以免影响压实度，此时偏大。4.1.3灌砂的时间，含水量的选取 正确的做法是观察边缘处标准砂不再流动后还需要等十几秒钟再停止灌砂。因为我们无法直接观察到中心部位砂子的流动情况，更因为砂子的流动是从中心开始而后才向边缘扩展的。 路基施工基本上都是在炎热的夏天进行，烈日使得新铺筑的路基表面含水量偏低。所以，在选取含水量时，应将试坑内取出的土壤迅速均匀搅拌，然后再取含水量。在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不易压实。当土具有适当含水量时，水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，从而易压实。每种土壤都有其最佳含水量。土在这种含水量的条件下，使用同样的压实功进行压实，所得到的重度最大（如下图）。各种土的最佳含水量 和所能获得的最大干重度，可由击实试验取得。施工中，土的含水量与最佳含水量之差可控制在-4% +2%范围内。 图3 土的含水量对其压实质量的影响 4.2 灌砂筒、标定罐标定的准确与否对压实度的影响 4.2.1未灌入前，贮砂筒中砂面高度、砂的总重对量砂密度的影响公路路基路面现场测试规程中是以砂面的高度来控制的（砂面距筒顶15mm左右)。原因是不同砂面高度的砂，其下落速度不同，因而灌进标定罐内砂的密实程度也不同，这就直接影响了量砂的密度。因此，贮砂筒中砂面高度必须严格控制。现场测试时，贮砂筒中砂面高度应与标定量砂密度时贮砂筒中砂面高度保持一致。另外，也可通过控制灌入前砂的总重来提高量砂密度标定的准确性。因为标定时，只要砂总重相同, 即砂的自重一样，显然其下落速度也能保持一致，从而提高量砂标定的准确性。4.2.2试验检测中应注意的问题 1)选点是否得当，直接影响到压实度的检测结果。选点太少，位置不客观，没代表性，很难反映实际情况；选点太多，不但没必要，而且浪费时间，降低工作效率。因而，正确的选点，严格按规定的检测频率进行检测，具有很大的现实指导意义。所以，进行压实度检测时，选点应得当，随机取点，检测频率也要满足规范要求。这样，检测结果才能较客观地反映工程实际情况。 2)量