如何控制路基壓實(shí)效果

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一、概述
    貴州三凱高速公路九合同段位于劍河縣革東鎮(zhèn)境內(nèi)，全長4.8公里，主要地貌為山嶺重丘區(qū)，地勢(shì)起伏較大，為滿足線型設(shè)計(jì)及行車舒適要求，依據(jù)就地取材，方便施工，節(jié)約造價(jià)，少占良田的原則，沿線采用強(qiáng)風(fēng)化巖進(jìn)行路基填筑。由于巖體抗壓強(qiáng)度達(dá)不到15Mpa，而且極易破碎，故不能做為填石路堤，而采用填土進(jìn)行控制，為保證路基路面具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必須對(duì)筑路材料進(jìn)行充分的壓實(shí)，影響壓實(shí)效果的因素很多，主要有土的含水量、土的顆粒組成，碾壓層的厚度，碾壓機(jī)械的類型和功能，碾壓遍數(shù)以及地基的強(qiáng)度等?，F(xiàn)就這土的含水量簡(jiǎn)單分析。
    二、原理
    我們知道，土是由固體顆粒、液態(tài)自由水和氣體組成的三相體，以土為骨架，水、氣占據(jù)一定空洞充填孔隙，通常，對(duì)土進(jìn)行打擊和碾壓使大小土塊、土顆粒重新排列和靠近，使小顆粒充填大顆粒之間的孔隙，而部分水和空氣將排出，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的結(jié)果是單位體積內(nèi)土顆粒增加。由于土顆粒比重大于水、氣而使單位體積的密度增大，減小孔隙率，稱之為壓實(shí)。工程上衡量路基路面的壓實(shí)程度是工地實(shí)際達(dá)到干密度與室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得到最大干密度的比值百分?jǐn)?shù)為壓實(shí)度，提高壓實(shí)質(zhì)量是盡可能增大單位體積內(nèi)固體顆粒的比例，即增大干密度，也增大了路基承載力，不易產(chǎn)生彈簧，所以，路基壓實(shí)中，應(yīng)盡量采取大噸位的壓實(shí)機(jī)械，提高壓實(shí)度。三凱九標(biāo)內(nèi)的填筑土多為強(qiáng)風(fēng)化巖，裂隙發(fā)育強(qiáng)烈，中間多為沉積粘土，液限偏高，顆粒組成為大小不均勻的風(fēng)化巖顆粒，中粒偏多，但易碾碎，通過對(duì)九標(biāo)的土質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該種土質(zhì)的液限為43%~48%之間，而塑限為30%左右，最佳含水量為12~18%之間，最大干密度在1.8~2.0之間，而土的容量在2.6左右，這表明土中礫石含量偏高，不易吸水而表明液塑限特征的液限在43~48%、塑限為30%左右的土最佳含水量最小應(yīng)為20%以上，但實(shí)際最佳含水量在12~18%之間，原狀土的天然含水量W>20%但由于試驗(yàn)室沒有碾壓設(shè)備，原狀土中顆粒不易破碎，工地上用18噸以上壓路機(jī)碾壓，土中有了大量小于0.5mm的風(fēng)化巖顆粒，不是單純的粘土顆粒，故液限急劇下降，減小到WL為小于35%，WP為小于20，由于W>WP，也就是說天然含水量超過塑限，從而使粘土粒成塑性狀態(tài)。實(shí)際中極易產(chǎn)生彈簧現(xiàn)象。假如填方下一層含水量偏高，由于上一層的壓實(shí)作用使上下層之間產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象，從當(dāng)前層顯得含水量偏高，又造成壓實(shí)不夠，從而影響多層壓實(shí)質(zhì)量。針對(duì)這種情況，所以我們?cè)趯?shí)際工作中應(yīng)注意觀察土質(zhì)的變化，嚴(yán)格控制含水量而隨時(shí)采取措施。
    三、如何指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工
    試驗(yàn)研究是為施工生產(chǎn)服務(wù)的，在工程施工過程中，如何利用土的各種性質(zhì)，針對(duì)不同的材料正確控制，運(yùn)用不同方法以提高壓實(shí)質(zhì)量以及壓實(shí)效率是我的最終目的。簽于三凱九標(biāo)土質(zhì)的特殊，表面看填料是石加土，其中石占80％以上，顆粒分析后中粒偏多，中細(xì)粒土偏少，大于20cm粒徑的風(fēng)化巖占60％以上具有一定的強(qiáng)度。但這種強(qiáng)風(fēng)化巖極易破碎，遇水容易變成破碎體。經(jīng)壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)后，基本上變成了土，路基大部分又處于半挖半填地段，控制不好極易形成滑動(dòng)楔體。試驗(yàn)證明在填土厚度大于50cm下層風(fēng)化巖很難破碎，形成很多空隙，壓實(shí)度很難達(dá)到，這對(duì)路基質(zhì)量極為不利。容易產(chǎn)生不均勻沉降，造成路面開裂.假如路基排水不好易形成山體滑坡，損壞路基，在小于20cm松鋪厚度就不易達(dá)到平整度要求，細(xì)粒粘土形成表面光滑，坑洼不平壓實(shí)不均勻，這種填料的滲透性比較強(qiáng)，水往下滲，容易造成路基沉降，影響路堤質(zhì)量。針對(duì)這種情況，考慮使用大噸位壓實(shí)機(jī)械使巖體破碎級(jí)配發(fā)生改變，變得更均勻一些，待空隙中的空氣和水盡可能排出，土的顆粒數(shù)充滿空氣和水所占空隙，達(dá)到理想壓實(shí)效果。嚴(yán)格控制含水量，由于邊坡外為森林覆蓋，巖層破碎容易滲水，建議高邊坡下設(shè)置盲溝、滲溝，將水排出路基外，這樣避免滲水對(duì)路基的浸泡影響路堤質(zhì)量，另取土場(chǎng)應(yīng)注意及時(shí)排水，防止積水下滲，減小土的含水量，由于土的含水量偏高，造成彈簧的情況下，路基的強(qiáng)度將不夠，這樣填土勢(shì)必引起上一層的填土，由于壓實(shí)機(jī)械作用下沉降抵消壓實(shí)功，彈簧部分將向四周擴(kuò)散，將影響大面積的填土質(zhì)量，所以路基壓實(shí)效果務(wù)必重視排水。
    前面已經(jīng)說明，對(duì)于偏濕土我們可以采取晾曬方法，使之接近最佳含水量再碾壓可取得很好的壓實(shí)效果，但對(duì)于過濕土，在考慮進(jìn)度的條件下，可以加一些帶有細(xì)顆粒土的弱風(fēng)化巖灰進(jìn)行拌和，從而降低含水量接近于最佳含水量提高干密度，對(duì)于偏干土我們可以采取增加壓路機(jī)噸位或增加碾壓遍數(shù)的辦法來進(jìn)行壓實(shí)，壓實(shí)機(jī)械增大噸位和增加碾壓遍數(shù)相當(dāng)于增加了土的壓實(shí)功，盡量使土中的空氣排出，增加土的顆粒成份，增大干密度。對(duì)于土很干的時(shí)候可考慮灑水碾壓來達(dá)到最好壓實(shí)效果。
    結(jié)束語
    實(shí)踐表明，達(dá)不到規(guī)定壓實(shí)度的最普遍的原因是碾壓時(shí)材料的含水量不合適和壓實(shí)機(jī)械的不匹配造成的，如何控制公路壓實(shí)效果是提高路基質(zhì)量的重要一環(huán)。