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關鍵字:羊角碾灌水法沉降差法
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
1.概述
某高速公路第3合同段K22~K29路段(含東陂互通)沿線多為丘陵山區地貌,表層多有薄層粉質粘土或粘土,其下為中厚層的全風化或強風化炭質灰巖,偶夾薄層中風化炭質灰巖[1]。施工圖[2]設計采用該土層及巖層作為路基填筑材料,開挖后出現大量的土石混合材料。為確保路基工程的施工質量,以科學的數據指導生產,2011年12月22日及12月31日,項目經理部會同駐地監理和總監辦和建設方進行了K25+460~K25+570路段第一、二層進行土石混填試驗,獲得適宜的碾壓組合方式、壓實遍數及碾壓速度、松鋪厚度、材料含水量、壓實系數、壓實度以及施工機械組合等一系列數據,現將試驗過程和結果進行總結,用于指導后續施工和控制填筑施工碾壓質量。
2.試驗準備及方案[3]
①試驗準備
1、 試驗區域:K25+460~K25+570土石混填試驗段
2、 土質狀況
東陂互通A匝道AK1+950挖方段進行取土,土質最佳含水量13.6%,最大干容量為1.79g/cm3,液限45%、塑限29%、塑性指數16%,為低液限粉土。取石場范圍:K26+013~K26+260深路塹,石材為石炭系下統(C1ym)炭質灰巖,強風化裂隙發育,巖芯呈巖塊餅狀,手可折斷,中風化裂隙較發育,巖芯呈柱狀,巖質較硬,錘擊聲啞,飽和抗壓強度為14.3~19.2Mpa,平均值為17.1Mpa。
3、填前下承層整平
填筑前對下承層的平整度、橫坡度、高度、寬度、壓實度以及中線偏位進行檢測,不符合要求進行處理,主要控制下承層的平整度和寬度滿足試驗要求。
圖2-1 下承層整平施工圖
4、 采用的機械設備
根據工程的施工質量和工藝要求,土石混填采用的機械配備如下:
挖掘機2臺、推土機2臺、普通壓路機1臺(20t)、羊足1臺(20t)、運輸車5臺、平地機1臺、灑水車1臺。
②試驗方案
查閱相關文獻[4][5],對試驗段擬采用進行93、95區聯合試驗碾壓方案,具體方案如下:
20T壓路機先靜壓1遍,20T羊足碾壓2遍,再靜壓1遍,最后再通過壓路機振動碾壓3遍后測試壓實度,以后每增加碾壓1遍再測試壓實度,直到壓實度達到95%以上,記錄壓實度達到93%和95%時所對應的施工工藝。
3.現場實施
1、 測量放樣
確定路基邊線和松鋪厚度,網格掛線攤鋪,按1.2松鋪系數控制松鋪厚度,一般在40cm左右,實際數據按照測量標高計算。
圖3-1 攤鋪網格線的劃分
2、 運輸路基土石混填料
挖掘機挖裝路基土石混填料,自卸車運輸至現場倒卸。
3、檢測土方含水量
現場檢測含水量,當含水量達到最佳含水量±2%范圍內時,推土機進行粗平后,平地機進行細平,然后采用20T壓路機碾壓。
4、 碾壓施工
碾壓時從路基邊緣向中部碾壓,先采用碾壓組合為20T壓路機靜壓1遍+羊足碾壓2遍+壓路機靜壓1遍+強振3遍。羊足和普通壓路機強振施工碾壓如下圖所示。
圖3-2羊足碾壓施工圖
圖3-3普通壓路機強振碾壓施工圖
由于93、95是一層聯合試驗,在強振3遍后每壓完一遍,試驗人員現場檢測壓實度,確定出壓實度達到93%時的碾壓遍數;在強振4、5遍后每壓完一遍,試驗人員現場檢測壓實度,確定出壓實度達到95%時的碾壓遍數。
5、松鋪系數確定
測量碾壓完成后的最終高程,和原下承層的高程比較確定松鋪系數。
4.效果檢測
為了對土石混填碾壓的壓實效果進行評價,下面主要采用灌水法和沉降差法測試碾壓后的壓實度。
①灌水法
土石混填土屬于巨粒土,其密實度適合于采用灌水法測定,具體測試過程詳見圖4-1。
圖4-1灌水法測壓實度
②沉降差法
1)總沉降差
以每個橫斷面的測量數據為基本分析單位,在對松鋪層初平初壓后,在同一斷面上選取5個點測量初始標高,終壓完成后,在對應初始標高的測量點上測量終壓標高,將終壓標高減去初始標高并綜合平均后,作為該斷面的總沉降差。
2)相鄰兩遍沉降差
在碾壓每遍后,對應初始測點進行測量,得到碾壓每遍后的標高,將碾壓后的對應標高減去碾壓前的對應標高即為相鄰兩遍的沉降差。
③針對碾壓層位不同的碾壓工藝,采用灌水法和沉降差法測試土石混填的壓實度,具體的測試結果詳見表4-1。
表4-1 土石混填碾壓壓實度測試成果表
根據以上檢測成果表明,本試驗段采用從東陂互通A匝道AK1+950挖方段進行取土,土質最佳含水量13.6%,最大干容量為1.79g/cm3,在最佳含水量±2%范圍內時:
(1)土石混填第一層
20T羊足碾壓2遍,壓路機振動3遍,靜壓2遍,壓實度能達到93%以上,壓實厚度平均為37.7cm,松鋪系數平均為1.058,累計總沉降差平均值為22.03mm;
20T羊足碾壓2遍,壓路機振動4遍,靜壓2遍,壓實度能達到95%以上,壓實厚度平均為37.1cm,松鋪系數平均為1.077,累計總沉降差平均值為28.5mm,相鄰兩邊的沉降差平均值為6.5mm;
20T羊足碾壓2遍,壓路機振動5遍,靜壓2遍,壓實度能達到95%以上,壓實厚度平均為36.9cm,松鋪系數平均為1.082,累計總沉降差平均值為30.3mm,相鄰兩邊的沉降差平均值為1.83mm;
(2)土石混填第二層
20T羊足碾壓2遍,壓路機振動3遍,靜壓2遍,壓實度能達到93%以上,壓實厚度平均為37.8cm,松鋪系數平均為1.059,累計總沉降差平均值為22.27mm;
20T羊足碾壓2遍,壓路機振動4遍,靜壓2遍,壓實度能達到95%以上,壓實厚度平均為37.2cm,松鋪系數平均為1.076,累計總沉降差平均值為27.9mm,相鄰兩邊的沉降差平均值為5.87mm;
20T羊足碾壓2遍,壓路機振動5遍,靜壓2遍,壓實度能達到95%以上,壓實厚度平均為37.0cm,松鋪系數平均為1.082,累計總沉降差平均值為30.1mm,相鄰兩邊的沉降差平均值為2.23mm。
5.小結
通過取得試驗成果,為此進行試驗總結,可采用以下施工參數指導大規模土方填筑施工。
93區:20T壓路機先靜壓1遍,20T羊足碾壓2遍,再靜壓1遍,壓路機振動3~4遍。
95區:20T壓路機先靜壓1遍,20T羊足碾壓2遍,再靜壓1遍,壓路機振動4遍~5遍。
93區的松鋪厚度控制在40cm以內,壓實厚度不大于37.2cm;95區的松鋪厚度控制在40cm以內,壓實厚度不大于37.0cm。
93區松鋪系數為1.077,相鄰兩邊的沉降差為6.2mm;95區松鋪系數為1.082,相鄰兩邊的沉降差為2.0mm。
參考文獻:
[1]《廣東省連州至懷集公路項目兩階段施工圖設計地質勘察資料》 中交第二公路勘察設計研究院有限公司2010年12月
[2]《廣東省連州至懷集公路項目兩階段施工圖設計圖》 中交第二公路勘察設計研究院有限公司2010年12月
[3]《K25+460~570土石混填試驗段施工總結報告》 廣東省航盛建設集團有限公司2012年1月
[4]《西漢高速公路土石混填路基施工控制技術研究》巖土工程碩士論文長安大學2007年度