高速公路高液限土路基填筑施工技术应用路径

2021-03-27 07:28李德龙
运输经理世界 2021年7期
关键词:碾压压实路基

李德龙

(中铁三局集团广东建设工程有限公司,广东广州511400)

0 引言

高液限土主要是指强度低、稳定性差、含水量高、容重轻的细粒土,一般其液限>50%。而由于高液限土路基特性因素影响,其较难压实,非常容易出现“弹簧”现象[1]。因此,对于复杂、关键路段,高液限土路基填筑对于整个路段质量而言,拥有十分明显的作用。据此,有必要探究高速公路高液限土路基填筑施工技术应用。

1 大丰华高速公路基本情况分析

大丰华高速公路丰顺至五华段TJ5 合同段位于梅州市五华县,主要工程内容包括标段内的路基、桥梁、涵洞、梁体预制、梁体架设、排水防护、绿化工程。起止桩号为K104+920~K112+780,主线全长7.86km。

全线采用高速公路标准建设,设计速度100km/h,整体式路基宽度26m,主线采用4 车道高速公路标准。

主要工程内容包括:路基挖土方254 万m3,挖石方57 万m3,填方264 万m3。其中挖方路基24 段,填方路基17 段,涵洞14 道,桥梁8 座。

2 大丰华高速公路高液限土路基填筑施工关键技术

2.1 软基处理

第一,在软基施工前,应结合挖探与轻型动力触探验证所有设计软基段落,如地基承载力不足,可提前变更。若未给出地基处理的填方段落,也可用此方式经验验证;第二,软基换填施工应避开雨季,若必须在雨季施工,应事先开挖环形排水沟[2];第三,开挖至距设计标高30cm 后,检测基地承载力,如不符合要求需及时进行变更加深处理;第四,软基采用换填片石处理方式的,分层填筑片石粒径(粒径<30cm,厚度<50cm),层面以小片石、碎石嵌填空隙,找平后采用22t 压路机进行振动压实。需注意:严禁混合使用软质石料与硬质石料填筑材料,以免造成后期不均匀沉降。

2.2 路基填筑施工质量控制

高液限土直接填筑的质量控制(此处特指每层填筑的质量控制)包括三个方面,即填料的质量控制、施工的质量控制和施工质量的检测。

2.2.1 填料质量控制

首先,选择填料。依据高液限土的工程分类,严格划分各填筑区的填料,根据试验段总结成果指导填筑施工;其次,控制填料粒径,最大土块粒径不大于100mm;最后,填料的压实含水量差控制在-2%~+6%范围内即可,但必须满足稠度大于1.15、塑性指数不大于26 的要求。

2.2.2 施工质量控制

第一,碾压前的松铺厚度控制,应按实测松铺厚度与试验路段结果值,二者相差范围控制在±10%以内,并保证均匀性,即:检测点的数值离散性不大于5%。若达不到要求,应及时补平或去除,并调整摊铺和整平工序;第二,最后两遍碾压的压实度差或沉降差的控制,应按最终碾压遍数以最后两遍碾压的压实度之差小于0.5%或沉降差观测值小于3mm 为准。若达不到要求,需继续碾压。增加碾压遍数后仍达不到要求,应及时调整碾压工艺和改用其他处理方法。

2.2.3 施工质量检测

一是表观质量检查,每层碾压施工完成后,填筑路堤表面应平整,无明显轮迹,并具有规范要求的路拱;二是平整度检测,采用3m 直尺检测,沿路堤纵向每200m 检查4 处,每处检查1m 长。平整度按最大间隙的平均值小于3cm,各尺最大间隙数值的离散性小于5%控制。若达不到要求,应及时调整摊铺和整平工序;三是填筑厚度检测,按实测压实厚度与试验路段结果值相差±10%以内控制,检测频率应与压实度检测同步进行。若达不到要求,应及时调整松铺厚度;四是高液限土路堤的填筑质量控制必须采用双控指标,即:压实度检测、空气率检测。检测频率为每层沿路堤纵向每100m 不少于3 点(不足100m 取3 点)。

3 强夯补强施工关键技术

3.1 拟定技术参数

依据该工程项目,设计如下参数:参数一,拟采用点夯2 遍,满夯2 遍进行试验;参数二,点夯参数暂定为1000~3000kN·m/m2,采用落距为5-15m,夯击次数为4-6 击,若达不到收锤标准,则继续夯击;参数三,夯击能为1000kN·m/2000kN·m/3000kN·m 时强夯收锤标准:一是最后2 击的平均夯沉量不大于5cm。二是夯坑周围填筑面不应有大的隆起。三是不应因夯坑过深而发生提锤困难;参数四,满夯夯击能暂定为1000kN·m,满夯夯击次数暂定为3 击,满夯锤印彼此搭接50cm;参数五,固结时间周期,两遍夯击之间的空隙水压力消散时间视填土土质情况确定。由于路堤中上部设有片石夹层,渗透性能满足要求,暂定为可连续夯击,特殊情况可酌情处理。

3.2 点夯+满夯施工

3.2.1 夯前准备

首先,测量放样。测出场地平均标高,并根据测放的点线,按照试验方案进行夯点布置。

需注意夯点位置要清晰、准确,锤位偏差不得超过5cm,记录员要对号进行记录,不能错号、漏夯和重夯;其次,测定夯击高度,取夯击需提升的高度,分别为5m、10m、15m 三个等级,并做好红色标记。

3.2.2 点夯施工

一是点夯夯击能,采用1000kN·m、2000kN·m、3000kN·m,锤重与落距的乘积为20t×5m、20t×10m、20t×15m 点夯。同时点夯第1 遍共16 个点,1~4#点(纵向第1 排)采用1000kN·m 能击、5~8#点(纵向第2 排)采用2000kN·m 能击、9~16#点(纵向第3-4排)采用3000kN·m 能击;第2 遍共9 个点,1~3#点(纵向第1 排)采用1000kN·m 能击、4~6#点(纵向第2 排)采用2000kN·m 能击、7~9#点(纵向第3 排)采用3000kN·m 能击。

二是点夯击数,依据工程现场需求,点夯击数应满足下列条件:最后两击的平均夯沉量不应大于50mm;夯坑周围填筑面不应有大的隆起;不应因夯坑过深而发生提锤困难。需注意,各夯点的夯击数,应使土体竖向压缩最大,而侧向位移最小为原则,拟定为4~6 击。

三是点夯施工线路,夯击时先强夯中间,再夯击两侧,可以保证高液限土水分向两侧挤压,易于消散及土体早固结,提高夯后土体强度质量。

四是点夯试夯试验。第一,起重机就位,使夯锤对准夯点位置并放置在待强夯路基面上,测量和记录夯前锤定高程;第二,将夯锤起吊到预定高度,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶高程,若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平,同时做好夯沉量测设;第三,重复夯前准备、点夯施工的步骤,直至夯沉量达到收锤标准规定的最后2 击平均夯沉量小于5cm;第四,单点夯击完毕后并移至下一夯点,完成第一遍夯击后推平夯坑,按上述步骤逐次完成所有夯击遍数;第五,点夯施工完毕后,推平夯坑,检查每个夯点的夯击次数和沉降量关系。

五是点夯效果,根据设计要求最后两击夯沉量不大于5cm 确定锤击数及遍数,经现场实际测量,点夯夯击(夯能1000kN·m~3000kN·m)4~6 次情况下可达到最后两击沉降量不大于5cm 的技术要求,满夯夯击3~5 次情况下可达到最后两击沉降量不大于5cm的技术要求。

六是夯后夯点压实度检测。在第1、2 遍点夯中分别对三个夯能(1000kN·m、2000kN·m、3000kN·m)的单点夯击压实度进行检测,并与夯前的压实度进行对比分析,分析点夯后压实度提升值与夯击次数、夯沉量关系。

3.3 满夯施工

首先,单点夯击能采用1000kN·m,锤重与落距的乘积为12t×10m。

其次,满夯击数及遍数,满夯击数按照现场试验夯得到的夯击击数和夯击沉量关系曲线确定,且最后两击的平均夯沉量不应大于50mm;拟定为3 击,满夯2 遍。

最后,满夯试夯试验,满夯锤印彼此搭接50cm,以夯沉量小于5cm 之前的遍数作为夯击遍数,分析可知,夯击每次沉降差逐渐减小,在夯击3 次时沉降差符合技术要求,且总的沉降趋于稳定,夯击后基本不再沉降,说明已经夯击密实。同时,满夯距结构物保持20m 的安全距离,距结构物夯点第1~6 排由夯能1000kN·m,分别降至500kN·m。对比分析压实度、夯击面沉降量。其现场具体情况为:经现场试验满夯三击,最后两击的平均夯沉量不大于50mm 均能达到设计要求;满夯完后对夯击3.5m 深处填层压实度检测,压实度均有提升。

3.4 强夯补参数总结

其一,通过对强夯试验路段统计,得出夯击次数与沉降量关系,沉降量随着夯击次数的增加而减少。

其二,点夯平均每50~60s 一次夯击,每坑4 次夯击需3~4min,夯机移动到下一试坑就位需1min,每小时可夯击10~12 试坑;满夯平均每30~40s 进行一次夯击,每坑3 次夯击需1.5~2min,夯机移动到下一试坑就位需1min,每小时可夯击15~17 试坑。

其三,点夯夯击采用3000kN·m 的夯击能,20t 夯锤提高15m 进行夯击;边坡两侧边缘采用2000kN·m的夯击能,20t 夯锤提高10m 进行夯击;距桥涵结构物20m 边采用500~1000kN·m 的夯击能,20t 夯锤提高2.5~5m 进行夯击。

其四,点夯分2 遍进行,满夯分2 遍进行。满夯采用梅花形布置夯点,夯点间距1.5m,采用跳孔法夯击。

4 结语

综上所述,在现行更高标准的高速路建设环境下,企业要结合建设实际,理清高液限土路基填筑相关要素,改进施工方式,即相关企业需重视高液限土路基填筑特点和施工技术,以自身现有技术为基础,优化其施工模式,创新施工方式,以期为高速公路建设奠定良好基础。

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