1工程概况
以清东陵高速公路工程为依托,本文选取的四标段全长为7.207km,起始点里程为K21+500至K28+707.203。双向四车道设计,设计速度80km/h,路基宽度24.5m。设计路基挖方47.4517万m3,填方132.3106万m3。本试验段位于遵化市大玉线与清东陵高速交叉口东侧山坡上,本次试验段里程:K25+890~K25+990;选取K25+900(一般路堤)、K25+930(一般路堤)、K25+980(路桥过渡段)三个试验断面。试验路段路基路肩填方侧最高填土高度6.303m,最低填土4.732m。路基中心处最高填土3.053m,最低填土1.783m。其试验段路基施工横截面如图1所示。
2试验段的施工过程
2.1填料前准备
在台阶开挖完毕后,路基填筑前应先对基底进行平整,之后进行碾压,确保路基的压实度、平整度和地基承载力等条件均满足要求。其中地基承载力经试验后满足公路地基规范。
2.2填料的选用、挖运与堆料
由于试验段属于斜坡地基,填料可以用上部台阶开挖的土石混合料。这样可以节约运输成本。对选取的土石混合料抽取样品分别做天然含水量、液限、塑限、标准击实试验和CBR试验等各室内土工试验。经试验合格符合高速公路土石路基填料规范后,才可进行使用。
2.3摊铺整平
依据《公路路基施工技术规范》应超宽填筑,规范中规定施工时路基两边应分别超出设计宽度的30~50cm,本工程选用的路基两侧超出设计宽度值取40cm,按照设计厚度进行挂线。按水平分层,先低后高,先两侧后中间卸料,严格控制摊铺厚度。用推土机进行摊平,摊铺时按照设计的30cm分格进行分段卸料,对个别不平整的空隙用碎石块和碎石渣填平,摊铺时出现的个别大硬质石块先用机械破碎再进行摊平,对于机械无法进入的路基边角部位可用人工整修。依据规范要求,路基松铺厚度的控制值可取在40±3cm内,场地全部平整完成后,测量松铺厚度是否满足规范要求的40±3cm内。然后进行一遍静压,之后恢复控制点位并测出控制点高程,作好施工记录。
2.4碾压方法
本工程用压路机进行碾压,选用自重20t振动压路机,压路机开行路线按照先两边后中央的顺序平行进行,为了保证碾压质量,两次车轮要求重叠三分之一以上。路基两侧的加宽部分也要进行碾压以保证边坡密实。碾压机开行方向应顺路基纵向进行,先静压2遍,碾压速度在1.5~1.7km/h之内比较合适,然后碾压按照由弱振到强振进行,碾压速度控制在2.0~3.0km/h。碾压过程中要注意控制压路机行驶速度,在正在进行碾压或碾压完成的路段严禁压路机急刹车和掉头,以保证填料表面不受破坏。
2.5碾压遍数及检测
摊铺平整后先静压2遍,再强振碾压一遍后,恢复控制点并测出各点标高,计算各控制点的压实度和沉降量,并作好记录,然后再继续碾压,每碾压一遍完成后即恢复控制点,测标高、压实度和沉降量,并作好记录。直到压实层顶面平整稳定不再下沉,且相邻两次的压沉量为0mm,即说明路基碾压施工合格。
3试验数据分析
3.1轻型触探实验分析
试验段轻型触探实验数据。如表1所示。根据一级公路、高速公路填筑路堤地基承载力要求,整个斜坡地基段路堤填筑最高是6.303m,经计算选取的四个断面的地基承载力均满足填筑要求,也就是台阶开挖完毕后,不需要进行地基处理,经平整碾压处理后可直接上填料。所以填料各种物理指标满足规范规定的填筑要求。
3.2沉降量分析
根据试验段路堤压实度检测沉降差法的数据,作出压实遍数与沉降量的图表。如图2所示。结论:采取20t振动压路机碾压土石混合填料路堤时,静压2遍,碾压6遍以上即可满足路基压实度的规范要求,因此建议土石混合料路堤碾压6~8遍,为了保证工期和节约成本,正式施工时要碾压7遍。
3.3压实度K30分析
试验段路堤压实度K30安装及检测方法见图3所示,根据试验中断面的各荷载强度Ph值和百分表测定的位移平均值,可以绘制出各断面的荷载强度和下沉量的曲线图,详见图4~6所示。然后根据地基系数K30公式:K30=Ph/S=80(MPa/m)计算K30值,式中:S标准下沉量为0.00125m。随着碾压遍数的增加,地基系数K30呈逐渐增大趋势,可以看出对于同一填料,合适的碾压遍数和正确的施工方法,都对地基系数K30及施工质量有着很大影响。而通过K25+900、K25+930、K25+980碾压6遍、7遍及8遍的分析图可以看出,基本上已经都满足规范规定大于等于150MP/m的要求。因此,选用K30进行斜坡地基高速公路碎石土路基压实度检测是可行的。
4结论
⑴本试验段路基填料松铺层厚和最佳含水量分别控制在40±3cm内和2%内比较合适。⑵路基相邻两次碾压的部分压沉值在碾压7遍后为0mm,路基沉降值在碾压8遍后均为0mm,几乎不再下沉,因此建议土石混合料路堤碾压6~8遍。⑶通过轻型动力触探检测原地基承载力,若承载力不足,应采取加强措施。⑷碾压时采用进退错距法,先静压2遍,速度控制在1.5~1.7km/h内,再振压6遍及以上,碾压中间由弱振到强振,速度控制在2.0~2.5km/h。两次碾压轮迹重叠1/3以上,这样碾压完成后,路基压实度和沉降差才能满足规范要求。⑸路基压实度通过K30检测要比沉降差法更精确。通过对K25+900~K25+980段土石混填路基试验段的成功填筑,说明土石混填的路堤填筑方法可知名经济期刊以满足土石路基填筑施工要求,符合路基施工规范及清东陵高速公路的设计要求,并且相对常规路基填筑方法,具有施工进度快、检测直观、稳定性好、质量易控制的特点。
作者:康振辉 单位:河北省高速公路京哈北线管理处
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