路基工程施工压实度控制分析.pdf

'建材世界2012年第33卷第1期DOI：10．3963／j．cn42—1783．TU．2012．01．020路基工程施工压实度控制分析周国顺1，谢海峰2(1．浙江鹏远建设有限公司，台州318000；2．台州佳远工程设计咨询有限公司，台州318000)摘要：该文就影响路基压实度因素、控制方法以及路基施工管理方法进行分析和讨论。关键词：路基；压实度；控制AnalysisandDiscl璐sionontheSubgradeCo璐tructionC伽叩actionContr0IZHo【，G∞一妇“玎1，X．『EH口i—力咒92(1．ZhejiangPeng”姗C0nStnlctionCo，Ltd，Taizhou318000，Chim；Z．TaizhouJia)咖E119ineering跳signandCo舾ultiIlgCo，Ltd，Taizhou318000，C}lim)Abst瑚吣t：Thispaperamlys鹤anddjscussestllefactorswhichaffectsubgradecompaction，contmlmethodsandsubgradeconstmctionmaIlagement111emodS．Keywords：subgmde；compaction；cantml1路基压实度影响因素影响公路压实度的因素很多，除了碾压速度、压实机械、集料级配、地基或下承层强度等因素，最主要的4个因素是含水量、松铺厚度、碾压遍数、碾压方式[1]。1．1含水量对压实质量的影响．含水量的控制是最为关键的因素。依据分析，我们得出含水量在结构施工过程中起着非常重要的作用，所以我们在施工过程中要重视并严格控制含水量。在正式施工之前，应当做最佳含水量试验，确定填料的最佳含水量。路拌法施工中，首先测定各种结构材料的天然含水鼋，依据标准配合比计算出各种材料的质量掺配比例确定达到最佳含水量所需加入的水量，同时通过天气变化情况及相邻结构层的吸水量及摊铺时水分的散失量确定最终加入的水量，最终确定碾压前的含水量。只有碾压时的含水量接近最佳含水量才能达到最佳碾压效果。集中厂拌法施工时向搅拌缸混合料中加水时还要考虑混合料运输过程中水分的散失量。依运距的长短，气温高低不同确定不同的加水量，确保碾压时的含水量接近最佳含水量。实际生产中可按公式(1)控制旧J：混合料摊铺时的含水量ⅣⅣ=(Ml+M；+Mj)×100／M(1)式中，Ml为原材料的质量×天然含水量；Mj为达到最佳含水量时加入的水量—M2一M×眠％一Mj；阢为混合料的最佳含水量；Mj为施工运输、摊铺过程中水分的散失质量(依试验段经验确定)；M为混合料的总质量。含水量的控制必须从原始数据、施工经验抓起。既然含水量在施工过程中有着举足轻重的作用，我们在收稿日期：201l—lo-20．作者简介：周国顺(1982一)，助理工程师．BrIlail：94145138@qq．com69 建材世界2012年第33卷第1期施工过程中要重视它，认真掌握影响含水量的内外因素并严格控制，使其很好的为工程服务r3]。1．2碾压厚度对压实质量的影响压实厚度对压实效果具有明显影响。在实际施工过程中，我们应当考虑到材料的类型，施工机械，施工组织，施工环境等，通过工艺性试验确定松铺厚度。相同压实条件下，由实测土层不同深度的密实度或压实度得知，密实度随深度呈递减。不同压实工具的有效压实深度有所差异，根据压实工具类型、土质及土基压实的基本要求，路基分层压实的厚度有具体规定数值。通过大量的实践证明，碾压应有适当的厚度，碾压层过厚，会导致压实质量不理想，下层的压实度达不到要求，必将影响整体路基的质量，导致路基沉降。同时，在实际施工过程中，应该按照实际的压路机类型，经过工艺性试验，确定实际过程中的碾压厚度[4]。1．3碾压遍数对压实质量的影响碾压遍数对路基压实度的影响是通过压实功体现出来的。通常情况下，碾压遍数越多，压实度越好，但必须指出，用增加压实功能的办法提高土基强度的效果有一定限度，功能增加到一定限度以后，效果提高愈为缓慢‘5|。．1．4碾压方式对压实质量的影响路基的施工技术规范都要求碾压时必须“先轻后重，先慢后快，先边缘后中间”，这是碾压时的总原则。这种合适的碾压方式既有利于提高压实度，又有利于提高平整度。但是，这种方式不是万能的，遇到特殊情况，碾压方式要随之改变。如碾压碎石稳定土时，由于土基中含有一定的碎石，采用高频低辐，紧跟慢压就比较好。碾压过后不但密实而且平整，在有超高路段时，则宜先低后高。压实是路基施工的最后工序，是保证路基质量、使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节。而影响路基压实质量的因素来自各个方面，既有自然因素，又有人为因素，为此要求我们在施工中严格控制碾压施工中的各个环节，保证路基压实质量达到设计要求L6j。2路基压实度控制2．1路基填料的选择在路基施工中，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。所以，一切路基填土都必须经过试验。路基施工破坏土体的天然状态，致使结构松散，颗粒重新组合。为使路基土有足够的强度与稳定性，必须予以人工压实，以提高其密实程度。影响路基压实效果的因素有内因和外因两方面。内因指土质和湿度，外因指压实功能(如机械性能，压实时间与速度，土层厚度)及压实时的外界自然和人为的因素。土质对压实效果的影响很大，砂性土的压实效果优于粘性土，因此施工中要选好土质。2．2填料的含水量控制填料在最佳含水量时进行压实才能达到最大密实度，因此，在路基填土压实过程中，必须随时控制土的含水量。在施工初期要根据环境及材料性质认真统计分析所测得的天然含水量、应增加水分量、碾压前含水量及碾压成型后的含水量。碾压前含水量是整个施工环节控制的关键，只有与最佳含水量接近才能得到施工的最佳效果。运行有效的施工过程，使碾压前后的含水量差值较小，同时在摊铺前在相邻结构层表面洒水以减少施工过程中水分的散失量。水的散失质量即(天然含水质量+添加水分质量一碾压前含水质量)在作业环境基本相同的情况下水的散失量相对稳定。因此在大面积施工过程中即可确定需增加水分质量(最佳含水量时混合料含水质量一集料天然含水质量+水分散失质量)。预计混合料含水散失量时应根据气候环境的变化而确定，主要因素为天气情况、相邻作业面及有效作业时间。相邻作业面采用施工前洒水补足的措施，使其水分散失较少，天气情况主要根据空气的干湿程度及其变化来确定。在上述条件不变的情况下，作业时间的长短则是水分散失的主要因素。因此厂拌法混合料出厂前的含水量必须考虑运输过程中的水分散失量。所以确定有效作业时间是经验控制含水量的关键。要求施工管理人员必须将测定的原始数据同丰富的施工经验结合起来。当含水量过大时，应选择宽阔的备料场进行晾晒风干，并随时检测其含水量，当达到施工要求后，再进行施工。当含水量过小时，应当在备料场进行洒水闷料，并配合施工机械进行搅拌，使其均匀。施工过程应连续作业，减少雨淋、暴晒，防止土壤中的含水量发生大的变化‘7J。2．3确定压实厚度并合理选用压实机具确定压实厚度并合理选用压实机具，合理土层填土厚度以不超过30cm为宜，分层铺筑压实。施工中尽70 建材世界2012年第33卷第1期可能采用重型压实机具进行施工，对于同一类土来说，采用轻型压实机具所得出的最大干密度较采用重型压实机具得到的最大干密度小，而最佳含水量又较采用重型压实的大，现行普遍采用的重型压实所相匹配的压实机械如50T震动压路机，每层压实厚度不超过30cm，而采用吨位更大的压实机械时，它的压实功可以增加，而其所能达到的压实度可以进一步提高，同时由于压实力的增加，施工时土的含水量又可以降低。由于土基密实度的提高、含水量降低从而可以提高路基的回弹模量。2．4碾压过程的控制碾压是路基成型前的最后一道工序了，其作用非常重要。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。静压时压路机行驶速率控制在2．5～5km／h，压路机振动行驶速率控制在1．5～2．5km／h。2．5路基下承层的强度控制路基下承层对路基的整体沉降很重要，在进行路基填料的施工前，一定要先将路基下承层处理妥当，保证其承载力。3路基施工管理路基压实度的控制与现场施工管理有着密切的关系，只有做好了路基施工的管理工作，才能更好地协调组织施工，控制好路基施工质量。3．1施工准备阶段路基施工准备阶段是路基工程施工总体部署、调查作业范围水文地质及工程量、制定施工方案、编排施工进度计划以及开工前的人员、机械、材料等方面准备的阶段。该阶段准备充分与否是直接关系到路基工程施工能否正常进行的关键环节，因此我们要认真对待并做好以下几方面工作。1)详细了解施工处理方案在工程所在地要详细调查了解沿线(包括路基基底)及料源等作业范围内的土质的液限、塑限、塑性指数及含水量情况，制定施工方法。根据水文地质情况，进行分类、整理，结合以往的施工经验制定出路基各种不同类型土质、含水量的切实有效的施工方法及路基基底处理方案，防止在施工中出现盲目性，避免走弯路，以保证工程质量和进度。2)调查了解工程所在地全年气候特点统计往年在施工期由于阴雨影响的天数，制定相应的作业方案及相应措施，并注意气象形势预报，以便根据天气变化情况及时调整作业计划和作业方案。3)详细调查工程实际工程量根据工期要求及工程量划分作业段，编排施工进度计划，确定工程日进度计划，并且日进度计划要考虑雨天或其它不利因素的影响。根据日进度计划，组织人力、机械、材料，制定有力措施，实现日进度计划的落实。4)论证施工工序对第一道工序至最后一道工序的作业方案全过程进行论证，排队检查有无人力、机械闲置浪费的环节，前后工序是否矛盾，如何解决，使工程施工尽可能地达到最优化。5)建立健全质量保证体系良好的质量保证体系是施工正常进行的保证，缺乏质量保证体系就容易造成工程质量低下、返工，给工程带来隐患，从而就影响施工进度、企业的信誉和经济效益。因返工造成的工期延误和经济损失这方面的教训也是很沉重的，因此，建立健全质量保证体系，不仅是企业眼前利益的保证，而且是企业走向现代化企业的重要保证。质量保证体系的建立不能只停留在纸上，而要在实际施工中一步步去落实，让它真正发挥作用，要建立层层负责、责任到人、奖罚兑现的制度，充分调动人员积极性，实行全员质量管理，保证工程质量。6)土质最大干密度的确定压实度是路基工程的最重要质量指标之一，因为只有保证路基具有足够的稳定性和耐久性，它才能承受行车的反复荷载作用和抵御各种自然因素的影响。而土质最大干密度直接影响压实度大小，对同一土质来说它的数值大小直接影响工程质量的高低，但由于公路工程沿线各类土质分布情况较为复杂，在作业范围内7】 建材世界2012年第33卷第1期各类土质分层状况及厚度也不完全一致，各类土质的最大干密度差别也较大，再加上施工作业的千变万化，使土质变得混杂。最大干密度的确定难度较大，这就需要我们不仅根据土质分布路段及土质类别进行确定，更需要根据每一回填层的具体情况进行确定，当然土质变化不大、最大干密度变化就小，对工程质量影响就小，最大干密度就容易确定。因此，最大干密度确定既不要盲目套用高标准，使得施工难以进行，造成浪费；也不要降低标准，使得工程质量低下，要根据施工现场土质情况进行确定。7)技术交底在工程施工开始前要把施工部署、整体安排、施工规范、设计要求、合同要求、作业流程和规程、施工要点向施工管理人员、机械操作人员进行全面交底，使全体人员全面了解工程施工的要求和施工重点。也便于施工方案和工期计划的落实。3．2施工阶段路基施工阶段是路基施工全面展开、生产出成品的阶段，是按照已制定的施工计划和施工方案进行组织落实阶段，是施工过程中遇见实际问题的阶段，也是对施工计划、施工方案调整、完善的阶段和保证落实工程质量、工期的阶段。要抓好下面几个关键环节。1)路基施工试验段在对路基施工全面展开以前，首先要分别对一般路基基底、坑塘路段、软土路基、路基回填层按照制定的施工方案进行试验段施工，通过试验段的施工检验施工方案是否可行、有效，通过试验来确定不同机具压实不同土质的最佳含水量、适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、最佳的机械配套和施工组织，作业段的流程时间是否满足工期要求，工程质量是否满足技术要求，施工方法是否经济，通过对试验段的总结、研究，选择出切实可行的施工方案、人机组合，进行下一步的施工。经过工程质量、经济、工期等验证施工方案可行，然后全面进行施工作业。不可盲目展开大面积作业。2)质量控制根据试验段总结的施工方案、作业流程及工程质量要求认真进行施工，按照质量保证体系分工及施工要求对每一工序进行严格自检，对达不到要求的及时进行返工处理，认真分析返工原因，如属人为原因造成的要对有关责任人强化教育或采取经济处罚措施，如属客观原因，要及时研究对策，对施工进行调整。返工就是浪费，就是经济效益的损失，每一工序的合格才能保证成品的合格，每一工序出现次品就容易造成不合格的产品，因此强化质量保证体系，强化质量责任制是保证经济效益的有效措施。3)流水作业流水作业是我们施工管理人员经常提倡和采用的施工方法，因其施工最经济、最方便、施工进度较快、便于管理，而被广泛用于工程施工，在路面工程结构施工中，流水作业容易布置和展开，也比较直观，但对于路基工程就比较复杂，由于路基填筑层次不等，再加上坑塘、公路构造物、沿线需拆迁的建筑物等障碍，使流水作业难以部署和展开，但是作为路基施工，流水作业最终的目标是追求路基达到设计标高的路段的连续性，为路面结构层施工打下良好的基础，根据这个目标，我们去编排流水作业计划，同时根据恢复定线及原地面高程、路基设计高程推算出各施工路段的回填层次，根据这些不同的层次，寻找出较为普遍的层次，这些较为普遍的层次和少于普遍层数的路段就是路基施工的面，超出普遍回填层数的路段就是特殊路段，也就是路基施工中的特殊点，路基施工就是这些面和特殊点的集合，面是可以保证路基流水作业的展开，点是制约整个路基流水作业的展开，二者是对立的统一体，要实现整个路基的流水作业，就要消除这些特殊点的制约，就要针对这些特殊路段采取特殊措施，如采取增加施工力量，对沿线需拆迁的地段加大协调力度等措施，去消除这些特殊路段对路基施工的影响，保证路基施工流水作业顺利开展。4)工地例会工地例会是对前一施工时间段的总结，也是对工程质量与进度的总结，对前一段工程质量与进度是否满足合同要求，还存在什么问题，如何去解决，如何去调整，都要制定出相应方案，并组织落实。施工过程也是逐步完善、逐步调整的过程，施工中出现的质量与进度问题要及时解决，并要通过工地例会进行解决。同时工地例会也是集思广益、充分调动广大施工管理人员积极性、制定切实可行方案的会议，工地例会的经常召开更有利于工程质量与进度的保证。72’ 建材世界2012年第33卷第1期4结语铁路路基的压实并达到合理的密实度，是铁路施工的重要工序，也是达到有关铁路施工的国家标准，实现铁路使用寿命和服务质量的重要保证之一。充分压实可以发挥路基土的强度，减少路基在行车荷载作用下产生的永久变形，同时还可以增加路基土的不透水性和强度稳定性，增强铁路的使用性能和延长铁路的使用寿命。我们在施工过程中应当充分了解填料的性质，现场的环境及工程要求，结合施工的具体情况制定相应的施工组织计划，充分合理地使用人员及设备，在施工过程中切实做好路基的质量控制工作。参考文献[1]铁道部．铁路工程抗震设计规范(GBJlll—87)[s]．北京：中国铁道出版社，1990．[2]东南大学．建筑结构抗震设计[M]．北京：中国建筑工业出版社，1999．[3]胡聿贤．地震工程学[S]．北京：地震出版社，1988．[4]王光远．建筑结构的振动[S]．北京：科学出版社，1978．[5]龙驭球，包世华．结构力学[M]．北京：高等教育出版社，1983．[6]丰定国，王清敏．工程结构抗震[M]．北京：地震出版社，1994．[7]胡庆昌．钢筋混凝土房屋抗震设计[M]．北京：地震出版社，1991．(上接第62页)参考文献[1]TamCM，T锄VwY，TsuiwSGr唧Co璐truction舡sessmentforEn、，i咖mentalMamgementintheCOIlstructionIndustryofHoIlgKong口]．IntJProjectManage，2004，2(7)：63—71．[2]czemielBemdtSSonJ．GreenRoofPerfommceTo、vardsManag哪entofRunoffwaterQuaIltityandQI】ality[J]．I’肋lE119，2010，36(4)：351—360．[3]ObemdorferE，LlInd量lolmJ，BassB，eta1．Greenroofs∞UrbanEcosystems：E．肪logicalStructur铭，FullctioIlsandserv—ices口]．Bioscience，2007，57：23-33．[4]NicholSonN，ClarkSE，LollgBV，etaLRain啪terHarvestingforN啡potableuSeinGardens：AC0mpariSonofRull—o“waterQualityfmmGre吼vs．TraditionalR00fs[J]．worldEn访ronnlelltalaIldwaterResourcesCongress，2009，1(7)：62—63．[5]MentensJ，鼬esD，HemyMGr咖Roofsasa1klforsolviIlgthe如in啪terPmbl唧mtheUrb捌_zed21stCentury口]．LandscapeUrb锄Plall，2006，77(3)：17—26．73'