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【摘要】天然级配砂砾作为一种透水性填筑材料,有其特殊的物理力学性质,是作为结构物强背回填的理想材料,如果能够掌握并合理利用其性质,就可以确保填筑质量,而且省时省工,本文着重介绍在实践中摸索出的技术要点.
【关键词】砂砾特性台背填筑技术要点
【中图分类号】TU472.2+1 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)05-0-01
结构物台背回填工作是一项容易被忽视又不容易作好的工件.在以往的公路施工中回填工作往往是比较薄弱的环节,因此,桥头跳车被列为公路建设的通病.天然级配砂砾因其具有特殊的物理力学性质,是作为结构物台背回填的理想材料,在公路建设中被普遍使用.用天然级配砂砾进行台背回填施工的要求和标准,在施工规范及施工手册中已阐述明确.本文着重介绍沈山高速公路及沈大高速公路建设实践中,取得的经验数据和技术要点,以求天然级配示无业进行台背回去填达到优质高效,消除桥头跳车.
1 机理分析
从大量的试验数据证明,凡是密实的天然级配砂砾,大于5mm的砾石含量都在77%左右,室内试验也证明,这样级配的干容重最大,为2.35g/cm.其机理为:含石量为77%的天然砂砾,砾石搭成骨架.细颗粒正好填满空隙;含石量大于77%,砾石间的空隙细粒料填不满;含石量小于77%,则形成砂包石,同样不能达到密实的程度.因此,天然级配砂砾是很好的回填材料,经过 大吨位压路机的振动碾压,粗颗粒形成骨架,彼此找到一种最佳的镶嵌位置,这样的骨架几乎是不沉陷的.
2 分层厚度
施工规范中规定台背回填的分层松铺厚度不超过20cm,这是具有普遍性的,但不同的填筑材料有不同的最佳松铺厚度.20cm作为松铺厚度的限制对天然能配砂砾填筑台背是不经济的.松铺厚度的确定与碾压机械的激震力有关,也与填筑材料的性质有关,例如激震力在38t以上的压路机,天然级配砂砾用台背回填的最佳松铺厚度为41cm.从实践中证实,天然级配砂砾中有一种特性;原来松散体因受剪力而变为密实,而排泄本密实体会因受剪而变成松散,薄层砂砾石土体尤为明显,因此,分层太薄时压实质量难以达到要求,而且费工费时.分层过厚,由于振动力达不到也难以保证填筑筑质量.另外天然级配砂砾的压缩量也是比较小的,在反复的对比实践中,笔者认为选择41cm的松铺厚度是合理的,目前施工生产中大型压路机的激震力普遍能达到38t,振压密实厚度在38-39cm是正常的.
3 最大粒径
最大粒径控制得较小,能满足其要求的材料就少,就要对天然砂砾石进行适当的人工筛选,比较费事.最大粒径控制过大,就会导致大石块附近难以压实,从而影响整个填筑区密实度.最大粒径的选择是与分层厚度相关的,一般情况下选择填料的最大粒径控制在分层松铺厚度的2/3以内即可.如果选择41cm的松铺厚度,那么最大粒径控制在27cm范围内是比较适宜的.在实践中得到证明,最大粒径控制在30cm以内也完全能够满足质量要求.但要注意,大粒径填料不能过分集中,否则会造成局部细料不足,没有足够拗料填塞缝隙,密实度无法保障.
4 水冲碾压
在施工工艺上,首先应该用水冲,使细粒料均匀地充填至粗骨料之间,充足的水是细粒料受振后便于运动的有利条件,由于砂砾石土的透水性极好,不必担心水的用量过多而带来的其他作用.
第二步应该用足够吨位的震动压路机予以振碾压实,使粗细颗粒彼此间找到最佳镶嵌位置.一般有这样的规律:分层的松铺厚度和压路机的振动吨位大致成正比.见表1.
由此可以得出一个粗略的结论,在分层松铺进度为2044cm之间时,压路机振动吨位数值(单位为t)与分层松铺厚度数值(单位为cm)相等,碾压遍数为3-5遍.在生产实践中,该结论对施工组织具有指导意义.
第三步,对于边角处大型压路机所达不到的地方,可采用平板式振动夯可手扶式气夯予以夯实.对边角处分层松铺进度应以15cm为宜,最大袜径不能超过8cm,粒径大于5cm 的填料不能超过50%.其实在生产过程中,不必专门筛选达到上述指标的边角填料,而只把天然级配砂砾中粒径较大的砾石全部拣出即可.值得注意的是,边角处填筑的关键工艺也是水冲和振夯,采用水冲和振夯(振动碾压)是天然级配砂砾石土密实的必要手段.
5 试验检测
采取适用于粗、巨粒径的灌水法检测砂砾石土的密实度,具体方法和步骤见交通部部颁土工试验规程,但是用灌水法做密实度检测试验上比较麻烦的,检测频率不宜过高.在生产实践中,我们可以根据经验采用一种变通的检测方法.将一台水准仪设于路外一坚实稳固处,在填筑区选几个具有 代表性的点(如左、中、右各选项一点),分别用塔尺测其标高,压一遍测一遍.设观测次数(即碾压遍数)为n所选点的标高测量值为h,松铺料找平并初压后标高为h可得“n—h曲线”(见图1),以反映碾压次数与标高变化的关系.
我们可以看到每一个层较优松铺厚度压缩了2-3cm之后,标高趋于稳定,一般在0.5cm的幅度内上下波动,这时的天然砂砾填料已碾压密实.由此可以进一步简化,在施工中可以用控制碾压遍数的方法试验来验证其密实度的可靠性.
6 填筑次序
在进行台背回填过程中,台背填筑高度始终不能高于1-2层台背,不能把台背一层层填起来,再填路基.这种次序是比较重要的,施工单位在现场生产安排时就要充分考虑,否则就会出现台背料碾压不密实的现象.在注意了回填次序后,要反复碾压台背填料与路基填料结合部位,因为这里常常是薄弱部位.
用天然级配砂砾石土作为结构物台背回填材料具有价格低廉、便于取材、工艺简单、功效较高且回弹模量较大(一般在110-120Mpa以上)的优点,只要选择得当,回填方法正确,完全能满足质量要求,从而避免桥头跳车.
【关键词】砂砾特性台背填筑技术要点
【中图分类号】TU472.2+1 【文献标识码】A 【文章编号】1673-8209(2010)05-0-01
结构物台背回填工作是一项容易被忽视又不容易作好的工件.在以往的公路施工中回填工作往往是比较薄弱的环节,因此,桥头跳车被列为公路建设的通病.天然级配砂砾因其具有特殊的物理力学性质,是作为结构物台背回填的理想材料,在公路建设中被普遍使用.用天然级配砂砾进行台背回填施工的要求和标准,在施工规范及施工手册中已阐述明确.本文着重介绍沈山高速公路及沈大高速公路建设实践中,取得的经验数据和技术要点,以求天然级配示无业进行台背回去填达到优质高效,消除桥头跳车.
1 机理分析
从大量的试验数据证明,凡是密实的天然级配砂砾,大于5mm的砾石含量都在77%左右,室内试验也证明,这样级配的干容重最大,为2.35g/cm.其机理为:含石量为77%的天然砂砾,砾石搭成骨架.细颗粒正好填满空隙;含石量大于77%,砾石间的空隙细粒料填不满;含石量小于77%,则形成砂包石,同样不能达到密实的程度.因此,天然级配砂砾是很好的回填材料,经过 大吨位压路机的振动碾压,粗颗粒形成骨架,彼此找到一种最佳的镶嵌位置,这样的骨架几乎是不沉陷的.
2 分层厚度
施工规范中规定台背回填的分层松铺厚度不超过20cm,这是具有普遍性的,但不同的填筑材料有不同的最佳松铺厚度.20cm作为松铺厚度的限制对天然能配砂砾填筑台背是不经济的.松铺厚度的确定与碾压机械的激震力有关,也与填筑材料的性质有关,例如激震力在38t以上的压路机,天然级配砂砾用台背回填的最佳松铺厚度为41cm.从实践中证实,天然级配砂砾中有一种特性;原来松散体因受剪力而变为密实,而排泄本密实体会因受剪而变成松散,薄层砂砾石土体尤为明显,因此,分层太薄时压实质量难以达到要求,而且费工费时.分层过厚,由于振动力达不到也难以保证填筑筑质量.另外天然级配砂砾的压缩量也是比较小的,在反复的对比实践中,笔者认为选择41cm的松铺厚度是合理的,目前施工生产中大型压路机的激震力普遍能达到38t,振压密实厚度在38-39cm是正常的.
3 最大粒径
最大粒径控制得较小,能满足其要求的材料就少,就要对天然砂砾石进行适当的人工筛选,比较费事.最大粒径控制过大,就会导致大石块附近难以压实,从而影响整个填筑区密实度.最大粒径的选择是与分层厚度相关的,一般情况下选择填料的最大粒径控制在分层松铺厚度的2/3以内即可.如果选择41cm的松铺厚度,那么最大粒径控制在27cm范围内是比较适宜的.在实践中得到证明,最大粒径控制在30cm以内也完全能够满足质量要求.但要注意,大粒径填料不能过分集中,否则会造成局部细料不足,没有足够拗料填塞缝隙,密实度无法保障.
4 水冲碾压
在施工工艺上,首先应该用水冲,使细粒料均匀地充填至粗骨料之间,充足的水是细粒料受振后便于运动的有利条件,由于砂砾石土的透水性极好,不必担心水的用量过多而带来的其他作用.
第二步应该用足够吨位的震动压路机予以振碾压实,使粗细颗粒彼此间找到最佳镶嵌位置.一般有这样的规律:分层的松铺厚度和压路机的振动吨位大致成正比.见表1.
由此可以得出一个粗略的结论,在分层松铺进度为2044cm之间时,压路机振动吨位数值(单位为t)与分层松铺厚度数值(单位为cm)相等,碾压遍数为3-5遍.在生产实践中,该结论对施工组织具有指导意义.
第三步,对于边角处大型压路机所达不到的地方,可采用平板式振动夯可手扶式气夯予以夯实.对边角处分层松铺进度应以15cm为宜,最大袜径不能超过8cm,粒径大于5cm 的填料不能超过50%.其实在生产过程中,不必专门筛选达到上述指标的边角填料,而只把天然级配砂砾中粒径较大的砾石全部拣出即可.值得注意的是,边角处填筑的关键工艺也是水冲和振夯,采用水冲和振夯(振动碾压)是天然级配砂砾石土密实的必要手段.
5 试验检测
采取适用于粗、巨粒径的灌水法检测砂砾石土的密实度,具体方法和步骤见交通部部颁土工试验规程,但是用灌水法做密实度检测试验上比较麻烦的,检测频率不宜过高.在生产实践中,我们可以根据经验采用一种变通的检测方法.将一台水准仪设于路外一坚实稳固处,在填筑区选几个具有 代表性的点(如左、中、右各选项一点),分别用塔尺测其标高,压一遍测一遍.设观测次数(即碾压遍数)为n所选点的标高测量值为h,松铺料找平并初压后标高为h可得“n—h曲线”(见图1),以反映碾压次数与标高变化的关系.
我们可以看到每一个层较优松铺厚度压缩了2-3cm之后,标高趋于稳定,一般在0.5cm的幅度内上下波动,这时的天然砂砾填料已碾压密实.由此可以进一步简化,在施工中可以用控制碾压遍数的方法试验来验证其密实度的可靠性.
6 填筑次序
在进行台背回填过程中,台背填筑高度始终不能高于1-2层台背,不能把台背一层层填起来,再填路基.这种次序是比较重要的,施工单位在现场生产安排时就要充分考虑,否则就会出现台背料碾压不密实的现象.在注意了回填次序后,要反复碾压台背填料与路基填料结合部位,因为这里常常是薄弱部位.
用天然级配砂砾石土作为结构物台背回填材料具有价格低廉、便于取材、工艺简单、功效较高且回弹模量较大(一般在110-120Mpa以上)的优点,只要选择得当,回填方法正确,完全能满足质量要求,从而避免桥头跳车.