如何控制路基壓實效果

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一、概述
    貴州三凱高速公路九合同段位于劍河縣革東鎮(zhèn)境內，全長4.8公里，主要地貌為山嶺重丘區(qū)，地勢起伏較大，為滿足線型設計及行車舒適要求，依據就地取材，方便施工，節(jié)約造價，少占良田的原則，沿線采用強風化巖進行路基填筑。由于巖體抗壓強度達不到15Mpa，而且極易破碎，故不能做為填石路堤，而采用填土進行控制，為保證路基路面具有足夠的強度和穩(wěn)定性，必須對筑路材料進行充分的壓實，影響壓實效果的因素很多，主要有土的含水量、土的顆粒組成，碾壓層的厚度，碾壓機械的類型和功能，碾壓遍數以及地基的強度等?，F就這土的含水量簡單分析。
    二、原理
    我們知道，土是由固體顆粒、液態(tài)自由水和氣體組成的三相體，以土為骨架，水、氣占據一定空洞充填孔隙，通常，對土進行打擊和碾壓使大小土塊、土顆粒重新排列和靠近，使小顆粒充填大顆粒之間的孔隙，而部分水和空氣將排出，產生這種現象的結果是單位體積內土顆粒增加。由于土顆粒比重大于水、氣而使單位體積的密度增大，減小孔隙率，稱之為壓實。工程上衡量路基路面的壓實程度是工地實際達到干密度與室內標準擊實試驗得到最大干密度的比值百分數為壓實度，提高壓實質量是盡可能增大單位體積內固體顆粒的比例，即增大干密度，也增大了路基承載力，不易產生彈簧，所以，路基壓實中，應盡量采取大噸位的壓實機械，提高壓實度。三凱九標內的填筑土多為強風化巖，裂隙發(fā)育強烈，中間多為沉積粘土，液限偏高，顆粒組成為大小不均勻的風化巖顆粒，中粒偏多，但易碾碎，通過對九標的土質進行分析，發(fā)現該種土質的液限為43%~48%之間，而塑限為30%左右，最佳含水量為12~18%之間，最大干密度在1.8~2.0之間，而土的容量在2.6左右，這表明土中礫石含量偏高，不易吸水而表明液塑限特征的液限在43~48%、塑限為30%左右的土最佳含水量最小應為20%以上，但實際最佳含水量在12~18%之間，原狀土的天然含水量W>20%但由于試驗室沒有碾壓設備，原狀土中顆粒不易破碎，工地上用18噸以上壓路機碾壓，土中有了大量小于0.5mm的風化巖顆粒，不是單純的粘土顆粒，故液限急劇下降，減小到WL為小于35%，WP為小于20，由于W>WP，也就是說天然含水量超過塑限，從而使粘土粒成塑性狀態(tài)。實際中極易產生彈簧現象。假如填方下一層含水量偏高，由于上一層的壓實作用使上下層之間產生毛細現象，從當前層顯得含水量偏高，又造成壓實不夠，從而影響多層壓實質量。針對這種情況，所以我們在實際工作中應注意觀察土質的變化，嚴格控制含水量而隨時采取措施。
    三、如何指導現場施工
    試驗研究是為施工生產服務的，在工程施工過程中，如何利用土的各種性質，針對不同的材料正確控制，運用不同方法以提高壓實質量以及壓實效率是我的最終目的。簽于三凱九標土質的特殊，表面看填料是石加土，其中石占80％以上，顆粒分析后中粒偏多，中細粒土偏少，大于20cm粒徑的風化巖占60％以上具有一定的強度。但這種強風化巖極易破碎，遇水容易變成破碎體。經壓實機械壓實后，基本上變成了土，路基大部分又處于半挖半填地段，控制不好極易形成滑動楔體。試驗證明在填土厚度大于50cm下層風化巖很難破碎，形成很多空隙，壓實度很難達到，這對路基質量極為不利。容易產生不均勻沉降，造成路面開裂.假如路基排水不好易形成山體滑坡，損壞路基，在小于20cm松鋪厚度就不易達到平整度要求，細粒粘土形成表面光滑，坑洼不平壓實不均勻，這種填料的滲透性比較強，水往下滲，容易造成路基沉降，影響路堤質量。針對這種情況，考慮使用大噸位壓實機械使巖體破碎級配發(fā)生改變，變得更均勻一些，待空隙中的空氣和水盡可能排出，土的顆粒數充滿空氣和水所占空隙，達到理想壓實效果。嚴格控制含水量，由于邊坡外為森林覆蓋，巖層破碎容易滲水，建議高邊坡下設置盲溝、滲溝，將水排出路基外，這樣避免滲水對路基的浸泡影響路堤質量，另取土場應注意及時排水，防止積水下滲，減小土的含水量，由于土的含水量偏高，造成彈簧的情況下，路基的強度將不夠，這樣填土勢必引起上一層的填土，由于壓實機械作用下沉降抵消壓實功，彈簧部分將向四周擴散，將影響大面積的填土質量，所以路基壓實效果務必重視排水。
    前面已經說明，對于偏濕土我們可以采取晾曬方法，使之接近最佳含水量再碾壓可取得很好的壓實效果，但對于過濕土，在考慮進度的條件下，可以加一些帶有細顆粒土的弱風化巖灰進行拌和，從而降低含水量接近于最佳含水量提高干密度，對于偏干土我們可以采取增加壓路機噸位或增加碾壓遍數的辦法來進行壓實，壓實機械增大噸位和增加碾壓遍數相當于增加了土的壓實功，盡量使土中的空氣排出，增加土的顆粒成份，增大干密度。對于土很干的時候可考慮灑水碾壓來達到最好壓實效果。
    結束語
    實踐表明，達不到規(guī)定壓實度的最普遍的原因是碾壓時材料的含水量不合適和壓實機械的不匹配造成的，如何控制公路壓實效果是提高路基質量的重要一環(huán)。