时间:2023-03-21 17:14:01
序论:在您撰写填筑技术论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:高速公路路基填筑监理注意事项
一、路基填筑准备阶段的监理
施工前充分准备是预防各种路堤病害的必要保证,施工准备阶段的监理工作主要注意以下几个方面:
1.实地调查
软土地基一般在路堤自重压力下,沉降量大,承载力小,不足承载路堤重量,向两侧挤出,引起路基沉陷或失稳。填筑前,监理方应对填筑路段实地踏勘,核对图纸提供的地质资料是否符合及软基处理方案是否合理。如有遗漏的软基地段和设计处理方案不恰当的情况,及时向上一级或业主汇报,作相应变更处理。
2.施工复测
开工前,监理人员根据合同文件规定,复测设计图上所有的水准点和导线点,并引用已核定的水准点和导线点,抽查施工方对路基中桩、边桩测量放样是否满足设计及相关标准要求。若测量放样不准,将引起路基线型走样以及路基宽窄不一,路基超宽会增加工程量,路基变窄会造成边坡过陡,容易溜方、滑坡。
3.基底处理
由于认识不足,施工人员容易忽视基底表土处理。特别是零填地段尤其要重视表土处理。因行车时,荷载不止作用于路堤,而且作用于天然地基上部土层,为此,天然地基上部土层和路堤应同时充分压实。填筑第一层前,监理人员先检查基底表面的杂草、有机土、种植土及垃圾等有无彻底清除,并要求对耕地和土质松散的基底进行压实,检测压实度是否达到规定值。否则,应重新对地表清理,然后再进行压实。
4.试验路段
有些施工人员习惯凭经验来压实,因压实机具和填料各有差异,会跟以往有所不同,如果仅凭一己经验,难免会出现工程前期压实质量不稳定。针对这种情况,填筑开工前,监理人员要敦促施工者尽早完成路基试验路段的工作,审查试验方案,监督试验全过程。
二、路堤填方施工的监理
路堤填方一般分为土方填筑、石方填筑、土石方填筑、构筑物回填和高路堤填筑等。不同的填筑形式具有不同的特点和控制指标,监理工程师的工作要根据实际情况有所侧重,有一下几种情况:
1.土方路堤施工的监理
影响土体强度内因有土质和土的含水量,外因有压实厚度、压实功能。通过实施试验路段已取得了压实功能参数(既压实机具、碾压遍数、碾压方式),监理重点检查填料土质、分层厚度和压实度,其中压实度的检测是控制填筑质量的关键。填筑路基土方时,不得使用淤泥、腐植土、或含杂草、树根等以及含水饱和的湿土。分层松铺厚度一般控制在30㎝以内,压实厚度不超过20㎝,当检查填筑厚度过大时,则应翻挖厚层减薄厚度后再进行压实。为能充分碾压填层两侧,路基填筑压实宽度每侧一般大于设计宽度30~50㎝,最后削整边坡,严禁边坡不足,进行帮宽贴坡。监理要层层进行压实度检测控制,下层检测合格后,上层方可填筑。如果压实度达不到要求,应先检查填料,土质不合格的,挖出换土,其次再对土的含水量测定,若远大于最佳含水量的,可采用翻松晾晒或渗入石灰粉来降低含水量,若远低于最佳含水量的,则洒水湿润,使土的含水量接近最佳含水量(±2%)时再进行压实。压实度检测一般是以点带面,不可能面面俱到,监理还应察看填层表面是否有“弹簧土”现象,路基土在压实时,产生受压下陷,四周弹起,如弹簧般上下抖动,路基土形成软塑状态,体积没有压缩,压实达不到要求,应采取换填处理,保证压实度检测合格。
2.石方路堤施工的监理
以控制填料石块和空隙率为监理主要工作。填石所用石料的强度不应小于15Mpa,强风化的软岩即不能作填料也不能作填缝料,易风化的软岩不得用于路堤上部,填石石料最大块度不宜超过层厚的2/3,否则破碎解体或码砌于坡脚,以防走动。当石料级配较合理时,分层压实后空隙率小,密实度大,路基稳定。反之,空隙率大,密实度小,路基就较为松散。在实际开挖装运卸料填筑中,难以顾及石料级配,可要求用推土机摊平,配合人工捡平,并用石屑、中粗砂填缝,再以压力水将砂冲入下部反复数次,使空隙填满。通过观察压路机的碾压状况来判断石方路堤的压实效果,当压实层顶面稳定,不再下沉,无轮迹时,可判为密实状态,准许继续上一层填筑施工。
3.土石方路堤施工的监理
除监督施工人员按规范、操作规程施工外,监理还要注意所用土石混合填料来自不同路段,其岩性或土石混合比相差较大时,一般分层或分段填筑。如不能分层分段填筑,应将硬质石块的混合料铺筑在填层的下面,并不使石块过分集中或重叠,并在其上再铺软质石块混合料,进行整平压实。
4.桥涵等构筑物台背填筑的监理
在监理查实桥涵圬工强度达到回填所要求的强度,并确认隐蔽工程检验合格后,方可填筑。填筑时,监理应重视涵洞两侧的分层与压实和桥台背后与锥坡的分层与压实对称或同时进行,拱涵尤其不能单向填筑加载,否则容易损裂拱圈、墙身。桥涵等构筑物处填筑相对路基填筑要求高,作业面狭窄,宜选择小型机具夯实。严格检查每层压实效果,应是无漏压,无死角,压实度合格。
5.高路堤填筑的监理
高路堤由于自身重量大,相应对地基承载力要求高,监理工程师在施工准备对原地面清理时应注意,如果发现地基强度不符合设计要求,必须进行加固处理,应按特殊路基处理。再者,为防止放样不准造成路基填筑宽度不足,或受地理,周边建筑物限制,人为约束路堤底层宽度不足等弊病导致边坡过陡,引起滑移,应加强放样复核验收,发现实际地形无满足设计边坡时,及时与设计代表联系。也可以在监理工程师授权范围内,对边坡进行调整。无法调整时,可采用浆砌片石护坡,或增设挡墙等措施,确保高边坡稳定。同时,还应加强对横断面地面线复测。当横披大于1:5时,将地面挖成不小于1米的台阶,以策路堤不至于沿地面滑动。然后,要求施工方按规范由最低一层台阶开始逐层填筑压实。
(一)排烟耗能的损失。
因为油田注汽锅炉的排烟温度高,因此当用石油当做燃料的时候,一般排烟温度会限定在最高240℃,当用天然气当做燃料的时候温度会限定在最高180℃,这两个温度都不算低,因此当排烟带走了很多热量的时候,不但使得排烟本身拥有热损失,也是无人周围的空气。有一项统计指出,油田注汽锅炉的排烟热损失占总体损失的50%以上。
(二)燃料耗能的损失。
我们所说的燃料耗能损失主要指的是燃料没有充分燃烧时造成的损失,包括化学与机械两个方面,其中化学没有完全燃烧造成的耗能是主要方面,机械方面的耗能我们可以忽略不计。化学没有完全燃烧造成的耗能主要是由燃料燃烧的特性、锅炉内部结构以及空气系数造成的,其中燃料燃烧的特性与耗能成正比,其余两项成反比。
(三)散热耗能的损失。
因为任何设备在运转过程中都会产生热量,这样设备本身的温度就会比周围的环境温度要高,周围环境的温度越低,两者之间的温差越大,这样造成的散热耗能损失越多。
二、油田注汽锅炉的空气预热节能技术
在上文的分析中我们看到了油田注汽锅炉主要耗能的三个部分,那么我们下面针对这三方面的耗能进行节能技术的研发。
(一)利用排烟的余热降低排烟温度。
因为锅炉的排烟是其热损失中比较重要的一部分,因此降低排烟的损失具有非常大的意义。我们主要从以下几方面考虑降低排烟的措施。
1应用空气预热技术。
这种技术首先利用注汽锅炉的排烟对空气预热换热器里的水加热,待水变成水蒸气之后再用水蒸气给炉内的水进行加热。这便实现了水的循环利用,一方面提高了锅炉应用的效率,另一方面有效降低了排烟的耗能。下面我们便看一下空气预热系统工艺装置的流程图。
2科学布置锅炉的对流部分。
锅炉进行对流的功能部件位于锅炉的尾部。因为排烟温度较高,因此可以利用锅炉的对流装置使的排烟经过对流段时,利用排烟的热量为锅炉内的水加热并辅助燃烧,这样也实现了排烟的循环利用,这样就等于两次应用了空气预热技术,达到更好的节能效果。
3优化锅炉的燃料使用。
在之前的讨论中我们看到了以原油和天然气做原料时,所产生的热量是不一样的,以天然气做燃料比用原油所产生的温度低,而且单位成本也比原油低,因此在优化锅炉的燃料使用时可以用天然气代替原油作为燃料,或者发展混燃技术,合理分配两者之间的使用比例,但是需要注意的是在使用天然气作为燃料时需要装置报警系统,以防天然气压力过大而产生爆炸、泄露等危险情况。
(二)采用一种新的辐射涂料,以辅助空气预热装置发挥作用。
锅炉内有部分叫做辐射段,当锅炉内的温度很高时,传热段便用辐射代替散热,那么我们可以利用这一点,采用一种高温的红外辐射涂料,增加其辐射率,从而代替更多的散热,这样便可以减少散热的耗能,辅助空气预热技术发挥作用。
(三)应用测量蒸汽干度在线监控系统,保证空气预热科学进行。
普通的锅炉控制系统不能够准确的对蒸汽的干度进行统计与控制,经常是凭借经验进行操作,但这样做的后果是使得工作没有科学的进行,造成没有必要的浪费,在这种情况下,我们需要引进一种测量蒸汽干度的在线监控系统,这样的话工作人员能够实时对蒸汽的干度进行统计与调整,有效的控制误差,使得在石油开采过程中提高蒸汽的使用质量。
三、结语
钢管混凝土填充灌注利用混凝土输送泵压注的方式进行,填充灌注过程中遵循对称、均衡的原则,即以跨中为对称线,两岸同时对称进行填充灌注。上、下游两岸各设置一台HBT60-16-90S混凝土泵,两岸同时往一根弦管内进行泵送灌注C50微膨胀混凝土施工。全桥顶升灌注整体分三次进行:第一次灌注下弦管,第二次灌注上弦管,第三次灌注缀板。每次顶升灌注均连续进行,且上、下游,左、右侧对称泵送顶升。详细泵送顺序如图3所示。考虑本桥矢高较大,顶升高度达26m,每根主弦管备用二级泵送的灌注孔。图3灌注顺序图
2填充工艺
2.1准备工作
完成体系转换。当拱轴线线型调整检查合格后,即可对各个钢管拱肋拼装节段进行体系转换施工。各个钢管拱肋拼装节段体系转换主要包括:
(1)完成各个接头的焊接(从拱顶往拱脚方向对称进行焊接);
(2)完成拱肋接头焊接后,将拱脚弦管与拱脚预埋管焊接,将上、下弦管与预埋管焊牢,使铰接初步固结。
2.2施工阶段
2.2.1下层系杆张拉。钢管拱节段体系转换完成后,完成下层系杆第一次张拉,张拉力由监控单位提供。张拉系杆前,三角区所有横梁预应力和三角区纵向预应力均必须张拉压浆完成。
2.2.2配合比设计。本桥设计要求管内顶升灌注混凝土C50微膨胀混凝土。根据现场实际施工条件,如法兰处管径变小、顶升高度较高,距离较长等诸多因素,致使顶升灌注混凝土施工难度大,因此,对顶升灌注泵送混凝土配合比必须达到如下要求:
(1)具有良好的可泵性,即塌落度大(入泵22~26cm)、和易性好、流动性高(扩展度55~65cm)、不泌水、不离析、自密性好;
(2)具有补偿收缩性,微膨胀,水中养护14天的最小限制膨胀率≥2.5×10-4;
(3)初凝时间大于16小时,终凝时间大于18小时;
(4)胶凝材料最少用量不得小于350kg/m3,水胶比不宜大于0.5。
2.2.3出浆孔、出气孔、灌注孔以及出渣孔的布置:
(1)出浆孔:在每根钢管拱拱顶处开一个Φ125mm的孔,孔周铁板加强处理,并外函一节内径为125mm钢管(壁厚6mm,长150cm),钢管竖直向上,用于排气出浆孔;
(2)出气孔:为了确保压注混凝土流动顺利,方便观察管内混凝土流动进展情况,沿钢管轴线方向的上方每隔15~20m设置一个Φ50mm钢管出气孔。当出气孔冒混凝土时,马上用钢板焊接盖住封闭出气孔,防止出气孔外流混凝土泄压;
(3)灌注孔:下弦管灌注孔设在离拱脚约1.5m处的钢管侧面,以方便接泵管。灌注孔外接一节混凝土输送泵管,输送泵管与钢管焊接固定,同时保证钢管轴线呈30°~50°夹角。上弦管灌注孔设在离拱脚约2.5m处的钢管顶部,同样外接一节混凝土输送泵管,与钢管轴线的焊接固定角度同下弦管。灌注孔与输送泵管管路之间设置安装一个M125截止阀;
(4)临时出渣孔:在拱肋底部设置临时出渣孔,尺寸和结构同排气孔,便于清水和渣物流出。以上开孔,均必须在合拢前开好。
2.2.4焊接质量和钢管拱线形监测。钢管拱钢管混凝土灌注前,必须对钢管拱肋各个拼装节段的焊接接头进行细致检查、检测,确保焊缝满足设计规范要求。同时对钢管拱高程、轴线进行测量,并记录好数据,作为对拱肋在混凝土灌注过程中线形变化的基础数据。
2.3混凝土供应和混凝土输送泵选用
首先,混凝土输送泵的额定泵送能力应不小于灌注速率或实际混凝土供应量的2倍;输送泵的额定压力须满足最大泵送压力,即静压力和泵送压力叠加之和。其次,混凝土输送泵的泵送高度应大于1.5倍的灌注高度(即拱脚至拱顶的高度)。秋湖里大桥要求输送泵的额定扬程大于60m。根据以上要求,选择HBT60-16-90S(最大理论垂直输送距离270m,最大理论水平输送距离1200)拖式混凝土高压输送泵,分配阀为S形摆管阀,最大理论输出量60m3/h,出口处最大压力为16MPa,电机功率为90kW,4#和5#墩上、下游附近各布置1台HBT60-16-90S输送泵。在钢管拱混凝土灌注前,混凝土搅拌站和混凝土输送泵进行联动试车,确保所有拌和输送设备正常运行。
2.4钢管混凝土灌注
2.4.1湿润输送泵管。混凝土输送泵管接通后,先全程泵送通清水,一方面利用清水湿润所有的输送泵管,另一方面检查输送泵管工作是否正常、泵管接头处是否有渗漏的情况。
2.4.2泵送水泥砂浆。混凝土从进料管出来后,在重力作用下填充管口以下的空腔直至淹没进料管口,以后混凝土在泵送压力下向上流动,此时粗骨料先下落,所以泵送混凝土前首先泵送1m3高强度水泥砂浆(即将混凝土配合比中石子扣除),以免粗骨料反弹以及接头处混凝土质量差,同时砂浆还可在泵送过程中起到管壁的作用。混凝土填充灌注接近完成时,利用混凝土将砂浆排除钢管之外。
2.4.3填充灌注混凝土。在开始压注前,将截止阀挡板抽出,在挡板两侧涂满黄油,再将挡板插入阀中但不穿入泵管内,以便压注后挡板能顺利插入混凝土中起到止浆作用。待焊缝冷却后压注少量混凝土通过压注口,继续压注混凝土直至拱顶。水泥砂浆的目的是减小混凝土与管壁之间的摩擦力。压注过程中,根据排气孔观察到的情况随时补浆。压注过程中通过调整控制两岸混凝土输送泵的泵送速度,确保压注均匀、对称,并通过锤击钢管管壁辨别管内是否空心的方法了解混凝土压注的高度,以此凭据调整混凝土的压注速度,控制两岸混凝土压注进度对称。当混凝土压注至接近拱顶面时,严格控制压注速度,以防止混凝土超过拱顶截面引起钢管拱振动。混凝土到达拱顶时,通过交替泵送两岸混凝土将砂浆从拱顶出浆孔排除,待出浆孔有混凝土溢出后,利用钢筋出浆管内的混凝土,将气体和浮浆排出,直至良好的正常混凝土从出浆管溢出,两岸输送泵停止泵送,稳压2分钟,并关闭压注管处的阀门且不得漏浆,防止混凝土回流。拆除输送泵接头,接通下一根钢管填充灌注的泵管路,开始填充灌注下一根钢管。如此循环。每次一个循环灌注完成时,钢管内混凝土均不得初凝。进行下一次钢管混凝土填充灌注前,对前一次灌注混凝土强度进行检测,确保前一次混凝土达到设计要求。
2.5出浆孔、灌注孔填充灌注后的处理
待钢管混凝土填充灌注完成并混凝土终凝后,割掉灌注用的泵管和出浆管,并用原开孔保留的钢板进行封闭焊接,并在表面进行防腐涂装处理,以防雨水进入。
3结语
关键词:路基施工、管理控制、技术控制、质量控制、全过程控制
Abstract: along with the development of national economy, our country in highway construction in continue to increase, the highway subgrade construction subject as road in the design and construction plays a decisive role, this paper focuses on the entire process control principle applied to the construction of subgrade construction of subgrade construction process control, to ensure highway subgrade construction schedule and construction quality, improve the service life of highway roads and economic benefits.
Keywords: subgrade construction and management control, technical control, quality control, process control
中图分类号:O213.1文献标识码:A文章编号:
路基施工的特点
路基是公路的主体,是公路最重要的组成部分,是公路路面的基础。坚固、稳定的路基是减少路面变形、保证行车安全、延长公路使用寿命和提高公路经济效益的重要保证。基础不牢,必然会导致大厦的倾覆,同样,路基不牢,路也就不通畅了。重视路基质量,就是重视企业的质量。它的施工特点有以下几个方面:
1、路基施工条件较为复杂,必须根据不同的地形、地质条件合理选择施工方案,虽然技术不复杂,但较其他工程施工,难度较大。
2、工程量较大,占到整个工程量的一半以上,施工工期较长,投资规模大。
3、工程施工所需的设备、人员较多,设备的型号也是多种多样,人员的配备必须合理,加大了管理的难度。
4、路基施工中的不确定因素较多,天气、温度以及设计都会对工程产生影响,同时,一旦路基产生缺陷,它的修复较难,时间也比较长,不良后果及影响大。
二、路基施工的全过程控制
㈠路基施工的管理控制
根据路基施工的特点,要求我们的管理工作要更加科学、更加有效,管理工作的好与坏,直接能反映出我们企业的管理水平,施工的难度、复杂性最能展现企业的实力和经验,只有不断创新,不断探索,才能找到适合本企业的管理模式,路基施工的管理要点有:
⑴统筹兼顾,细心规划
要因地制宜,根据不同地区,不同路段,不同条件,制定出比较完备的施工方案
⑵明确施工标准,完善施工方法
根据有关设计文件、合同和相关规章制度,明确施工的标准,确保施工人员按标准进行施工,完善施工方法,制度作业指导书,尽量做到与现场情况相适应,保证施工工艺先进、施工方法妥当。
⑶合理分配资源
对于施工所需的器械、人员等资源,要进行合理的分配,使其成为一个有机整体,争取做到用有限的资源发挥出最大的能量。
⑷明确责任范围,将工作落实到位
在施工过程中,必须明确每个人的职责,做到分工协调,层层把关,在施工中,关键还要抓好施工方案、计划和各项规章制度的落实工作,并且最到及时总结、汇报,通过不断交流,总结经验,使我们的工作更上一层楼。
㈡路基施工的技术控制
不断加强路基施工方面的学习、研究,对路基施工的技术进行严格的把关,有利于提高路基施工质量,提高公路行驶舒适度,从而延长公路寿命。主要讨论以下几点:
⑴公路软土路基施工
公路工程中的遇到软土路基天然含水量高、孔隙比大、承载能力低、压缩性强等特点决定了公路工程施工中难点的出现。在软土地基上修筑路基如果不采取措施处理或处理不恰当, 必然会发生路基失去稳定或过度沉陷的病害, 从而导致了公路不能正常使用或提前损坏。
在路堤填筑期间,必须观测每个填筑层,当发生沉降或位移超过规定标准的情况时,必须立刻停止施工。当接近极限填土高度时要加强观测,为了避免由于加载过度造成地基破坏,必须严格控制填土的速度。如果超过规范规定,要停止施工或采取相应的技术措施以保证路基的安全。
⑵路基填筑材料的压实
对于填筑材料的选取,应考虑填料的物理性质、力学性质和影响因素,确定填筑材料的最佳含水率和最大干密度,合理选择路基的填筑施工工艺。
规范标准规定高速公路和一级公路路面底面以下80cm~150cm部分的上路堤其压实度必须≥ 95% ,对其它等级公路铺筑高级路面时,其压实度也应该按高速公路和一级公路的施工标准进行。此外,路基施工要求还增加了对路堤基底的压实度不宜小于93%的标准的规定。
⑶路基的防水、排水施工
影响路基强度和稳定性及路面使用寿命的重要因素之一是水,由于水的侵蚀,导致很多路基损毁,从环境保护出发,也应当做好路基的防水、排水工作。在路基施工中,一定要重视排水工作,防止因不同原因造成水患,影响路基施工,避免造成不必要的损失。
⑷路基施工防护
由于路基的填筑改变了地层的天然平衡状态使路基暴露在空气中, 而且不断受各种自然因素的影响, 这就需要对路基进行各种类型的防护措施:
(1)冲刷防护:沿河路基边坡防护大多采用直接防护。
(2)支挡防护:目前主要是挡土墙用于支挡防护。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、地基条件较好的场合;钢筋混凝土结构的扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理其墙身圬工体积小广泛应用于公路路基的防护。
(3)坡面防护:坡面防护的目的是防止坡面岩土的风化剥落、地表水流的冲刷以及与环境的协调。
㈢路基施工的质量控制
路基的质量要求是要具有足够的稳定性,具有足够的强度,具有足够的水温稳定性。它的控制主要是路基压实厚度、宽度的控制,含水率的控制,施工及检测的控制。
路基的质量控制必须贯穿整个路基施工过程,对于施工中的每个环节的施工质量、用料质量、完成质量都必须严格的把关。质量是企业的生命,只有合格、过硬的质量,才能使企业更具有竞争力,使其能长久发展下去。
结束语
运用全过程控制原则,对路基施工的全过程进行管理、技术、质量的控制,积极创新管理模式、技术,使投资能发挥最大的经济效益。
总之,路基施工是一项复杂的系统工程,在进行路基施工时,必须严格规范要求进行,针对不同的路基项目采取不同的具体措施。面对日益激烈的建筑市场竞争,要想立于不败之地,就必须与时俱进,不断拓展视野,完善自己的施工技术,积极采用新工艺、新材料、新设备,只有这样才能迎接新的辉煌。
参考文献:
1.刘忠玉关于公路路基施工技术探讨[期刊论文]-科技致富向导 2010(16)
2.贾云天论公路路基施工技术[期刊论文]-城市建设与商业网点 2009(23)
3.任浩营浅谈公路路基、路面施工工艺及质量控制[期刊论文]-技术与市场 2010(8)
4.王越西公路路基施工质量控制分析研究[期刊论文]-科技资讯 2008(13)
5.欧秀英公路工程路基施工质量控制技术探讨[期刊论文]-中国水运(理论版) 2007(12)
关键词:高填方,路基,沉降观测,分析
1.工程概述
在洛界高速公路NO.5标路基施工中,其中一段路基填高达24米且原路表地下水发育旺盛,故本路段采用塑料排水板处理路基填筑并路基沉降观测方法。路基沉降是公路在建设和使用过程中最常见的病害之一,多年来,由于对路基沉降的原因和机理没有足够的了解和深刻的研究,致使路基沉降在公路建设中普遍存在并引起桥头跳车、路基沉陷、路面早期破损等多种质量病害,直接影响到公路的使用质量和社会效益。为了更好地了解和掌握路基沉降的原因、搞清路基填筑材料、填筑高度与路基沉降的关系, 在洛界高速公路NO.5标路基施工中选取了1#点(K35+200)、2#点 (K35+200)、3#(K35+300)三个有代表性的位置分别对路堤填筑材料本身和原地基进行沉降观察研究。
2.沉降观测设置的方式
高填土沉降试验包括两个方面内容:1、观察高填土路基的自身沉降(含不同的填土高度(约3m)和不同的压实区域路基自身的沉降)。2、观察高填土路基基底在路基填土重力等作用下的沉降。
其设置方式为:在不同的观察位置竖直埋置一根导管(用ф6cm钢管制作),导管下端设置砼底座(C30砼,几何尺寸为0.5×0.5×0.2m,在导管内竖直放一根自由导杆(外径2 cm钢管),导杆下端和另一砼底座(30#普通砼,几何尺寸为1.0×1.0×0.2m)相连,并与所要观察的位置平齐,结合填土高及便于观察和操作等实际情况,导管和导杆采用逐节连接方式进行加长,每节长度一般按3m或2m进行选择。免费论文参考网。2m导管和导杆主要用在最上一节。导管和导杆上端伸出路面顶适当高度以便于工程竣工后跟踪观察。免费论文参考网。
根据各观察点的路基填筑高度和地质情况,分别按照上述设置原则进行观察点设置。
1#观测点(路基高8.0m)分别在原地基、路基高3.4m处、6.5m处(93% 压实区顶面)、7.2m处(95%压实区顶面)、8.0m处(97%压实区顶面)及路面顶设置共计六个不同高度和不同压实区观察点,分别编号为:1#--A、 1#-B、1#-C、1#-D、1#-E、1#-F。
2#观测点(路基高10.5m)分别在原地基、路基高3.0 m处、6.0 m处、9.0 m处(93%压实区顶面)、9.7 m处(95%压实区顶面)、10.5 m处(97%压实区顶面)及路面顶设置共计七个不同高度和不同压实区观察点,分别编号为:2#-A、2#-B、2#-C、2#-D、2#-E、2#-F和2#-G。
3#观测点(路基高6.2m)分别在原地基、路基高4.7 m处(93%压实区顶面)、5.4m处(95%压实区顶面)、6.2 m处(97%压实区顶面)及路面顶设置共计五个不同高度和不同压实区观察点,分别编号为:3#-A、3#-B、3#-C、3#-D、3#-E。
3.观察方法与要求
观察包括安装或接杆时的观察以及定期沉降观测。当导杆和导管安装或接杆后对导杆顶要进行水准观察。在施工期间每填土约1.0米高或间隔10天观察一次,非施工期或完工后每间隔一月观察一次。
观测要求
每次设置及观察要有具体负责人员到现场安排进行;在沉降观测点附近设置便于长期观察的水准点,并严格控制其水准高程;有关观察的设备、仪器在每次观察时要进行校核检查,以确保每次检查数据的准确性;每个观测点的每次观察要统一由专人负责收集、整理,记录要准确、详细。
4.施工情况
路基填筑施工严格按技术规范要求进行,同时将各压实级区分别进行提高,即90%→93%,93%→95%,95%→97%。土方填筑采用分层填筑,每层压实厚度不超过20cm,填筑材料为低液限粉土和低液限粘土,每层填土压实前需平地机整平,以确保填土压实的均匀性。1#观察点地基采用强夯处理,地质条件有所改善,2#观察点地基上铺设有50cm厚砂砾石垫层作为隔离层,3#观察点地基只进行碾压后直接进行路基填筑。
5.观察数据分析和结论
路基沉降随着路基填筑高度的增加和时间的延长而增大,路基在填筑过程中,路基沉降速度较快,竣工后的路基沉降相对较缓慢。
路基沉降全部是地基沉降,路基填方本身基本不发生压缩沉降,可以不计。免费论文参考网。说明路基各区域压实标准的选择可以保证工程的施工质量。地基沉降与地质条件和填土高度(即地基单位面积受力)有关。地质条件越好,填筑高度越低,沉降越小,反之,路基沉降越大。通过观察可以发现,3个沉降观察点的地基沉降值不同,以2#点沉降值为最大,究其原因,主要是因为其地质条件较差,地基承载力小,且路基填筑高度大,其地基虽经过砂砾垫层加固处理但并不能使其地质条件有根本的改善。对于1#点,虽然其地质条件较差,但因其地基经过强夯处理后地质条件发生了根本的变化,使其地基承载力有了较大的提高,因而地基沉降相对较小。而3#点本身地质条件相对较好,因而3#点地基沉降也相对较小。
通过对沉降曲线图的观察分析可以看到,路基沉降在路基填筑初始阶段较慢,当路基填筑达到一定高度时,沉降随着填筑高度的增加迅速增大,当路基填筑即将竣工和竣工后,路基沉降又呈缓慢增加形式,直至路基完全稳定下来,见沉降曲线图。分析原因如下:路基在初始填筑过程中,由于原地基具有一定的承载力可以承受一定高度填土产生的压力,在地基容许承载力范围内,地基沉降呈现出类似弹性变化的形式,即地基沉降随着填土高度的增加而增加。当填土增加到一定高度时,即土方填筑产生的压力等于地基承载力时,地基受力处于极限状态。当填筑高度继续增加,地基承载力进入强化阶段,原地基土体结构被破坏,地基土颗粒在外力作用下重新排列形成新的结构,使地基承载力得到增强。地基土结构的变化,是该阶段地基发生明显沉降的根本原因。
随着路基填筑结束,虽然地基所受填土产生的土压力趋于稳定,但由于多种因素(施工、行车、自然因素等)影响并通过实际观测资料证明,路基在竣工后还不能立刻稳定下来,需要经过约八个月至一年时间,才能使路基逐渐趋于稳定。但路基不会完全稳定下来,还会发生很缓慢的沉降。为确保路基本身不发生压缩沉降,路基施工时,宜选择低液限粘土或低液限粉土作为路基填料。填料要分层进行,每层压实厚度宜控制在10~20cm范围内。
6.结束语
路基沉降一般在路基完成后八个月至一年才能逐渐趋于稳定。因此为减少或消除地基沉降引起的质量隐患,在路面组织施工时要充分考虑地基持续沉降而带来的质量病害。
【参考文献】
[1]交通部.公路路基施工技术规范.人民交通出版社,2008,10.
[2]山西公路局.公路工程通病分析与防治.人民交通出版社,1999,12.
关键词:城市道路; 红粘土; 裂隙性、收缩性; 路用性能试验;
中图分类号:[TU997]文献标识码: A
1 前 言
红粘土是指碳酸盐类岩石,在温湿气候条件下经风化作用后形成的褐红色粉土或粘性土,具有天然含水率高,液限高、可压实性差等特点,液限通常大于50%。其物理力学特点及指标范围见表1.1。
表1.1红粘土物理力学性质指标
图1.1红粘土特性描述
水敏性是红粘土路基产生裂隙和收缩的诱导因素,“吸水软化,失水开裂”是其典型的水敏性特征。如图1.1,红粘土路基在水分的侵蚀下,土的物理力学性质发生明显变化,而这些变化正是导致路基沉陷、纵裂、浅层滑塌等病害发生的根本原因。
2 试验研究
试验土样取自武汉市某市政道路工程第2标段局部施工区域,为红褐色粘土。研究过程中参照JTGE40-2007《公路土工试验规程》对土样进行了含水量、密度、液塑限测定、承载比(CBR)、自由膨胀率等室内土工试验测试,结果见表2.1。
表2.1现场土样的基本物性指标
2.1 测试结果分析
塑性是综合反映细粒土粒度组成、矿物组成及阳离子成分等方面的灵敏指标,主要通过塑限、液限以及塑性指数来表示,它们充分反映水对细粒土性质的影响。塑性指数则主要与粘粒含量与矿物成分有关。因此,细粒土用土的塑性图来进行分类,如图2.1。
图2.1塑性图
分析数据可以看出,上述两个取土点土样的液限在50%以上。根椐JTEG40-2007《公路土工试验规程》3.5特殊土分类及塑性图可知:红粘土富含铝铁,天然状态下呈团粒结构,大部分塑性指数偏低,在A线之下。由此可知位于A线以下且WL>55%,属于高液限粉土(MHR),即红粘土。对于落在A线以上的红粘土,其矿物成分中混入了一定量的蒙脱石和蛭石等亲水物质,此类红粘土与A线以下的有明显区别,有一定膨胀性,不能直接用作填料。
2.2 红粘土的力学特性
红粘土的力学性能是通过土的承载比(CBR)值体现出来的。确定CBR值,首先要通过击实试验确定土的最佳含水率和最大干密度。
2.2.1击实试验
根据JTGD30-2004《公路路基设计规范》7.7.2说明,该实验在确定土样的最佳含水率和最大干密度时采用了湿法重型击实试验。土样的含水率与干密度的关系曲线如图2.2所示。土样击实曲线比较平缓,其最佳含水量较高,土样可以在一个较宽的含水率范围内达到要求的压实度,从而有利于施工中控制含水率。
图2.2含水率与干密度关系曲线图
2.2.2土的承载比(CBR)试验
采用湿法制作在最佳含水量附近的重型击实试件,按照JTGE40-2007《公路土工试验规程》中承载比(CBR)试验测试其CBR值,该工程两标段土样的CBR值均能满足规范规定的上、下路堤的最小强度要求(分别为8%和5%)。
为进一步了解红粘土CBR值与含水率、压实度的关系,更好地指导路基施工,取该标段土样做了不同含水率的CBR试验,结果见表2.2。从试验结果可以看出,土样的CBR值在略大于最佳含水率的时候达到最大值。在含水率为28%~35%时,CBR值较稳定,在9%~14.8%之间,都大于规范规定的上、下路堤的最小强度要求,但当含水率为大于35%时,土样的CBR值、压实度逐渐下降。
表2.2土样承载比(CBR)试验结果
根据JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》,红粘土在达到湿法重型压实标准后,虽然干密度达到最大,但饱和度Sr一般小于80-85%。在路基后期运营过程中,随着时间的推移,路基必然吸水,使得土体膨胀,压实度降低,长时间后造成路基不稳定、强度降低,路基强度甚至达不到设计和规范要求,产生严重质量隐患。根据路基压实原理,同时结合图2.2中含水率与干密度的关系图可知:在接近最大干密度情况下,同一干密度对应两个不同的含水率,而在较高含水率进行压实时,相对比在较低含水率压实时获得较高、较稳定的CBR值,路基的水稳定性也相对较好。综上分析得出:红粘土路基施工碾压时的含水率,应在保证压实度的情况下,以略大于最佳含水率为宜。
3 红粘土路基施工质量控制
大量的研究证实,对于工程特性较好的红粘土可以直接作为路基填料,但要注重碾压工序。而工程特性较差的红粘土不能直接填筑,填筑过程中需要进行处理。根据JTGD30―2004《公路路基设计规范》、JTGF10-2006《公路路基施工技术规范》规定红粘土作为填料直接填筑时,应符合下列规定:液限
3.1红粘土的处治改良技术
不能直接进行填筑的红粘土,必须进行处理,才能作为路基填料。红粘土的处理措施主要有以下几个方面:
(1)置换改良:掺加砂砾改善高液限土(红粘土)的液限、塑性指数以及CBR值,当粗粒料含量大于35%时一般能达到标准土质的填筑要求。当施工期间的气候条件不利时,可采用垫层换填处理,即将路基基底超挖不小于30 cm 的厚度,改用其他好粘土、砂土、灰土、粉煤灰等材料铺填碾压密实后形成置换垫层,并做好防水处理,然后再在其上进行路面工程施工。这样不仅解决了压实度的问题,进一步提高了路基强度,而且可以消除红粘土的膨胀性对路面的影响。
(2)碎石良:碎石应采用大颗粒单级配,不得采用连续级配碎石,由于连续级配中的碎石很难与红粘土土体充分拌合均匀,反倒对路床的均匀变形产生不利影响。对于强度等级要求较高的路床,当所用碎石比例大于60%时可以达到较好的改良效果。此外,可适当增加砂砾含量,随着砂砾含量的增加,可以更好的抑制裂缝的产生,路基的抗裂性能也相应提高。
(3)化学改良(掺入石灰、水泥等外加剂):对于较分散的土体,可掺加生石灰粉或消石灰水充分拌合均匀。对于土块较多,含水量高的土体,可将红粘土在路基填筑面上分做若干土堆,堆顶留成火山口状凹型,将经过计算的生石灰块放置其内,并加适量水,然后用土封口,令其在土体中消解。消解时产生的高热将大量消耗土体中原有水分,从而达到降低土体含水量的作用,使其尽快达到易于分解的状态。为达到更好的效果,可在其消解过程中,增加几次翻拌过程。通过石灰良可有效降低土体含水量,提高强度,同时又可降低塑性指数,提高路基水稳定性。
(4)包边法:将不能直接填筑的红粘土进行隔水封闭,外包材料为水稳定性较好的低液限粘土、石灰土等,CBR 应符合规定。严禁用粉土、砂土等低塑性土包边。包边土厚1.5 m 左右,夯实后可防止坡面开裂及地表水的渗入。对于高路堤也可采用土工格栅加固边坡,约束红粘土的侧向膨胀。但是对于碾压稠度偏低(
3.2红粘土路基施工的注意事项
在施工准备阶段首先应通过对不同的含水率和击实功室内试验分析,明确红粘土含水率、击实功与密度的关系及CBR 的变化范围,为施工提供依据。根据现场的施工条件,通过调整含水率、压路机吨位、碾压遍数、松铺厚度等指标来寻求最佳施工工艺。施工中应注意以下几方面:
(1)路堤填筑前应设置临时排水沟槽、防渗设施及截水沟,雨季施工及时疏干地表水。
(2)雨季施工时,应防止松土被雨淋湿。施工中应保持作业面横坡不小于3%。雨后填筑区应经翻晾、重新压实合格后方可进行下道工序施工。
(3)填料应随挖随用。摊铺后必须及时碾压,做到当天摊铺当天完成碾压。
(4)路堤填筑应连续,碾压完成后,应采取措施防止路堤作业面曝晒失水。
(5)根据实践经验,红粘土的压实机械自重宜在18 t左右,碾压厚度宜控制在30 cm以内。
4 结 论
(1)目前在国内道路工程中,对于液限值大于70%的高液限粘土,其CBR强度难以达到要求、膨胀量较大,不能直接作为路基填料。在该市政道路工程第2标段局部区域所应用的土体填料液限均小于60%,根据试验情况,土样具有较高的CBR值,无膨胀性,CBR值和压实度均能满足设计、规范要求。说明红粘土具有较高的力学强度和较低的压缩性,通过在施工过程中严格控制各项指标,并加以处治可以成为一种良好的路基填料。
(2)在处理红粘土这类特殊土时,要紧密结合路基工程的特点,对不同区段严格进行土工试验测定,通过试验段探索合适的压实标准及相应的压实工艺。在同样压实度情况下,在较高含水率下进行压实能获得较高、较稳定的CBR值和高饱和度,从而使土体获得较好的水稳定性,有利于路基的长期稳定性。
(3)对于不能直接作为填料的红粘土,必须进行置换、碎石土或化学改良处理。同时在施工过程中应采用边坡防护、包边法和土工织物包边等封闭防水措施,以更有效的使红粘土路基含水率保持稳定,从而保证路基性能的基本稳定,防止和减少红粘土路基的形变和裂缝的产生。具体的封闭防水措施,需要通过铺筑试验段,同时参考其他的工程实践与经验总结来进一步确定。
参考文献:
[1]杨荫华,柏树田. 红土干燥脱水不可逆性对物理力学性质的影响[期刊论文]-岩土工程学报 1982(04)
[2]谭罗荣,孔令伟. 某类红粘土的基本特性与微观结构模型[期刊论文]-岩土工程学报 2001(04)
[3]孔令伟,罗鸿禧,袁建新. 红粘土有效胶结特征的初步研究[期刊论文]-岩土工程学报 1995(05)
[4]朱惠君. 高速公路路基设计与施工 1997
[5]杨和平,刘龙武. 不良地质土用作路堤填料的改良技术研究 2001
[6]周海燕. 高液限红粘土在路基施工中的应用[期刊论文]-公路与汽运 2007(05)
[7]张建华,陶文平,伍真川. 红粘土路用性能试验及施工质量控制[期刊论文]-中外公路 2010(01)
关键词:填石路基,地基承载力,地基处理
1.填石路基土质地基的处理方法
1.1填石路基对地基承载力的要求
填石路基多修筑在地势险峻,沟壑纵横的山岭地区。由于线形的缘故,路堤的填筑高度较高,填方量大,再加上碎石填料本身的密度较大,路堤填筑体的自重荷载很大。这就对地基的承载力提出了较高的要求。同时,填石路基填料本身的工程特性也决定了对地基的特殊要求。就普通的填土路基而言,其填料颗粒之间具有一定的粘聚力,抗剪强度较低,填筑体本身的塑性较强。当地基由于承载力不足等自身原因发生较大不均匀沉降时,路基填筑体可以在一定范围内随着地基的沉降而共同沉降。科技论文。但是填石路基的填料为粒径较大的碎石,颗粒之间基本上没有粘聚力,其抗剪强度多由颗粒之间的摩擦力与嵌挤力来形成,且强度较高,故填石路基在一定程度上可以看成是半刚性体。当地基的不均匀沉降程度较小时,颗粒之间的嵌挤作用可以保证路基的整体稳定性,避免其发生较大的变形沉降,路基总体上表现出一定的刚性。然而,当地基发生较大沉降,路基填筑体内部产生的剪应力大于路基的极限抗剪强度时,路基就会发生较大的剪切变形而失去稳定。科技论文。由此可见,填石路基对地基的不均匀沉降较为敏感,石料之间的嵌挤作用一旦被破坏后,就难以象填土路基那样慢慢得以恢复。
因此,对于填石路基而言,尤其是高填方路堤,地基承载力是保证路基压实质量和正常使用性能的前提条件,如若地基承载力不足,必将会导致路基的坍塌和失稳,进而使路面产生病害破坏。而现行的《公路路基施工技术规范》中并没有对路基的地基承载力作出具体的规定,只是提到:“路堤基底应在填筑前进行压实,高速公路、一级公路和二级公路路堤基底的压实度不应小于85%。”然而保证基底的压实度就能否一定保证满足要求的地基承载力,本文认为这应值得研究。
本文就填石路基的地基处理要求现状,进行了大量施工现场和相关资料的调研工作。调研结果表明,由于目前很多设计及施工单位对此问题没有认真重视,在设计及具体施工过程中未对地基加以严格的要求与控制,从而导致路基在竣工后,甚至施工阶段中就由于地基的原因而发生变形破坏的现象一直存在。据此,本文在调研基础上,初步提出填石路基的地基承载力技术要求与处理要求:
1.1.1填石路基的地基承载力技术要求
如上所述,填石路基对地基的沉降要求较为严格,在填石路基填筑前应对地基的承载力进行测试(具体测试方法可参照桥梁基础的规定进行),地基的承载力应满足路基不同填筑高度的要求:
(1)当填石路基填筑高度小于10m时,地基承载力不宜低于15OKPa;
(2)路基填筑高度为10-20m时,地基承载力不宜低于2OOKPa;
(3)路基填筑高度大于20m时,路基应宜填筑在岩石基底上。
1.1.2填石路基的地基处理要求
在填石路基填筑前,首先应该对原地面进行表面清理,清除树木等杂物。一般耕植土地段原地面应清除表土15cm深,同时用满足规范要求的土料回填原地面的坑、洞等低凹处,并按规定进行压实。当基底为松散土,且含水量较高时,压实前应先进行翻晒,使其重型压实度度不小于90%,当填石路基高度大于80cm时,基底压实不应小于95%。当路堤基底原状土的强度不符合要求时,应进行换填,其换填深度不小于30cm。若遇到不良地基(膨胀土、盐渍土、黄土等)时,应视具体工程条件采取清淤、排水固结、抛石、换填或复合地基等技术措施进行加固处理。
此外,在土质地基上填筑填石路基时,为提高地基的强度与均匀性,应设置过渡层。本研究建议,过渡层填料的粒径组成应符合以下要求:M15/F15>5,M15/F85<5,其中M15为过渡层填料中通过率为15%的粒径,F15为地基细料土中通过率为15%的粒径,F85为地基细料土中通过率为85%的粒径。
1.2填石路基对地基的排水要求
由于填石路基的孔隙较大,水较易从边坡或路面等部位进入路基中,而且由于路基填筑体的渗透性好,水很容易浸湿地基,同时若地基范围内存在地下水,这都会影响填石路基的整体稳定。科技论文。因此,当路堤基底范围内由于地面水或地下水影响路基稳定时,填石路基应采取必要的引排、拦截等措施,或在路堤底部填筑不易风化的片石、砂砾石或块石等透水性材料来设置透水层,其厚度应不小于3Ocm,以防止水对地基的不良影响。
1.3填石路基对地基坡度的处理要求
当原地基有一定的坡度时,为保证填石路基路基的整体稳定性,应对地基进行如下处理:
(l)在地基横坡陡于1:5的地段,应将原地面挖成宽度不小于1.0m,高3Ocm的搭接台阶,同时台阶进行内倾处理,然后进行平整压实,使基底强度和密实度达到设计要求;
(2)在地基横坡缓于1:5的地段,当清除树根草皮或腐植土后,承载力满足要求时,可直接在天然地面上填筑填石路基。
2.填石路基石质地基的处理方法
2.1填石路墓石质地基的处理方法
一般认为石质地基较为理想,其承载力较大,能为填石路基的稳定性提供较为理想的支承保证。但是应当看到,如果对石质地基的要求过低或施工时处理不当,其承载力的不均匀现象仍然会对路基产生不利的影响。因此不应对填石路基的石质地基掉以轻心,放松要求,应确保石质地基的平整性与强度的均匀性。
2.2填石路基岩石和土混合地基的处理方法
在山区填石路基的施工现场经常会遇到岩石和细粒土混合地基。这种地基的强度很不均匀,同时其表面不易整平,如不采取必要的处理措施将会对路基的稳定性有较大的影响,尤其是路基填筑高度较高时,会增加不均匀沉降,导致路基路面产生破坏。故在路基填筑前应认真对待,合理处理。
对于岩石和细粒土混合的地基,主要问题是由于强度不同,存在承载力差异,故应提高细粒土部位的强度。具体处理方法是将岩石炸平,并在细粒土部位设过渡层。当基底为石牙状时,应将石牙炸除不少于80cm,并用岩石填料置换细粒土,以形成均匀,平整的岩石混合基底。这是因为若不炸掉岩石,细粒土部分无法压实,而且即使炸平岩石,也应用石料置换部分细粒土,置换一定厚度并高出原岩石面后才可进行有效压实。
3.结论
根据填石路基填料的工程特性,即填料多为粒径较大的碎石,颗粒之间基本上没有粘聚力,其抗剪强度多由颗粒之间的摩擦力与嵌挤力来形成,且强度较高,填石路基在一定程度上可以看成是半刚性体。当地基发生较大沉降,路基填筑体内部产生的剪应力大于路基的极限抗剪强度时,路基就会发生较大变形而失去稳定。填石路基对地基的不均匀沉降较为敏感。针对不同类型的地基,本章提出了相应的技术要求和处理方法,强调土质地基的地基承载力满足与否直接影响着填石路基的整体稳定性,同时,对于混合地基类型,强调保证其强度的均匀性和平整度是地基处理时的关键问题。
【参考文献】
[1] 杨世基,吴立坚. 冲击压实粗粒土路基[J]公路交通科技, 1999,(01) .
[2] 王康臣. 填石路堤在高速公路中的应用研究[J]广东公路交通, 1999,(04) .
[3] 张大红. 红砂岩路段的施工实践[J]湖南交通科技, 2000,(03) .
[4] 王康臣,郑治. 填石路堤修筑技术的发展[J]广东公路交通, 1999,(S1) .
[5] 於永和. 填石路堤施工工艺与质量控制[J]广西交通科技, 2002,(01) .
[6] 杨世基. 冲击压实技术在路基工程中的应用[J]公路, 1999,(07) .
[7] 杨世基,郝中海,吴立坚,王亚军. 公路填石路堤的压实[J]公路交通科技, 1999,(04) .
[8] 李维国,于凤琴,丁健. 山岭重丘区高等级公路石方开挖与填筑[J]东北公路, 1997,(01) .
[9] 于晓飞. 高速公路填石路堤施工方法及质量控制[J]东北公路, 2001,(03) .
[10] 李希元,郑治. 山区高等级公路填石路堤修筑技术[J]广东公路交通, 2000,(01) .