高含水量低液限粘土(CL)路基填筑质量控制

高含水量低液限粘土(CL)路基填筑质量控制
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高含水量低液限粘土(CL)路基填筑质量控制

高含水量低液限粘土(CL)是一种工程性质较差的填筑材料,因其天然含水量高、渗透性差、压缩性*、强度低等特点,在路基填筑施工中易出现压实困难、弹簧土、翻浆等质量隐患。因此,在使用该类土进行路基填筑时,必须严格控制施工质量。

首先,在填筑前应对土源进行详细勘察与试验分析,测定其液限、塑限、天然含水率及CBR值等指标,评估其作为填料的适用性。对于含水量远高于**压实含水量的CL土,应采取晾晒、掺灰(如石灰、水泥)等改良措施,以降低含水率、改善其工程性能。

其次,施工过程中应严格执行分层填筑、分层压实的原则,合理控制松铺厚度和碾压遍数。为确保压实效果,宜采用重型压路机并适当调整碾压工艺,必要时可采用动态压实或强夯技术增强密实度。

此外,要加强现场检测频率,通过环刀法、灌砂法或核子密度仪等手段及时检测压实度,并结合含水率测试进行动态调整。同时db41/t 1892-2019标准下载,注意做好排水防护措施,防止雨水渗入影响已压实层稳定性。

综上所述,针对高含水量低液限粘土的特殊性,必须从材料改良、施工工艺、过程控制和检测验收等方面综合施策,才能有效保障路基填筑质量,满足道路工程长期稳定性和承载力要求。

同三线为我国新建*长高速公路运输*动脉工程,东起黑龙江省同江市,南至海南岛三亚市。我局负责承建国道主干线同江至三亚公路(莱西至两城段)暨前湾港连接线的第六合同段的施工任务,线路里程为K64+500~K76+600,总长12.1km。路基工程均为填方地段,路基压实方量为224.6万方,沿线可开采土场均为第四系沉积粘土或亚粘土,属低液限粘土(CL)。各土场地下水位普遍偏高,均为0.8~2.0m,土体天然含水量较高,处于22~35%不等,为路基施工的主要填料。本合同段施工合同周期2001年12月30日至2002年12月30日,工期为一年,考虑3月份前基本不能动工,施工的6月至8月份为雨季,实际工期为不足9个月。施工技术要求:距路槽0~80cm为95区,80~150cm为93区,>150cm为90区,技术要求较高。根据高技术要求、短施工工期、高含水量的客观实际条件,高含水量低液限粘土(CL),路基填筑质量控制成为了路基施工的关键。

2 室内土工试验及数据分析

通过对沿线可开采土场进行详细的实地勘察与分析,根据“就近取土”的原则,结合地下水位的实际情况,*后我们选取了地下水位较低的13个土场做为路基填筑的取土场,并抽取了具有代表性的土样做土工试验,并进行数据分析。试验时按干法重型击实、湿法重型击实比照进行,试验成果如表1。

2.1 干法、湿法定义

2.1.1干法:即取具代表性的土样风干或在500C湿度下烘干,然后放在橡皮板上用圆木棍碾散,然后过不同孔径的土筛(视粒径*小而定),按四分法准备试样。试样中加入不同水分(按2~3%含水量递增),搅拌均匀后闷料一夜备用。

2.1.2湿法:即用手拣除土样*于38mm的粗石子即可,保持天然含水量的第一个土样可立即用于击实,其余几个试样,将土分成小土块,分别风干,使含水量按2~3%递减,制备试样。

2.2土工试验成果及分析

2.2.1试验成果:见表1。

2.2.2试验成果分析

图纸技术要求,填料土的液限应小于50%,塑性指数应小于26%,以上13土场的比两项技术指标均能满足要求。由表1的试验成果分析,对于同一土场的土,采用干法重型击实结果与湿法重型击实结果存在较*差别,规律较为明显。对于**干密度干法结果明显*于湿法结果,本试验分析存在以下线性关系式: r湿=0.271437292+0.840312361r干(相关系数0.992811387);对于**含水量,干法结果明显小于湿法结果,本试验分析,存在以下线性关系式:W湿=0.437639938+1.118855728W干(相关系数0.993141418)。

3 现场路基试验段填筑控制

同三线高速公路要求技术指标高,击实标准采用重型击实,填料压实要求90区~95区。为了保证施工质量,我们选取用了精良的施工设备,各设备主要技术参数如下:

YZ14JC型振动压路机—Ⅱ,工作质量1400kg,静线荷载336N/cm,振动频率28Hz,振幅1.0~2.0,激振力270.5KN,轮宽2130mm。

YZ18A型振动压路机—Ⅰ,工作质量1800kg,静线荷载538N/cm,振动频率28/35Hz,振幅1.8~2.4,激振力400/282KN,轮宽2250mm。

PY180平地机,额定功率136 KN,刮刀宽2740mm。

3.2填筑虚铺厚度选择

由于各土场的土体天然含水量较高,填筑厚度不宜过厚。结合施工工期,寻求合理的虚填厚度是控制施工的关键。为解决上述问题,我们选取了3种不同填土厚度进行凉晒试验,凉晒时,每日用翻地机分早晨、中午翻晒两次,并做每日的含水量结果统计。试验结果如表

通过表2的数据分析,虚填厚度25cm时,晾晒3天基本达到**含水率,虚填30cm时,凉晒3天也基本达到**含水率。虚填厚度35cm时,晾晒4天基本达到**含水率,通过试验,粘土压实系数为0.82,根据本合同段的路基填筑**厚度9.2m来控制工期,按25cm、30cm、35cm虚铺厚度,路基填筑时间分别为135天、125天、131天,均能满足合同工期要求,但从经济角度,工期控制分析,宜选30cm为施工填土的虚铺厚度。

为保证工程质量,同时实现经济效益的**化,在试验段施工时,我们对压路机的规格型号做了施工性能分析,并按干法、湿法的**干密度对压实结果进行评定,同时引入弯沉参数进行干湿法检测质量验证。

3.3.1压路机性能分析

表3

由表3可以看出,对Ⅰ压路机,振动辗压2遍至8遍时,压实效果呈增*趋势,而8遍以后,土体压实效果增长缓慢,甚至呈下降趋势,说明Ⅰ压路机振动辗压至8遍时,该压路机已充分发挥了其压实效能,亦即该压路机振动辗压至8遍时,实现**压实功;对Ⅱ压路机,增长趋势基本同于Ⅰ压路机,只是Ⅱ压路机振动辗压至12遍时才实现其**压实功。

3.3.2干法、湿法**干密度控制施工的差异性

从表3用干法、湿法两种**干密度对压实效果的检测评定,干法检测值始终小于湿法值,约小两个百分点。显而易见,在施工中用湿法干密度进行施工检测时远优于干法,但压实质量能否保证,为判断其是否实用,我们引入了弯沉检测对其验证。

3.3.3通过对湿法干密度检测的93区、95区Ⅰ〔<96=〕95区Ⅱ〔>97〕进行了弯沉检测,每区检测10点,检测结果表4

由表4,通过对三个不同压实区间的弯沉检测,用湿法检测的压实度>95%时,弯沉检测值均满足设计要求,完全可保证路基的压实质量,由此,由湿法干密度控制路基压实是可行的,在施工时可减小施工难度。

对于Ⅰ压路机,按虚铺厚度30cm,接近**含水量时,振动辗压4遍,压实度可满足90区要求,单方成本7.85元,振动辗压5遍时,可满足93区求,单方成本8.52元。振动辗压6遍时可满足95区要求,单方成本9.16元。

对于Ⅱ压路机,在同等填筑条件下,振动辗压6遍时,压实度可满足90区要求,单方成本7.55元,振动辗压10遍时,可满足93区求,单方成本8.87元。振动辗压12遍时可满足95区要求,单方成本9.54元。

通过对Ⅰ、Ⅱ压路机的压实效果经济分析,对于90区宜用Ⅱ型压路机进行施工,对于93区、95区则亦用Ⅰ型压路机进行施工。

4 路基填筑质量控制要点

路基填筑*面积施工时必须严格按以下要点进行控制:

采用横断面全宽、纵向水平分层填筑压实的方法进行施工。施工时,按自卸车的载土容量计算堆土间距卸土,以便平整时控制填土厚度均匀。

4.2保证边坡压实质量

为保证边坡压实质量,路基两侧各加宽50cm东莞市红荔路运河*桥投标施工组织设计,辗时同路基本体压实质量。

摊土机初平后,用翻地机进行配合凉晒,至**含水量左右。

凉晒完毕后,用刮平机刮平,至控制层无显著的局部凹凸。严格控制虚填厚度30cm,并按设计做出横纵坡。

按工艺确定的机械组合,选用压路机辗压。

辗压前向压路机司机进行技术交底,按工艺确定的压实遍数行进度进行压实,压实顺序按先两侧后中间,先慢后快,先静压后振动压的操作程序进行碾压,各区段交接处互相重叠压实,纵向搭接长度2m,滚迹重叠0.4m。

检测前检查填料是否符合要求,碾压效果是否均匀,填筑层厚是否超规,路基每层填筑完毕,压实质量达设计验标规范要求后,方可进行下一步施工,否则,下达质量不合格通知单,要求重新压实,直到合格为止。

通过施工验证,用湿法**干密度控制路基压实质量是合理的。2002年9月底,我标段的路基施工全部完成t/cses 12-2020 沉积物质量基准校验技术指南,应业主要求提前交工3.6km,现场抽检验收,压实度合格率100%,弯沉测点合格率100%,施工质量是可靠的。

通过对压实机械的优化组合,减小了施工难度,提高了经济效益,减少直接投入近10万元。

5.3通过室内土工试验、试验段研究、现场质量控制,总结出了一套高含水量低液限粘土(CL)路基填筑质量控制的成熟办法,为今后类似路基施工积累了经验。

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