童祯 傅晨忆

摘要:作者结合多年工作经验以及工程实例，针对市政道路软土路基的处理方法作出了相关的阐述，以供参考。

关键词: 软土路基； 地基处理； 冲击压实

Abstract: the author combined with years work experience and the engineering example, municipal road in soft soil foundation treatment made relevant paper, for reference.

Key words: soft soil subgrade; Foundation treatment; Impact compaction

中图分类号：U41文献标识码：A 文章编号： 1 概述

某市政道路路基路面出现下沉或开裂的多为低填方路堤,通过对低填方路堤原地面冲击碾压,对原地面进行深层压实,从而提高原地面的承载力,为填料提供坚实的基础。为了能高质量地完成施工任务,克服路面下沉开裂这一质量通病,全线路基填土高度小于1.7 m 及低填构造物两侧设计采用冲击压实方案处理,满足了长远规划及运营要求。

2 主要施工方法和步骤

2.1 地表处理

地表处理严格按《市政道路路基施工技术规范》(JTJ033 —95) 进行地表处理外,还应按以下方法处理。

(1) 地表清除10 cm 种植土,并用5 m 麻花钻或取土器,检查是否有埋置的生活垃圾,如有则立即清除。

(2) 挖掘树根的坑,深度超过30 cm 必须分层夯实到原地表。

(3) 原地表凹凸不平地段,相对高差小于50 cm 的进行整平;相对大于50 cm 的坑,分层夯实到原地表。

(4) 独立的大坑,要单独作为作业面,按上述处理后按照路基填筑进行施工,达到原地表。

(5) 清表完成后,稳压1～2 遍并检测高程。

2.2 准备工作

(1) 含水率检测

冲击碾压土的含水率应满足wopt - 4 ≤w ≤wopt+ 2 。当土体的含水率低于wopt - 4 时,对地基事先加水润湿;当土体的含水率大于wopt + 2 时,对地基则应进行晾晒,使其达到合理要求。

(2) 冲击区段划分

首先根据施工图纸放设路基坡脚线,放设时加宽30 cm ,并用白灰线划分冲击起始里程,并用小红旗标识清楚,以便于驾驶员识别。

(3) 行驶路线

冲击压路机从一侧边缘开始碾压转弯后沿中心线的另一侧碾压,行驶至出发端后往路中心方向错一个轮宽,轮迹不重叠,整个场地压完一次算一遍,排压遍数按照试验段确定碾压遍数。

(4) 测点布设

在平整后的冲击碾压区内定位埋设相应的沉降观测点(用铁钉系红布条的办法予以明确标记) ,其他测点可参照沉降观测点的位置予以确定,贯入值(DN) 测点的位置离压实度测点2 m ,所有的测点离两端点的距离不小于30 m ,各平行检测点的间距不得小于6 m。测点布设好之后进行初始地检测。

2.3 冲击压实

(1) 压实机械采用25 KJ-T3 型冲击式压路机,牵引机械为ZL50 装载机,牵引车速为9～15 km/ h 。

(2) 压实速度及范围为冲击式压路机速度控制在9～12 km/ h ,宽度为路基边坡坡脚(大于28 m) ,长度以不小于100 m 划分区段,相临区段搭接长度不小于15 m。

(3) 施工中配备平地机,路基起伏过大时,进行整平然后继续冲压。冲压完成后,用压路机进行整平压实。

(4) 冲击压实质量检测。冲击压实地段,应在施工前和施工后各检查一遍,用前后数据进行对比以判断冲击压实的质量。冲击压实质量检测采用标准贯入、动力触探、现场荷载等现场原位测试方法和室内土工试验检查加固效果。

(5) 冲击时自边坡坡脚一侧开始,顺(逆) 时针行驶,以冲击面中心线为轴转圈,而后按纵向错轮排压后,再自行向内冲压。排压遍数和沉降量以试验路段确定。

(6) 冲压10 遍左右后,用平地机大致整平,再冲击压实到规定效果,冲击时要及时对路基适量洒水,洒水量以保证冲击时不扬尘为原則。

3 检测及数据分析

检验频率按规范要求的压实度的检验频率要求,每2000 m2 检验8 处,不足200 m2 时至少检验两处,选择点位应在直观较差位置。

冲击压实在已处理到大致平整后地表处,按土质分段取样作标准重型击实。土的检测次序应按“先进行无破损检测,再进行破损小的检测,最后进行破损大的检测”的原则进行以下数据采集。

3.1 沉降量

冲击压实以实测沉降量的变化为主。普通振动压路机为低振幅高频率,对深层的影响较小,且每层碾压松铺层的厚度不超过0.5 m ,分层碾压6～8 遍后,压沉值基本稳定。冲击式压路机为高振幅低频率,对深层产生较强的冲击能量,随着土石密实度增加,其影响深度也逐渐增加。

3.2 贯入值

(1) 动态圆锥贯入仪（DCP ,即Dynanlic ConePen2et rometer） ,简称贯入仪,属小型轻便地基土原位测试的触探仪,其锤质量8 kg ,落距575 mm ,贯入杆长1000 mm ,杆直径φ16 mm ,圆锥头直径φ20 mm ,锥尖为60°,贯入杆旁连接1 000 mm 的读尺,直接读记每击一次的贯入值,其每锤击一次的贯入值为DN 。

图2 贯入量( DN 值) 压实度关系曲线

通过以上曲线数据分析:随碾压遍数的增加, DN值逐渐减小;碾压遍数越大,压实度越高,但增加速度减缓。

(2) 单位结构层深的锤击数也与土的承载力Y(kPa) 建立了线性关系式: Y = 8 x - 20 。式中, Y 为土的承载力,kPa ; x 为锤击数,次。这充分表明,单位贯入度的锤击数越高,该层土的承载力越大,沉降量越小。

(3) 目前这种原位测试的DCP 贯入仪在国外已经在使用中积累了贯入值与相应土性指标的关系。DN值与弹性模量( E) 、加州承载比(CBR) 、无侧限抗压强度(UCS) 均建立了关系式,而且在南非还用DN 值作为路面设计的参数。在此不作深入的探讨。

(4) 压实度和含水量的检测应采用灌砂法或环刀法,每个测点应包括不同深度(30 、50 、80 、120 cm) 的冲压前及每冲压10 遍后(如第0 遍、第10 遍、第20 遍等) 的压实度和含水率检测。

3.3 有效压实厚度与碾压遍数曲线在0～80 cm 有效压实厚度随碾压遍数增加而增加,见图3 。

图3 碾压遍数压实度关系曲线

3.4 落锤式弯沉仪(FWD) 检测

根据部标《市政道路路基路面现场测试规程》(JTJ 059 —95) ( T0953 —95) 落锤式弯沉仪( FWD) 试验方法对冲击碾压前后地基土进行测定。FWD 标准重锤在两个高度落下发生的冲击荷载作用下,测定土基表面所产生的瞬时变形,即测定在动态荷载作用下产生的动态弯沉及弯沉盆,并可由此反算路基各深度层的动态弹性模量。本次FWD 测定冲碾未碾压时及冲碾后各遍测点的动态弯沉及弯沉盆。经过计算汇总分析后得到碾压28 遍地表下112 m 内的平均弹性模量值E ,碾压前的平均模量E前= 180 (MPa) ,碾压后的平均模量E后= 228 (MPa) 。这说明,经过25 遍冲碾之后,土基模量值有了较大的提高,这对增加路基稳定,减小工后沉降,防止路面开裂很有好处。

4 施工注意事项

(1) 对于不同深度的压实度和物理力学参数等,每次测完后应将其开挖的松土予以回填夯实,以使冲击压路机能继续平稳冲压行驶。任何两个深度超过1 m的挖坑之间距离不得少于6 m。

(2)DCP 贯入仪检测时贯入杆的螺丝必须拧紧,锤击时贯入杆必须扶直打入,记示每击的贯入度。

(3) 当地面波浪形起伏比较严重时,用平地机予以刮平。刮平时注意不得将观测点铁钉刮掉或埋掉,即在铁钉周围的地方不得有扰动。

(4) 冲压时要及时对路基适量洒水,洒水量以确保冲压时不扬尘为原则。

5 结束语

综合分析沉降值观测、灌砂法试验、落锤式贯入仪 (DCP) 测试、落锤式弯沉仪( FWD) 测试等试验结果,可以得到如下结论。

(1) 底层0.8 m 以内部分经推土机与冲碾的反复作用,其压实度达87 %以上,后期的最终下沉量与整个路堤高度比较,不会发生差异变形。

(2) 冲击碾压的有效压实深度可达到1.5 m ,深层压实度冲碾后可提高为96 %以上,使路堤的整体强度提高。

(3) 冲击式压路机比传统的振动碾压效果要好,效率也更高,而且也可在高填方区使用。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。