【文章內容簡介】 。不同壓實機具，在最佳含水量條件下，適應于一定的最佳壓實厚度以及通常的壓實遍數。表233是各種土質適宜的碾壓機械的建議。 壓實機具對土施加的外力，應有所控制，以防壓實功能太大，壓實過度，并防失效、浪費或有害。一般認為，壓實時的單位壓力，不應超過土的強度極限。不同土的強度極限，與壓實機具的質量、相互接觸的面積、施荷速度及作用時間(遍數)等因素有關。表2—34所列是在最佳含水量條件下，土質在幾類壓實機具作用時的強度，可供選擇機具和控制壓實功能時參考。實踐經驗證明：土基壓實時、在機具類型，土層厚度及行程遍數已經選定的條件下，壓實操作時宜先輕后重、先慢后快，先邊緣后中間(超高路段等需要時，則從內側至外側宜先低后高)。壓實時，相鄰兩次的輪跡應重迭輪寬的1／3，保持壓實均勻，不漏壓，對于壓不到的邊角，應輔以人力或小型機具夯實。壓實全過程中，經常檢查含水量和密實度，以達到符合規(guī)定壓實度的要求。 四、土基壓實標準 土基野外施工，受種種條件限制，不能達到室內標準擊實試驗所得的最大干容重，應予以適當降低。令工地實測干容重為了，它與室內標準擊實試驗得到的值之比的相對值，稱為壓實度K。 壓實度K就是現行規(guī)范規(guī)定的路基壓實標準。表235所列壓實度是以交通部頒發(fā)的《公路土工試驗規(guī)程》重型擊實試驗法為準。對于鋪筑中級或低級路面的三、四級公路路基，以及南方多雨地區(qū)天然土的含水量較大時，允許采用表236輕型擊實試驗法求得的路基壓實標準。特殊干旱地區(qū)雨水較少，地下水位也較低，壓實度稍有降低不致影響路基的堅固、穩(wěn)定和耐久性能，加之水量稀少，天然土的含水量大大低于土的壓實最佳含水量，要加水到最佳含水量并壓實到表235的規(guī)定確有困難，因此，特殊干旱地區(qū)的壓實度可降低2％3％。 填石路堤包括分層填筑和傾填爆破石塊的路堤，不能用土質路基的壓實度來判定路基的密實程度。其判定方法目前國內外各國規(guī)范尚無統(tǒng)一規(guī)定。我國城市道路路基工程施工及驗收規(guī)范規(guī)定，填石路堤需用重型壓路機或振動壓路機分層碾壓，表面不得有波浪、松動現象，路床頂面壓實度標準是12—15t壓路機的碾壓輪跡深度不應大于5mm。國外填石路堤有采用在振動壓路機的駕駛臺上裝設的壓實計反映的計數值來判定是否達到要求的緊密程度。但無定量值的規(guī)定，且只限于有此種裝置的壓路機。 我國《公路路基施工技術規(guī)范》(JTJ03395)參考了城市道路的方法，但將碾壓后輪跡深度作為密實狀態(tài)的判定條件。這是因為石塊本身是不能壓縮的，只要石塊之間大部分縫隙已緊密靠攏，則重型壓路機進行壓實時，路堤應可達到穩(wěn)定，不能有下沉輪跡，故可判為密實狀態(tài)。 五、碾壓工序的控制 為了有效地壓實路基填筑土，必須對碾壓工序作以下的控制： 1．確定工地施工要求的密實度。路基要求的壓實度根據填挖類型和公路等級及路堤填筑的高度而定(見表235)。通常根據表中的規(guī)定，用標準擊實試驗，求出最大干密度和相應的最佳含水量，計算出施工要求的最小于密度。 2．各種壓實機具碾壓不同土類的適宜厚度和所需壓實遍數與填土的實際含水量(最佳含水量土2％以內)及所要求的壓實度大小有關，應根據要求的壓實度，在做試驗段時加以確定。 高等級公路路基填土壓實宜采用振動壓路機或35—50t輪胎壓路機進行。采用振動壓路機碾壓時，第一遍應靜壓，第二遍開始用振動壓實。壓實過程中嚴格控制填土的含水量。含水量過大時，應將土翻曬至要求的含水量再碾壓；含水量過小時，需均勻曬水后再進行碾壓。通常，天然土的含水量接近最佳含水量時，在填土后應隨即壓實。 3．填石路堤在壓實前，應先用大型推土機推鋪平整，個別不平處，應用人工配合，用細石屑找平。采用的壓路機宜選12t以上的重型振動壓路機、。碾壓時要求均勻壓實，不得漏壓。，當采用重型振動壓路機或夯錘壓實時。 填石路堤所要求的密實度所需的碾壓遍數(或夯壓遍數)應經過試驗確定。以12t以上振動壓路機進行壓實試驗，當壓實層頂面穩(wěn)定，不再下沉(無輪跡)時，可判為密實狀態(tài)，即壓實度合格。 4．土石混填路堤的壓實要根據混合料中巨粒土含量的多少來確定。當巨粒土含量較少時，應按填土路堤的壓實方法進行壓實，當巨粒土含量較大時，應按填石路堤的壓實方法壓實。不論何種路堤，碾壓都必須確保均勻密實。 5．壓實度檢測方法有環(huán)刀法、灌砂法、灌水法(水袋法)和核子密度濕度儀法。在使用核子密度儀時，事先應與規(guī)定試驗方法作對比試驗而進行標定。 復習思考題 1．路基用土中哪種土最好，哪些土較差，為什么? 2．路基填筑施工有哪些主要工序? 3．路堤填筑有哪些方式?適用性如何? 4．為什么要進行路基壓實? 5．影響壓實效果有哪些因素? 6．何謂最佳含水量和最大干密度? 7．土基壓實機具有哪些類型?各自適用性又如何? 8．試述土基壓實的具體操作。 第四章 濕軟地基處理路基敷設于天然地基上，自身荷載較大，要求地基應具有足夠的承載能力，以保持地基穩(wěn)定，另外應使某些自然因素(如地下水、坑穴、脹縮等)不致產生對路基的有害變形。當粘土或粉土微小顆粒含量極高，或由孔隙率大的有機質土、泥炭、松砂組成的土層，這一類影響填土和構造物穩(wěn)定或使結構物產生沉降的地基被稱為軟土地基。 此外當路基受到地表長期積水，尤其是地下水位較高的影響，滲入路基土體的水分，使土體 [過濕而降低路基強度。我們把受地表長期積水和地下水位影響較大的軟土地基稱為濕軟地基。軟土地基其自身的工程性質差，往往不能滿足路基及橋涵基礎的要求，從增大密實度著眼，采取一定的加固處理措施，以提高地基的整體強度和穩(wěn)定性，減小成形后的沉降與變形。軟土地基處理的常用方法有換填土層法、擠密法和化學加固法。而濕軟地基除了有增大密實度的要求之外，更重要的是排除路基和地基內水分的影響，兩者兼顧的主要方法為排水固結法。第一節(jié) 換填土層法 換填土層法，即采用相應的處理方法，將基底下一定深度范圍內的軟土層挖去或擠去，換以強度較大的砂、碎(礫石)、灰土或素土，以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的土類，并予以壓實。一、開挖換土法 當采用挖掘機械，鏟除軟土層厚后換填好土，分層壓實的方法稱為開挖換土法。根據換土范圍大小可分為全部挖除換土法和局部挖除換土法。前者把軟土層全部鏟除換以好土，適用 [于軟土層厚度小于2m的地基；后者適用于軟弱層較厚，特別是上部軟土層較下部軟土層強度低得多，有可能發(fā)生滑動破壞或沉降量過大等情況的地基，見圖241所示。其施工要點為： 1．選擇良好的填料。2．開挖邊坡的坡度。3．填料應及時運進，隨挖隨填，防止挖方邊坡坍塌。 二、強制換土法 該法是指把好土直接鋪撒在軟土地基表層，靠土的自重將軟土擠向周圍，從而換上好土的施工方法，也叫擠出換土法，見圖243。這種方法對于薄軟土層特別有效，對于厚軟土層，視工程種類及加固目的，有時也仍然是一種有效、經濟的方法。 施工時，應從路中線逐漸向兩側填筑。當軟土的擠出受阻時，應及時除去路堤兩側隆起酌土，同時在路堤上面加載超壓。應當注意：對于寬路堤，由于軟土厚度不一致，從而若在路堤下面殘留部分軟土，完工后會產生不利的不均勻沉降。 三、爆破換土法 在上述的強制換土法中擠土的方式改用爆炸力，會更容易地將軟土層擠出，這種方法稱爆破換土法。第二節(jié) 擠 密 法 擠密法以增大密實度為目的。對軟土地基加固處理方法可分為三類：一是在地基表面預施靜載壓力，加速地基(包括路基)完成沉降，達到趨于穩(wěn)定，這類方法有反壓護道法和堆土預壓法。二是在地基表面預施沖擊動壓力，同樣達到完成沉降變形，增大地基土密實度，這類方法稱重錘夯實法。三是深入地基內鉆擠成樁孔，灌以固化劑與軟土混合，組成復合地基，此類方法稱深層拌和法。 現對各種加固處理方法分述如下： 一、反壓護道法和堆土預壓法 反壓護道法主要指路堤在施工中達不到要求的滑動破壞安全系數時，反壓主路堤兩側，預期達到路堤穩(wěn)定的一種處理方法。 在施工過程中必須注意： 1．避免一次性高堆填，應分層填筑、分層碾壓至規(guī)定的密實度。每層鋪筑要有一定的向個傾斜坡度，以便排水。 2．反壓護道的填筑速度不得慢于主路堤。 3．主路堤在施工中或完工后，如能確定反壓護道下面的地基強度已增長到要求的值，則可將反壓護道的超載部分挖除，并用這些材料填筑主路堤。 堆土預壓法是指在正式施工前或施工工期內允許的前提下，在軟土地基表面預先堆土加壓，加速地基的下沉和軟i固結，通過擠密增大土體密實度，提高土的抗剪強度。 二、重錘夯實法 重錘夯實法，一般以鋼筋混凝土制成截頭圓錐體(底部墊鋼板)的重錘，；起重設備的能力為8—15t，—。重錘夯實法加固地基，可提高地基表層土的強度。對濕陷性黃土，可降低地表的濕陷性，對雜填土，可減少表層土的強度不均勻性。、砂土、濕陷性黃土、雜填土等。 重錘的夯擊遍數，一般以最后兩次的平坩夯沉量不超過規(guī)定值來控制，即一般粘性土和濕陷性黃土為1—2cm，砂土為0．51．Ocm。實踐結果表明，一般是8—12遍，作用深度約為錘底直徑的一倍左右。 在重錘夯實法的基礎上，經過研究和實踐，出現所謂強夯法，亦稱動力固結法。它是以8 12t(甚至20t)的重錘，8—20m落距(最高達40m)，對土基進行強力夯擊，利用沖擊波和動壓力，達到土基加固的目的。此項新技術迅速在國際上得到廣泛運用，效果十分顯著，我國亦正在研究和運用。 強夯法具有施工簡單、加固效果好，使用經濟、運用面較廣等優(yōu)點。國外資料表明，經強夯法處理的地基、其承載力可提高2—5倍，壓縮性降低210倍。廣泛用于雜填土(各種垃圾)；碎石土、砂土、粘性土、濕陷性黃土及泥炭和沼澤土，不但陸地上使用，亦可水下夯實。缺點是需要相應的機具設備，操作時噪聲和振動較大，不宜在人口密集或附近防震要求高的地點使用。我國津、滬等地，不僅成功運用，而且在飽和軟粘土地基加固處理方面，取得了新的成果與經驗。 三、深層拌和法 在地基的成孑L樁中，將石灰或水泥等固化劑與土基軟土攪拌、混合處理的方法稱為拌和法。它可分為表層土拌和法和深層(深度超過20m)拌和法。 1．混合加固土的性質 加固土的物理性質和力學性質如下： 1)密度：加固土的密度較加固前略有增加。 2)含水量：加固土的含水量較加固前地基土的含水量低。 3)強度：加固土的強度通常用無側限抗壓強度表示，用來確定地基加固的效果。影響加固土強度的因素有： (1)固化劑的配比及齡期 (2)土的含水量 (3)固化劑的摻配量 (4)固化劑和土的拌和程度 除此之外，有機物含量高的土，硫酸鹽含量高的土，加固效果較差。 2．深層拌和法的施工 在施工前，第一要確定固化劑的種類，是水泥、石灰、水泥漿，還是其他復合材料；第二根據設計強度的要求，選取施工地段有代表性的土進行固化劑配合比試驗，確定施工時固化劑的摻配量；第三檢查施工機械運轉是否正常，特別是固化劑的排送量，以保證固化劑配比正確。下面介紹兩種施工方法。 1)DLM施工法(DeepLimeMixingMethod) 該法的施工順序是：首先在預定的位置安裝好深層混合攪拌機，轉動攪拌翼片，使其邊切土邊靠自重下沉。待攪拌翼片下沉到預定深度時開始壓人固化劑；同時邊提升攪拌軸邊回轉，使固化劑與地基土充分拌勻，形成柱狀加固體。根據設計需要，也可將加固體搭接排列，形成壁狀或塊狀加固體，見圖249所示。這種施工方法采用的固化劑多為水泥漿。 2)噴射粉體攪拌法 該法的施工順序與DLM法基本相同，不同之處是固化劑。它是用壓縮空氣把粉狀或粒狀的固化劑壓送到攪拌翼片處，待攪拌翼片旋轉時，從翼片背面形成的空隙部位噴射出來，噴射出來的固化劑粘附在含水分的軟粘土上，通過翼片來攪拌。輸送固化劑的壓縮空氣則經回轉軸的四周出地面。見圖2410所示。 為了保證加固土的均勻性和質量，噴粉攪拌后還應二次復攪，復攪深度應大于 1／3樁長或大于5m。施工機械由輸送固化劑的粉體噴射機、空氣壓縮機、發(fā)電機和混合攪拌機組成。 施工結束后形成粉噴樁體，養(yǎng)護7d或 28d，必須取樣檢查樁體加固土的強度是否達到設計要求。 本施工方法的特點是：在短時間內可得到較高的強度，壓縮性能得到改善，對周圍環(huán)境影響小，幾乎不需要棄土。 粉噴樁施工允許偏差應符合表24—1的要求。 利用化學溶液或膠結劑，采用壓力灌注或攪拌混合等措施，使土顆粒膠結起來，達到對軟土地基加固的目的，稱為化學加固法，又稱膠結法。此法加固效果取決于土的性質和所用的化學劑，亦與施工工藝有關。 目前化學溶液主要有： (1)以水玻璃溶液為主的漿液，其配方較多，常用的是水玻璃漿液和氯化鈣漿液配合使用，價格昂貴，使用受到限制。 (2)以丙烯氨為主的漿液，我國研制的丙強就是其中的一種。加固效果較好，因價高亦難以廣泛采用。 (3)水泥漿液，是由高標號的硅酸鹽水泥，配以速凝劑而組成的漿液。 (4)以紙漿溶液為主的漿液，如重鉻酸鹽木質素和木銨，加固效果好，但有毒性，且易污染地下水。以上四類，目前以水泥漿液使用較多。今后發(fā)展的關鍵應是研制高效、無毒、易滲酌化學漿液。 化學加固的施工工藝有注漿法和深層拌和法(此法見本章第二節(jié)所敘)。注漿法(灌漿)是利用機械壓力將漿液通過注入管，均勻注入地層，漿液以填充和滲透方式，排擠土粒間或石隙中的水分和空氣，占據其位置，一定時間后，漿液凝固，可使用原土層或縫隙固結成整體。其用途甚廣，除了加固軟土地基之外，還可加固流砂、流石地基，路基中用以防護坡面和沿河堤岸； 整治滑坡等病害，同時通過加固處理，提高了土體的強度和不透水性，可改善地下工程的開挖條件等。注漿法所用的漿液，分為無機和有機兩種。以水泥為主的漿液為無機類，其料源多、價格較低，但不易灌人孔隙細微的土內，一般常用