《填石地基的处理方法与压实工艺研究》《赤子》2009年第22期供稿

本文针对填石地基的处理方法与其压实工艺进行探究。关键词填石地基处理方法压实工艺一、填石工艺的特性填石地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，填石地基填料本身的工程特性也决定了对地基的特殊要求。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，地基填筑体可以在一定范围内随着地基的沉降而共同沉降。当地基的不均匀程度较小时，颗粒之间的嵌挤作用可以保证地基的整体稳定性，避免其发生较大的变形沉降，地基总体表现出一定的刚性。然而，当地基发生较大沉降，地基填筑体内部产生的剪应力大于地基的极限抗剪强度时，地基就会发生较大的剪切变形而失去稳定。由此可见，填石地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，难以恢复，因此，对于填石地基而言，尤其是高填方路堤，地基承载力是保证地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，必将会导致地基的坍塌和失稳。二、填石地基对地基的处理要求1、填石地基对地基承载力的要求地基承载力是保证地基压实质量和正常使用性能的前提条件，如果地基承载力不足，必将会导致地基的坍塌失稳。现实当中，由于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为对地基加以严格的要求与控制，从而导致地基在竣工后，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。因此，在填石地基填筑前，我们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1.5cm深，同时用规范要求的土料回填原地面的坑、洞等底凹处，并按规定进行压实。当基底为松散土，且含水量较高时，压实前应先进性翻晒，使其重型压实度不小于90度；当填石地基高度大于80cm时，基底压实不应小于95度，当路堤基底原状土的强度不符合要求时，应进行换填，换填深度不小于30cm.2、填石地基对地基的排水要求由于填石地基的孔隙较大，水较易从边坡或路面等部位进入地基中，而且由于地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，这都会影响填石地基的整体稳定。因此，当路堤基底范围内由于地面水或地下水影响地基稳定时，填石地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30cm，以防止水对地基的不良影响。3、填石地基对地基厚度的处理要求当原地基有一定的坡度时，为保证填石地基地基的整体稳定性，应对地基进行如下处理(1）在地基横坡陡于15的地段，应将原地面挖成宽度不小于1m，高30cm的搭接台阶，同时台阶进行内倾处理，然后进行平整压实，使基底强度和密度达到设计要求；（2）在地基横坡缓于15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地基。三、填石地基压实工艺的要求目前填石地基的施工现场中由于石料爆破后的粒径较大，变化差异复杂，难以达到满意的技术要求。因此，填石地基施工过程中必须加强对压实工艺的控制，只有对地基进行严格的压实施工控制，提供足够的压实功能，才能提高强度的摩擦分量，使颗粒重新排列，填充孔隙，减少孔隙比，从而提高地基的整体强度与变形稳定性。但是还应看到，压实功能应控制在合理的范围内，既要保证充分的压实，又要避免过分地提供压实能量，出现石料回弹，填料反而得不到充分密实的现象，在压实过程中应着重注意以下几点（1）填石地基的填料粒径较大，均匀性很差，易产生离析，这会导致地基不同部位的密度和物理力学性能有很大的差别，反映在压实过程中就会对压实提出具体特殊的要求。所以应针对不同工程性质的填料具体对待。在施工中加强工艺控制，避免盲目施工。（2）在压实过程中，石料有可能不断被压碎，改变原有的粒径组成，从而对密度、地基强度和稳定性都会产生重要影响，所以对填石地基填料的破碎特性要高度重视。（3）由于填料的透水性良好，填石地基易产生孔隙，在一定条件下（如雨水冲刷或浸水路堤）会导致地基填筑体中的细粒料流失，从而发生较大的沉降。所以应采取必要的措施加以防范。四、填石地基压实工艺实施不同条件下的填石地基要想达到最佳压实效果对压路机的碾压组合、碾压速度及碾压遍数都有着不同的要求。1、碾压组合填石地基的碾压组合直接决定了地基压实施工的质量与效率。由于填石地基的施工特点，其填料的工程性质变化较大，包括石料岩性、粒径组成、风化程度等都会在施工中出现较大的差异性，从而导致地基的压实要求会相应变化。同时，摊铺整平过程中的不同工艺也会对填料的粒径组成产生较大的影响作用。所以总的来说碾压组合的研究应与填料的工程特性研究、摊铺整平工艺研究等相互联系、紧密结合，统一考虑。通过各种压路机碾压组合的现场试验后，我们认为，对于填石地基压实施工的碾压组合原则应是优先选择拖式振动压路机进行碾压组合，而不应单一选用自行式压路机；优先选用吨位及激振力较大的压路机；碾压组合的压路机数量越少越好。2、碾压速度压路机的碾压速度直接影响着压路机振动轮对单位面积内压实材料的压实时间。碾压速度低时，单位面积内的振动次数比碾压速度高时要多，而速度过高时振动轮对石块的接触点停留时间过短，因此作用在填石地基压实层土的能量，前者明显多于后者，对于一定层厚的填石地基而言，压路机从地基压实层表面传递到层内下部的能量与碾压速度有如下关系能量=碾压遍数/碾压速度，所以从理论上讲，如果要想保证压实层的压实能量不变，达到相同的压实效果。因此在考虑压实机械的性能、经济性、安全性等综合因素下，认为填石地基的压实施工中存在着最佳碾压速度，一般认为其在3Km/h-6Km/h之间，且压路机的碾压速度开始宜用慢速。但是在具体施工中，还应针对不同岩性的碎石地基和所选用的压路机，通过铺筑试验路段来选择具体合适的碾压速度。3、碾压遍数总的来说，压实施工中的碾压遍数与填石地基压实质量的关系因填料的岩性、粒径组成、碾压机械等条件的不同有所差异。但一般的规律是，地基填筑体的密实程度随碾压遍数的增加而增加，而碾压遍数增加到一定程度后，地基填筑体密实程度的增长率变小，趋于缓和，甚至有可能降低。对于不同的碾压组合，压实层达到相同沉降率时的碾压遍数是不同的。具体可以事先应进行试验路段铺筑，此时结合填料具体的工程性质和现场压实机械情况进行碾压遍数与压实质量关系的研究，以寻找在满足压实质量要求的前提下较为经济的碾压参考文献1鞠大鹏，地基施工中压实设备的选择和比较分析J，辽宁师专学报。2006.32张卫珅，探讨填石地基施工J，山西建筑。2007.3