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土方环刀试验

土方环刀试验土方回填施工质量控制的关键是压实度,而压实度又受到回填土料、分层厚度、含水量等因素的影响,本文从压实度的影响因素角度讨论土方回填施工的质量控制问题。

关键词:压实度回填土料分层厚度含水量质量控制土的湿密度=土的质量÷环刀的体积;土的干密度=湿密度÷(1+含水量)压实度=干密度÷标准击实最大干密度1、工程概况湛江钢铁场地平整工程位于广东省湛江市东海岛,其中我公司承建场平3标工程(以下简称“3标”)。

3标共分为20个区域,总面积为1044370m2,挖土总量为3324606 m3,填土总量为2879257 m3。

按照设计要求,3标内的填方区域分层厚度为500mm/层,压实度≥90% ,施工依据的主要规范为《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202-2002和《冶金建筑工程施工质量验收规范》YB 4147-2006。

3标区域划分如下图所示:2、压实机具和程序为保证压实的均匀性与密实度,避免碾轮下陷,提高碾压效率,在自卸汽车卸土后,我们先用SD22S履带式推土机将土推平,利用汽车和推土机的行驶将回填土进行初步压实,再用18T 的振动压路机进行正式碾压。

为保证碾压质量,振动压路机碾压速度控制在2km/h以内。

碾压方向从两边向中间,且保证碾轮每次重叠宽度在15cm-25cm之间,避免漏压。

施工中应保证碾轮的外侧距填方边缘大于500mm,以防发生溜坡倾倒。

在第一遍碾压时,不开振动进行预压,使土表面的平整度达到较好状况,从第二遍开始开启振动效果,一般需碾压5-6遍,且碾轮下沉量不超过1-2cm。

在边角、边坡等压实不到或不足之处,配合以小型夯实机具进行夯实。

3、压实度的质量控制压实度有三个关键影响因素:回填土料、分层厚度和含水量,以下分别从这三个因素来阐明对压实度的控制。

3.1 回填土料我们首先将取土区的覆盖层、腐殖土和山坡堆积物除清后运到指定场地,避免与可用土料混合。

然后委托宝冶检测并邀请监理现场见证,在取土场取得不同深度土层、不同性状的土样,保证其数量足够且具有代表性。

宝冶检测对所取土样进行成分分析、天然含水量试验、重型击实试验,得出实验结果为:有机质含量为3.01%,满足设计<5%的要求;天然含水量为W=19.4%,满足设计要求(<30%);最优含水量Wop=23.8%,最大干密度&#61554;dmax=1.59g/cm3 。

根据设计要求,土中石料(包括强风化玄武岩、凝灰岩)也可用于回填,但填料粒径不应大于60mm,且回填石料量不应超过总填料量的20% 。

我们在取土场及时发现并清理出粒径大于60mm的石料或孤石,在土方卸至填方区域时进行二次清理,并将清理出的石料或孤石运至指定地点集中堆放。

另外,填方区域施工前也要清理掉场地内的树根、草皮、地表腐质土、杂物、垃圾,并排水疏干,并对基底进行碾压密实。

3.2 分层厚度我们在施工现场进行了4组不同厚度的压实试验得出如下数据:序号虚铺厚度H1(mm) 压实后厚度H2(mm)1 500 3572 600 4613 700 5834 800 727将上表中数据录入excel,利用excel的图表功能,以压实后厚度为X轴、虚铺厚度为Y轴绘制直角坐标图:得到虚铺厚度与压实后厚度关系公式为:H1 =-0.0008 H22 + 1.6639 H2 + 0.8212 ①将压实后厚度H2=500mm 代入上述公式得出虚铺厚度为:H1 =633mm我们取值H1 =630mm再进行3组压实试验,压实度满足设计要求后,测得压实后厚度如下:序号虚铺厚度H1(mm) 压实后厚度H2(mm) 偏差(H2-500)1 630 504 +42 630 499 -13 630 495 -5数据显示压实后厚度偏差在±5mm之间,满足设计厚度500mm。

所以,我们最终选取630mm作为施工的虚铺厚度。

现场施工时,在每层填土前放好界桩,并在界桩上绑扎红色塑料袋作为记号,绑扎处距地面标高的距离为虚铺厚度630mm,在需要的时候还可在边桩之间拉线找平。

对现场施工员进行技术交底,要求其必须严格按照交底内容,对照界桩记号控制虚铺厚度。

压实完成后按规范要求标高偏差范围应为±50mm。

利用界桩进行表面拉线找平,凡超过标准高程的地方,及时依线铲平;凡低于标准高程的地方,应补土找平并补以人工夯实。

同时测量员进行标高复核。

3.3 含水量压实度计算公式为:压实度=&#61554;d /&#61554;dmax ②式中:&#61554;d为压实后干密度;&#61554;dmax为最大干密度。

因场平3标压实度要求≥90% ,得出下式:&#61554;d/&#61554;dmax≧90% ③则:0.9&#61554;dmax≤&#61554;d﹤&#61554;dmax ④将重型击实试验结果&#61472;&#61554;dmax=1.59g/cm3代入上式得:1.43 g/cm3≤&#61554;d﹤1.59g/cm3根据重型击实试验报告的“含水量与干密度关系曲线图”,得出干密度在1.43 g/cm3 ~1.59g/cm3范围内对应的含水量区间为18.2%~27.5% 。

在土料卸至填方现场后,先目测其干湿程度,以土料手握成团、落地开花为适宜,并配合以土壤含水量检测仪及时测定土料含水量。

(1)若含水量<18.2%,说明含水量过低,此时不应碾压,需初平后用水车洒水湿润。

按照规范要求,每1 m3铺好的土层需要补充水量V水(L)为:⑤V水=&#61554;w(Wop-W)/(1+W)⑤式中: Wop为最优含水量;W为天然含水量;&#61472;&#61554;w为回填土料碾压前的密度。

我们直接在回填土料中环刀取样,由于环刀的质量M环刀和容积V容均为规范中的已知标准值,我们只需称得环刀与土的总质量为M总,算出⑥&#61554;w=(M总-M环刀)/ V容将⑥式代入⑤式得⑦V水= (Wop-W) (M总-M环刀) / (1+W) V容洒水后,拌和土料,使水均匀渗透,并且及时测定土料含水量,当测得含水量接近或等于最优含水量时随即进行碾压。

(2)若含水量>27.5%,说明含水量过高,也不应碾压,需将土摊开晾晒风干,使水分蒸发,并随时检测含水量,在接近或等于最优含水量时及时压实。

4、结语(1)土方回填施工质量控制的关键是压实度,而压实度又受到回填土料、分层厚度、含水量等因素的影响。

(2)回填土料要进行杂物淤泥的清理、含水量的测定、回填石料粒径控制。

(3)要预先进行压实试验确定合理的分层厚度,在施工中利用界桩控制填土厚度。

(4)根据重型击实试验的数据得出含水量的控制区间,并通过对土料含水量的定时测定决定是否需要洒水或是晾晒,在含水量接近或等于最优含水量时及时压实。

压实度=干密度÷标准击实最大干密度路基、路面压实质量是道路工程施工质量管理最重要的内在指标之一,只有对路基、路面结构层进行充分压实,才能保证路基、路面的强度。

刚度及路面的平整度,并可以保证及延长路基、路面工程的使用寿命。

现场压实质量用压实度表示,对于路基土及路面基层,压实度是指工地实际达到的干密度与室内标准击实试验所得的最大于密度的比值;对沥青路面,压实度是指现场实际达到的密度与室内标准密度的比值。

一、标准密度(最大干密度)和最佳含水量的确定方法由于筑路材料结构层次等因素的不同,确定室内标准密度的方法也多样化,有些方法需在实践中进一步完善。

最大干密度是指在标准击实曲线(驼峰曲线)上最大的干密度值,该值对应的含水量即为最佳含水量。

(一)路基土的最大子密度和最佳含水量确定方法路基受到的荷载应力,随深度而迅速减少,所以路基上部的压实度应高一些;另外,公路等级高,其路面等级也高,对路基强度的要求则相应提高,所以对路基压实度的要求也应高一些。

因此,高速、一级公路路基的压实度标准,对于路床0~80cm应不小于95%,路堤80~150cm应不小于93%,150cm以下应不小于90%;对于零填及路堑、路槽底面以下0~30cm应不小于95%。

在平均年降雨量少于150mm且地下水位低的特殊干旱地区(相当于潮湿系数≤0.25地区)的压实度标准可降低2%~3%。

因为这些地区雨量稀少,地下水位低,天然土的含水量大大低于最佳含水量,要加水到最佳含水量情况下进行压实确有很大困难,压实度标准适当降低也不致影响路基的强度和稳定性。

在平均年降雨量超过2000mm,潮湿系数>2的过湿地区和不能晾晒的多雨地区,天然土的含水量超过最佳含水量5%时,要达到上述的要求极为困难,应进行稳定处理后再压实。

由于上的性质、颗粒的差别,确定最大干密度的方法也有区别,除了一般上的“击实法”以外,还有粗粒上和巨粒上最大干密度的确定方法。

由于击实功的不同,可分为重型和轻型击实,两个试验的原理和基本规律相似,但重型击实试验的击实功提高了4.5倍。

击实试验中按采集土样的含水量,分湿土法和干土,法;按土能杏重复使用,也分为两种,即土能重复使用和不能重复使用。

选择时应根据下列原则进行:根据工程的具体要求,按击实试验方法种类中规定选择轻型或重型试验方法;根据土的性质选用于土法或湿土法,对于高含水量上宜选用湿土法;对于非高含水量土则选用于土法;除易击碎的试样外)试样可以重复使用。

振动台法与表面振动压实仪法均是采用振动方法测定土的最大干密度。

前者是整个土样同时受到垂直方向的振动作用,而后者是振动作用自上体表面垂直向下传递的。

研究结果表明,对于元粘聚性自由排水上这两种方法最大干密度试验的测定结果基本一致,但前者试验设备及操作较复杂,后者相对容易,且更接近于现场振动碾压的实际状况。

因此,使用时可根据试验设备拥有情况择其一即可,但推荐优先采用表面振动压实仪法。

已有的国内外研究结果表明,对于砂、卵、漂石及堆石料等无粘聚性自由排水上而言,一致公认采用振动方法而不是普通击实法。

因此,建议采用振动方法测定无粘聚性自由排水土的最大干密度。

各试验方法的仪器设备、试验步骤等详见《公路土工试验规程》(JTJI051-93)。

(二)路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法常见的路面基层材料有半刚性基层及粒料类基层,粒料类基层最大干密度的确定可参照粗粒土和巨粒土的振动法。

半刚性基层材料按照《公路工程元机结合料稳定材料试验规程》(JTJ057-94)执行,用标准击实法求得,但当粒料含量高时(50%以上),由于击实筒空间的限制,现行方法就不能得出真正的最大干密度,若以此为准,按施工规范要求的压实度成型,所测得的强度和有关参数大小,据此进行设计,势必造成浪费。

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