黃土路基填筑施工技術(shù)淺論

張健 劉明明

(中建七局交通公司,河南鄭州 450000)

黃土路基填筑施工技術(shù)淺論

張健 劉明明

(中建七局交通公司,河南鄭州 450000)

通過省道323線一級(jí)公路黃土路基施工,在分析黃土工程性質(zhì)的基礎(chǔ)上概括論述了黃土地區(qū)排水處治,濕陷性黃土地基處理,陷穴處理方法以及黃土路基填筑施工要點(diǎn),達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

黃土路基 排水處治 陷穴處理 地基處理 路堤填筑

黃土是第四紀(jì)的一種特殊堆積物，是在干燥氣候條件下形成的一種具有灰黃色或棕黃色的特性土，黃土在我國(guó)主要分布在大陸內(nèi)部干旱和半干旱地區(qū)，其中以黃土高原的黃土沉積最為典型。黃土的礦物組成主要為石英、黏土礦物等，粉粒含量高，顆粒粒徑0.05mm～0.005mm占總重量的50%以上，質(zhì)地均一，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙率很高。土中含有碳酸鈣等易溶鹽類，遇水溶解形成沖蝕，無(wú)沉積層理，垂直節(jié)理發(fā)育，在一定壓力下受水浸濕后，土體結(jié)構(gòu)迅速破壞，而發(fā)生顯著下沉。由于黃土存在上述特性，大量實(shí)例表明工程建設(shè)過程中或竣工后由于水的侵入出現(xiàn)沉陷、失穩(wěn)甚至水毀等質(zhì)量問題。

1 項(xiàng)目概況

省道323線地處豫西新密、登封兩市境內(nèi)，是聯(lián)系鄭州市南部城市之間的重要通道之一，它的建設(shè)增強(qiáng)了鄭州與新鄭、新密、登封、洛陽(yáng)四市南部地區(qū)的交通和經(jīng)濟(jì)的溝通，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步協(xié)調(diào)發(fā)展，項(xiàng)目建設(shè)里程全長(zhǎng)85.211公里，道路沿線濕陷性黃土不良地質(zhì)分布范圍大，為典型的黃土地區(qū)。

圖1 黃土路堤填筑工藝流程圖

2 施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 排水處治

路基排水的目的是使路基及基底經(jīng)常處于干燥、堅(jiān)固和穩(wěn)定狀態(tài)，把地下水、地表水及氣溫變化對(duì)路基產(chǎn)生的病害降至最低，從而提高路面的耐久性能。對(duì)地表水應(yīng)采取攔截、分散、防沖、防滲等進(jìn)行綜合排水規(guī)劃，防止地面水下滲，減少地基濕陷性下沉。地下排水設(shè)施用暗溝，滲溝、滲井等，特點(diǎn)是以滲透方式排水，當(dāng)流水量較大時(shí)采用地下管道的方式。施工時(shí)應(yīng)特別注意高路堤施工，應(yīng)在兩側(cè)或一側(cè)（超高段）設(shè)臨時(shí)阻水設(shè)施，以防雨水沖毀邊坡，路堤填至設(shè)計(jì)高程后，應(yīng)根據(jù)排水系統(tǒng)及時(shí)修筑外側(cè)邊緣的攔水、截水溝構(gòu)造物和急流槽，將水引至坡腳處。

2.2 黃土陷穴處理

黃土陷穴是黃土地區(qū)路基的常見病害，應(yīng)進(jìn)行認(rèn)真處理。首先要進(jìn)行陷穴探查，探查方法主要有：目測(cè)調(diào)查、錐探調(diào)查、電探調(diào)查、挖深調(diào)查和鉆探調(diào)查等。

黃土陷穴處理范圍，應(yīng)視具體情況而定，處理方式可采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施，開挖的方法可以采用導(dǎo)洞、豎井和明挖等。(1）開挖回填夯實(shí)適用于各種形狀的陷穴，填料一般采用改良黃土，本工程采用的5%水泥土處理，分層回填、夯實(shí)。(2）灌砂法適用小而直的陷穴，將陷穴充填物清理干凈后，采用干砂灌實(shí)整個(gè)洞穴。(3）灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠(yuǎn)的小陷穴。施工時(shí)先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在陷穴頂部每隔4～5m打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝結(jié)收縮后，再在各孔作補(bǔ)充灌漿，一般需要重復(fù)2～3次。

2.3 地基處理

因地基土層具有較強(qiáng)的濕陷性和較高的壓縮性，本工程采取了墊層法處理，在高填方地段采用強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)。（1）墊層法即清表30cm后回填50cm4%的水泥土。因無(wú)機(jī)膠體料的加入，墊層的力學(xué)濕度指標(biāo)如不透水性均大幅度提高，它消除了墊層范圍內(nèi)的濕陷性，減輕或避免了地基因附加壓力產(chǎn)生的濕陷，這種施工方法施工簡(jiǎn)便易行，效果顯著。（2）強(qiáng)夯采用重20t的夯錘，落距10m，夯點(diǎn)成正方形布置，處理范圍為路基坡腳外5m。通過強(qiáng)夯，有效的解決了地基在地路堤自重和活載作用下產(chǎn)生的壓縮下沉。（3）為加強(qiáng)填挖交界面的結(jié)合，可采取開挖土質(zhì)臺(tái)階、強(qiáng)夯或用土工釘來(lái)加強(qiáng)結(jié)合、防止在結(jié)合處被拉開。

2.4 黃土路堤填筑施工工藝

2.4.1 工藝原理

通過填前試驗(yàn)段施工和控制填筑時(shí)的含水量以及采取合理的碾壓、迅速的封閉等施工工藝，解決黃土干燥時(shí)堅(jiān)硬不黏結(jié)，含水量過高時(shí)易形成彈簧土、產(chǎn)生收縮開裂等問題，從而保證黃土路堤的填筑質(zhì)量。黃土路堤填筑工藝流程圖見圖1。

2.4.2 填筑工藝

黃土壓實(shí)對(duì)水很敏感，含水量控制較難。（1）施工之前先進(jìn)行黃土路堤試驗(yàn)段的填筑，以取得最佳填料含水量、松鋪厚度、碾壓方式和遍數(shù)等填筑控制參數(shù)。（2）黃土路堤的壓實(shí)應(yīng)分層填筑，在施工中為防止水分的蒸發(fā)，應(yīng)做到快填、快壓，實(shí)踐表明碾壓時(shí)間的控制是黃土填筑壓實(shí)度能否達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。（3）黃土本身保水性差，施工時(shí)應(yīng)加強(qiáng)取土場(chǎng)和碾壓時(shí)的含水量監(jiān)控，高溫季節(jié)更應(yīng)注意，含水量存在偏差時(shí)，對(duì)翻松的黃土進(jìn)行涼曬或?yàn)⑺疇F料，防止出現(xiàn)“干面粉”及“彈簧土”現(xiàn)象的出現(xiàn)。

疏松的路基填料必須經(jīng)過充分的壓實(shí)才能獲得足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。經(jīng)過充分壓實(shí)的路基，在行車荷載和自然因素的作用下，產(chǎn)生的塑性變形較小，而壓實(shí)度低的路基則會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形。為此要做到：（1）路基施工中如發(fā)現(xiàn)土質(zhì)有變化，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)做土工試驗(yàn)。（2）選擇合理的壓實(shí)機(jī)具及根據(jù)壓實(shí)機(jī)具的組合形式、選擇適宜的壓實(shí)厚度和碾壓遍數(shù)，盡可能采用羊角碾，大噸位靜碾壓路機(jī)及大噸位輪胎壓路機(jī)的組合模式碾壓路基。（3）為保證路基邊坡壓實(shí)度和穩(wěn)定性，填土?xí)r路基邊坡兩側(cè)各加寬50cm。（4）對(duì)填高超過20m的高填路堤應(yīng)盡量安排早施工，早完工，以便工后沉降及時(shí)完成，施工時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求預(yù)留工后沉降量，并實(shí)時(shí)進(jìn)行沉降觀測(cè)。（5）施工壓實(shí)度檢測(cè)要及時(shí)、快速，發(fā)現(xiàn)不符合要求的地段要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)壓處理，以確保填筑質(zhì)量。

2.5 邊坡防護(hù)

黃土地區(qū)路堤邊坡在風(fēng)化、滲水、濕陷、超載等因素的作用下，易發(fā)生剝落、掉塊、沖溝和崩塌等坡面變形，成型后的黃土路堤邊坡應(yīng)及時(shí)拍緊、整平和防護(hù)，防止路表水沖刷。（1）護(hù)坡基礎(chǔ)應(yīng)分段開挖，完成一段，砌筑一段，并隨時(shí)按施工圖要求將基坑回填、封閉。（2）多級(jí)高邊坡采用拱形骨架輔以植草防護(hù)，不僅能固結(jié)邊坡，防止雨水沖刷，還能覆蓋表土、美化環(huán)境。（3）路堤經(jīng)常浸水的迎水坡面，采用漿砌片石護(hù)坡。（4）對(duì)于易受水沖刷，坡面剝落較嚴(yán)重，坡腳易破壞的路段，采用漿砌片石擋土墻處理或高強(qiáng)土工格柵。

3 黃土路堤質(zhì)量控制要點(diǎn)

（1）黃土路堤施工要選擇在旱季施工，必須雨季施工時(shí)，要集中力量快速施工，其工作面隨時(shí)保持不小于4%的橫向排水坡度。

（2）搞好施工圖現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)，認(rèn)真進(jìn)行地基土濕陷性及陷穴調(diào)查，制定合理的地基處理方案和施工措施，保證地基處理的效果。

（3）填筑時(shí)要采用重型壓路機(jī)塊填、快壓，嚴(yán)格控制黃土填料的含水量，采用大噸位的壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行碾壓。

（4）堅(jiān)持合理的施工程序。嚴(yán)格按照地質(zhì)調(diào)查→現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)→防排水設(shè)施→場(chǎng)地平整→地基處理→路堤填筑的程序組織施工。

4 結(jié)語(yǔ)

黃土地區(qū)路基施工，首先要認(rèn)識(shí)黃土的工程特性，根據(jù)其特性因地制宜地從施工工藝、施工機(jī)具、配套設(shè)施等各個(gè)方面進(jìn)行控制，方能使黃土路堤填筑質(zhì)量得到保證。隨著對(duì)黃土特性的進(jìn)一步加深以及工程技術(shù)的不斷發(fā)展，黃土路基填筑也必將得到更為科學(xué)、有效的控制。

[1]張洪亮,王秉鋼.黃土地基壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)研究.山西建筑,2008年05期.

[2]濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范.GB50025-2004.

[3]采空區(qū)公路設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則.JTG/T D31-03-2011.

[4]公路路基施工技術(shù)規(guī)范.JTGF10-2006-2011.

張健,男,工程師,中建七局交通公司,鄭州;

劉明明,女,工程師,中建七局交通公司,鄭州。