黄土路基填筑施工技术浅论

2014-12-11张健刘明明

中国科技纵横 2014年20期

关键词：陷性路堤黄土

张健刘明明

(中建七局交通公司,河南郑州 450000)

黄土路基填筑施工技术浅论

张健刘明明

(中建七局交通公司,河南郑州 450000)

通过省道323线一级公路黄土路基施工,在分析黄土工程性质的基础上概括论述了黄土地区排水处治,湿陷性黄土地基处理,陷穴处理方法以及黄土路基填筑施工要点,达到了预期的目标。

黄土路基排水处治陷穴处理地基处理路堤填筑

黄土是第四纪的一种特殊堆积物，是在干燥气候条件下形成的一种具有灰黄色或棕黄色的特性土，黄土在我国主要分布在大陆内部干旱和半干旱地区，其中以黄土高原的黄土沉积最为典型。黄土的矿物组成主要为石英、黏土矿物等，粉粒含量高，颗粒粒径0.05mm～0.005mm占总重量的50%以上，质地均一，结构疏松，孔隙率很高。土中含有碳酸钙等易溶盐类，遇水溶解形成冲蚀，无沉积层理，垂直节理发育，在一定压力下受水浸湿后，土体结构迅速破坏，而发生显著下沉。由于黄土存在上述特性，大量实例表明工程建设过程中或竣工后由于水的侵入出现沉陷、失稳甚至水毁等质量问题。

1 项目概况

省道323线地处豫西新密、登封两市境内，是联系郑州市南部城市之间的重要通道之一，它的建设增强了郑州与新郑、新密、登封、洛阳四市南部地区的交通和经济的沟通，促进区域经济的进一步协调发展，项目建设里程全长85.211公里，道路沿线湿陷性黄土不良地质分布范围大，为典型的黄土地区。

图1 黄土路堤填筑工艺流程图

2 施工技术要点

2.1 排水处治

路基排水的目的是使路基及基底经常处于干燥、坚固和稳定状态，把地下水、地表水及气温变化对路基产生的病害降至最低，从而提高路面的耐久性能。对地表水应采取拦截、分散、防冲、防渗等进行综合排水规划，防止地面水下渗，减少地基湿陷性下沉。地下排水设施用暗沟，渗沟、渗井等，特点是以渗透方式排水，当流水量较大时采用地下管道的方式。施工时应特别注意高路堤施工，应在两侧或一侧（超高段）设临时阻水设施，以防雨水冲毁边坡，路堤填至设计高程后，应根据排水系统及时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽，将水引至坡脚处。

2.2 黄土陷穴处理

黄土陷穴是黄土地区路基的常见病害，应进行认真处理。首先要进行陷穴探查，探查方法主要有：目测调查、锥探调查、电探调查、挖深调查和钻探调查等。

黄土陷穴处理范围，应视具体情况而定，处理方式可采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施，开挖的方法可以采用导洞、竖井和明挖等。(1）开挖回填夯实适用于各种形状的陷穴，填料一般采用改良黄土，本工程采用的5%水泥土处理，分层回填、夯实。(2）灌砂法适用小而直的陷穴，将陷穴充填物清理干净后，采用干砂灌实整个洞穴。(3）灌浆法适用于洞身不大，但洞壁起伏曲折较大，并离路基中线较远的小陷穴。施工时先将陷穴出口用草袋装土堵塞，再在陷穴顶部每隔4～5m打钻孔作为灌浆孔，待灌好的土浆或水泥浆凝结收缩后，再在各孔作补充灌浆，一般需要重复2～3次。

2.3 地基处理

因地基土层具有较强的湿陷性和较高的压缩性，本工程采取了垫层法处理，在高填方地段采用强夯补强。（1）垫层法即清表30cm后回填50cm4%的水泥土。因无机胶体料的加入，垫层的力学湿度指标如不透水性均大幅度提高，它消除了垫层范围内的湿陷性，减轻或避免了地基因附加压力产生的湿陷，这种施工方法施工简便易行，效果显著。（2）强夯采用重20t的夯锤，落距10m，夯点成正方形布置，处理范围为路基坡脚外5m。通过强夯，有效的解决了地基在地路堤自重和活载作用下产生的压缩下沉。（3）为加强填挖交界面的结合，可采取开挖土质台阶、强夯或用土工钉来加强结合、防止在结合处被拉开。

2.4 黄土路堤填筑施工工艺

2.4.1 工艺原理

通过填前试验段施工和控制填筑时的含水量以及采取合理的碾压、迅速的封闭等施工工艺，解决黄土干燥时坚硬不黏结，含水量过高时易形成弹簧土、产生收缩开裂等问题，从而保证黄土路堤的填筑质量。黄土路堤填筑工艺流程图见图1。

2.4.2 填筑工艺

黄土压实对水很敏感，含水量控制较难。（1）施工之前先进行黄土路堤试验段的填筑，以取得最佳填料含水量、松铺厚度、碾压方式和遍数等填筑控制参数。（2）黄土路堤的压实应分层填筑，在施工中为防止水分的蒸发，应做到快填、快压，实践表明碾压时间的控制是黄土填筑压实度能否达标的关键因素之一。（3）黄土本身保水性差，施工时应加强取土场和碾压时的含水量监控，高温季节更应注意，含水量存在偏差时，对翻松的黄土进行凉晒或洒水焖料，防止出现“干面粉”及“弹簧土”现象的出现。

疏松的路基填料必须经过充分的压实才能获得足够的强度和稳定性。经过充分压实的路基，在行车荷载和自然因素的作用下，产生的塑性变形较小，而压实度低的路基则会产生较大的塑性变形。为此要做到：（1）路基施工中如发现土质有变化，应及时补做土工试验。（2）选择合理的压实机具及根据压实机具的组合形式、选择适宜的压实厚度和碾压遍数，尽可能采用羊角碾，大吨位静碾压路机及大吨位轮胎压路机的组合模式碾压路基。（3）为保证路基边坡压实度和稳定性，填土时路基边坡两侧各加宽50cm。（4）对填高超过20m的高填路堤应尽量安排早施工，早完工，以便工后沉降及时完成，施工时应按设计要求预留工后沉降量，并实时进行沉降观测。（5）施工压实度检测要及时、快速，发现不符合要求的地段要及时进行补压处理，以确保填筑质量。

2.5 边坡防护

黄土地区路堤边坡在风化、渗水、湿陷、超载等因素的作用下，易发生剥落、掉块、冲沟和崩塌等坡面变形，成型后的黄土路堤边坡应及时拍紧、整平和防护，防止路表水冲刷。（1）护坡基础应分段开挖，完成一段，砌筑一段，并随时按施工图要求将基坑回填、封闭。（2）多级高边坡采用拱形骨架辅以植草防护，不仅能固结边坡，防止雨水冲刷，还能覆盖表土、美化环境。（3）路堤经常浸水的迎水坡面，采用浆砌片石护坡。（4）对于易受水冲刷，坡面剥落较严重，坡脚易破坏的路段，采用浆砌片石挡土墙处理或高强土工格栅。