湿陷性黄土高填方路基质量控制与殊路基处理施工方案

刘文录

【摘要】本文结合实际工程案例，阐述了湿陷性黄土地区高速公路填方路基的沉陷原因，指出了沉陷病害的易发部位和防治办法，旨在提高濕陷性黄土地区高速公路路基的使用耐久性，确保工程质量和行车安全，同时为后续同类工程施工提供参考。

【关键词】湿陷性黄土；路基沉陷；边坡；加固

一.湿陷性黄土的形成及特征与填方路基易发生沉陷病害的部位

在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，下沉稳定后，受水浸湿，土体结构迅速破坏，并产生显著附加变形或下沉，严重影响路基质量。高填方路基施工完工后，随着时间的延长、气候的变化和汽车重复荷载的作用，常出现路基的整体下沉与局部下沉、路基纵横向开裂、路基滑动或者边坡滑坍等病害。半填半挖路基及路基填挖结合部，最容易出现路基不均匀沉降导致路面开裂，其主要成因有不良地基、填土材料、结合部处理不当、压实工艺及交通因素等方面的影响。它们又可以归纳为两大类：路基稳定性不足，病害现象为路基滑动；填挖结合部路基的不均匀沉降，表现为路面长大裂缝、断板等路面损害的发生。首先冲沟填方段落一般都具有填方较高但是纵向长度较短并且是在暗涵顶填筑的特征，因此在施工时应当足够重视，严格控制每层填筑的层厚、压实度及填料的各项指标等要求，防止自然沉降引发的路基沉降。其次填筑最好整幅施工，这样可以防止路基的纵向裂缝。最后关于排水，不论是施工期间的临时排水还是路基形成后的最终排水系统，都应做到完善畅通，对于挖方段落汇流过来的水，疏导至路基范围外，防止对填方路基边坡产生冲刷。

二、冲击碾压

冲击碾压施工就是采用冲击式压实机，配备压实轮，压实轮在牵引机拖动行驶滚动中将高位势能转化为动能对地面进行冲击从而对土体的深层产生较强的冲击能量，同时辅以滚压、揉压的综合作用，使土石颗粒之间发生位移、变形和剪切，随着土石密实度增加，其影响深度也逐渐增加，从而使土体深层随着冲击波的传播得到压实。压实轮在牵引机的拖动下连续作用于地面，使大面积地基得以压实。冲击碾压技术的突出特点是影响深、速度快、压实质量高。

通过冲击式压实机的冲击碾压，能有效减少公路路基的工后沉降量，大大改善因不均匀沉降而形成的道路病害，提高路基的整体强度和均匀性，对于暴露地基或路基的内部缺陷、避免隐患、提高施工质量等具有显著的效果。填土高度大于3m的涵洞按一般路基冲击压实。冲击压实机必须纵横向轮迹交错，冲击夯坑均匀按梅花形散布，横向轮迹重叠20厘米。前后连续的两个冲压段之间应保证30米的搭接长度。施工中应配备平地机，路基面起伏过大时，进行整平然后继续冲压。冲压完成后，用光轮压路机进行整平压实。冲压后经高程检测需进行补土压实时，补土层的最终压实厚度不小于10厘米，且不得进行表层贴补，如补土层厚度较薄，可对表层土翻松10厘米，与补土摊铺均匀后用压路机压实至设计标高。冲击压实的检验按最后一次碾压的冲击变形小于2cm进行控制。补压后路基压实度较规范值提高2～3%，即路堤压实度为95%，路床压实度为97%。冲击压实机在单位长度地基表面行驶六次为一遍。

三、强夯法

强夯法处理湿陷性黄土地基是一种行之有效的加固方法，强夯法又称动力固结法，它是法国L.Menard于20世纪60年代末首创的一种地基加固方法，我国于1975年开始介绍和引进强夯法技术，并于1978年底开始在工程中试用。其原理是用几吨间，冲击机距路基边缘保持1米的安全间距。或几十吨重锤从高处落下，反复夯击地面，这种强大的夯击能在地基中产生强烈的冲击波和动应力，并向地基纵深方向传播，使浅层和深处的地基土的骨架不同程度地被迫压缩或颗粒重新排列而密实固结，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。试夯开始前首先测得地基土的最优含水量。在强夯开始前及强夯结束10天后，利用探井取样进行室内土工试验等方法对处理前、后的地基进行相关检测，即对地基土含水量、干密度、孔隙比、压缩系数、压缩模量及湿陷系数进行测定。

四、强夯及冲击压实质量检测方法及标准

在大面积强夯施工前，应选择代表性路段进行试夯，以确定合理的强夯参数与工艺。强夯过程中，每遍每夯点的夯击次数用最后两击的平均夯沉量控制。第一、二遍夯沉量不大于10厘米，第二遍夯沉量不大于5厘米，此外夯坑周围地面不应发生过大的隆起，不因夯坑过深而发生起锤困难。最后的夯沉量控制值以试夯结果确定，但最大不宜超过15厘米。强夯施工结束后2周应对加固地基质量进行检验。

强夯及冲击压实质量检测，均采用标准贯入、动力触探、现场荷载等原位测试方法和室内土工试验方法，强夯地基的检测深度要超过设计加固深度1.0米以上，冲击压实地基，其检测深度一般为2.0米。强夯地基每个加固段不小于2处，没处3点，冲击压实地基一般每100米布设一个检测点。加固范围内质量标准应满足一般路基及高填土路堤的压实标准，湿陷系数小于0.015。

五、土工格室

为加强填挖交界结合部提高路基稳定性，当纵向填挖高差大于5 m或处于陡坎时，在结合部填方区填至路床底面后，将挖方段超挖区挖至路床底面，然后用冲击压路机全面补压2～3遍，同时铺设第一层土工格室，再分层填筑路床，在路床顶面铺设第二层土工格室。土工格室内填充砂砾。砂砾粒径不大于20mm。铺设土工格室时，应进行锚固，锚钉间距为3m×3m。土工格室技术要求：格室高50mm，整幅为单根筋带制作；格室片的抗拉强度≥150MPa，延伸率<15%，网格尺寸25cm×25cm，铆缝或焊接处的抗拉强度≥100N/cm，格室组间连接处抗拉强度：格室片边缘≥200N/cm，格室片中间≥150N/cm。

六、填砂砾土

本合同段线外取土场CBR值偏低，且含少量易溶盐，仅能满足路床以下填料的要求，不能满足路床填料要求，为保证路床的稳定性和路面的安全使用，故该取土场供应段落内路床采用渭河砂砾填筑。挖方段均位于黄土梁峁，考虑黄土CBR值偏低，不能满足路床填料要求，因此路床顶面以下80厘米范围采取超挖换填砂砾的措施进行处理。超挖部分进入土石方调配，调至路堤段路床以下部分填筑。