简谈水稳土施工裂纹控制技术

雷 雄，杨祚武，刘 伟，吴秋吕

（中国水利水电第十四工程局有限公司非洲事业部，云南 昆明 650041）

1 工程概况

1.1 项目概况

塞内加尔高速公路项目（以下简称塞高速）位于首都Dakar以东，施工区段为Thies-AIBDMbour，为连接第二大城市捷斯（Thies）和第四大城市姆布尔（Mbour）以及新建机场（AIBD）的主要通道，是严格按照法标规程来验收的高标准项目，全程约62.34km，分为3个标段渐次施工。

塞高速主要由路面工程、桥梁、涵洞、排水系统、收费站、服务区等组成，其中水稳土作为路面工程的主要质量把关区及项目主要产值来源，在塞内加尔1年有9个月旱季的特殊地况环境下，天气炎热，遍布沙土，石料相对紧缺，但拥有着大量适合该类型水稳土施工的红土砾石料，结合当地气候特点，该型水稳土应运而生。

1.2 水稳土施工技术

水稳土施工首先要探坑取样，找到合适的料源，经过取样试验合格后方可定料；在确定料源后，圈定料场，进行腐殖土剥离，随后取料运输，开始工作面布料，布料时需要时刻关注料的质量，避免料源含沙等因素影响。由于塞高速水稳土成型厚度为25cm,所以需要根据设计高程做松铺厚度为31cm的GPS初平，为了保护平地机GPS系统，遇到比较大的块状料源时，需要用单钢碾进行震动碾压，使平地机能够高效快速的初平作业。

初平结束后，测量人员需要复检高程，以及标定水稳土与路肩边界，便于水泥布点，这些施工准备要在施工前一天完成。接下来就是按照设计比例布置袋装水泥，之后翻松机翻松作业，翻松深度为30cm,其后跟随三台单钢轮压路机进行碾压（先静压，再小震，最后强震）。考虑到施工的高效性，待翻松机翻松第五道时，跟进洒水，架设GPS平地机跟进一侧进行高程精平作业，精平作业完成后，水稳土层厚度为25cm,然后用水准仪对各施工断面节点高程进行复核，随后碾压收面，待施工完成，相关部门进行钻坑取样作压实度实验，测含水率，验收合格后，进行洒水保养，最后撒布透层油。

1.3 水稳土裂纹

成型水稳土在高温炎热环境下硬化时，随着水泥初凝，与水产生水化反应，水分随之减少；施工过程中，砾石料也会吸收大量的水，体积收缩，成品变形，易产生干缩裂纹，一般在水稳施工结束二至三天后出现，大多出现在接头搭肩、水稳与路肩衔接的地方，裂缝宽度不一，分横向与纵向2种，其中纵向裂纹居多。

图1 水稳土施工

2 水稳土裂纹的产生

2.1 料源质量

该类型的水稳土对水稳土料有很高要求，在开采水稳土料之前，一定要在表层进行沙土剥离，直到完全进入水稳土料层，方可进行挖掘开采。如果水稳土料中夹杂大量的沙性土，则在水稳土施工过程中会出现压不实，导致压实度不够，这是水稳土裂纹产生的主要原因之一。

红土砾石料水稳土是通过翻松机械把红土砾石料和水泥按照一定比例与水拌和均匀而成，沙性土的存在破坏了这一平衡，我们都知道沙土有着很大的吸水性，随着施工结束，沙性土中的水分慢慢蒸发，达到一定程度后，水稳表面就会逐渐被拉裂，从而产生裂纹。

2.2 翻松作业中的水量控制

所谓水稳土，水在其中的重要性不言而喻，施工过程中，需要有专业人员跟随翻松机观测水量变化，进行适时调节。

若含水率不够，水稳土的压实度达不到要求，倘若压不实，表层松散，肯定会出现裂纹。若含水量过大，会出现弹性土，俗称“弹簧土”，此时压路机作业，表层会下陷，达不到压实效果，且在水分自然散发后，会出现深度裂纹，而且面积较大，需要特别注意。

2.3 翻松操作

水稳土翻松是该项施工的主体，因为施工路面宽度较大，所以翻松机需要进行分条翻松多次作业，当第一道翻松完成，随后第二道不能按第一道的翻松边缘作业，否则会由于拌和含水率不足，出现搭接纵向裂纹。

2.4 温缩裂纹

该型水稳土是由砾石料和水泥相拌冷再生成型，水泥含量较高，所以存在热胀冷缩现象，在砾石料与水泥冷再生时，随着水泥初凝，水泥水化会放出大量热量，由于是白天施工作业，外界温度通常有30℃-40℃，因此成型内部温度也较高，使内部体积膨胀，但是散热较慢，当夜幕来临，外部遭遇冷空气，形成外缩内胀，产生较大的拉应力，如果该应力超过其极限抗拉弯强度，此时就会形成温缩裂纹，且大多为横向分布。

2.5 路基不均匀沉降

在lot-2标pk26立交区匝道施工时，由于路基经水浸泡，pst-0强度不够，导致在施工过程中出现弹簧弧形开裂现象，虽然经过处理，但是实验验收时强度依然不够，导致出现大量纵向裂纹；最后换填pst-0不达标的料，重新上料施工，终于解决这一难题。从这次事件知道，如果局部土基或基层压实度达不到要求，水稳土施工后，也会产生压不实的现象，重车通过，会有明显的水平下陷，之后的承载实验也达不到要求。

3 裂纹控制措施

3.1 优质水稳土料

在做水稳土之前，需要寻找到符合水稳施工要求的水稳土料，并在开挖之前确定表层剥离干净，同时在开挖过程中采取集料方式，这样更能保证水稳土料的均匀稳定性。

3.2 控制含水率

翻松作业时，需要专业人员跟随翻松机，进行含水率观测。

观测方法如下：

①用手抓一把拌和后的水稳土料，用轻力拿捏，若料成团且手心保持相对干度，则水量适中。

②翻松过后紧随压路机进行碾压，此时可以观察压路机钢轮粘泥情况，若压路机钢轮没有粘泥且有水湿点，则水量适中；若压路机钢轮粘泥情况严重，则需要降低翻松机输出水量。

③可以直接查看翻松后的成品料以及翻松机后挡板出料处是否有大量灰尘溢出。若后挡板处有大量灰尘溢出，则会伴随着成品料有大量干点白点出现，此时需要增加水量；若成品料显相对湿度，且有少量白点，此时水量适中，反之亦然。

3.3 适当搭肩宽度

翻松作业时，需要注意翻松搭肩宽度，若搭肩宽度不够，会造成翻松不充分，水稳土拌和不均匀，从而导致裂纹的产生。为了提高翻松效率同时达到翻松拌和均匀的目的。经长期施工总结最佳搭肩宽度为30-40cm。

3.4 水稳养护

在水稳土施工验收结束后，需要进行洒水养护，保证水温表面与成型水稳土水分相对一致，避免因表面水分蒸发过快而产生开裂现象；随即是透层油撒布，主要目的是防止水分蒸发，使成型内部达到一个相对的水分温度平衡，同时也可避免高温太阳灼晒，遏制温缩裂纹，当透层油晾干后，还可以防尘防雨，是水稳土施工中不可或缺的一部分。

3.5 保证路基质量

高速公路结构层由基础整形、路基回填、水稳施工以及沥青摊铺等程序构成。各层的强度荷载应力都必须满足设计及实验要求，回填厚度要控制在约20-25cm，才能保证整体质量。其次在雨季施工时需要特别注意，在上水稳土料之前，需要保证pst-0的强度，若表面有积水，此时不能上料，需要等pst-0晾晒干之后，用压路机进行碾压收面，观测是否有钢轮条印，若无，则满足上料要求。这样可以避免水稳土受路基的不均匀沉降影响。

3.6 特殊路段处理

①在遇到渐加宽路段时，由于其渐变性，渐变路段会局部重复翻松，如果按照常规翻松，重复翻松段含水会大大增加，不利于水稳作业，需要调整翻松机的出水量，因为翻松机的输出水阀是并排规律间距分部，所以在出现局部重复翻松时，需要关闭重复翻松宽度的供水阀，这样即使重复翻松，也能达到控制含水率的目的。

②在遇到涵洞桥梁时，由于翻松机本身机能的限制及考虑到成品保护，靠桥面边缘或搭板高度导致翻松机无法进行翻松作业，此时需要用轮挖和带水管的水车配合进行拌和，从而控制好含水率，避免裂纹的产生。

3.7 避免外力影响

由于水稳土结构层为半刚性结构，强度在2.5-3Mpa之间,所以在GB没有摊铺之前，要对水稳土实行全封闭，严禁超重设备车辆通行，若超重设备过早通行，会使水稳土基层的结构强度遭到破坏，从而出现不规则的裂纹。其次水稳土施工结束后，7天抗压强度结果一旦满足要求，就应该进行GB封层作业，由于塞内加尔天气炎热，温度较高，长时间摆放水稳土也是产生裂纹的重大因素之一。

4 结语

水稳土裂纹控制主要从料源、含水率、施工工艺、成品养护以及外力因素影响几方面进行突破；其次对材料（如水泥）及设备也有很高要求，施工作业前，务必做好施工准备。在涉及实验参数如：水泥性能测试、水泥布点规格、初平精平高程控制、成品压实度取样、透层油接盘实验等，一定要严格按照设计标准来实行，这样不仅能提高工作效率，同时也能提高工程质量。尤其在进行搭缝翻松时，一定要满足搭肩宽度，保证施工质量，避免纵向裂纹产生。同时应该加强成品保护，排除外力对成品结构层的干扰，做到质量促发展的科学施工管理。最后希望此文对类似的水稳土施工有所帮助。