基于粉质土条件下的路基填筑施工关键技术

2021-03-03肖斌

运输经理世界 2021年3期

肖斌

（河北沧州公路建养工程有限公司，河北沧州062650）

1 工程概况

国内某高速公路项目主要位于河南省，路线起点位于山东省境内。项目区域内地形主要为黄河冲积平原区。河南省境内的高速公路区段范围内的地势较为平坦，自西南向东北略有倾斜，地面海拔一般在41～58m 之间。主要地层岩性为第四系冲积地层，以粉质黏土、粉土和砂类土为主。

2 施工特点及难点

本项目沿线土质主要为粉土和粉质黏土，级配差、强度低、承载力差。粉土和粉质黏土存在地震液化性，基底在洒水后易出现水坑，造成施工车辆和设备沉陷。

主线、匝道粉土和粉质黏土路床采用水泥处置土填筑，对水泥初凝、终凝、碾压成型时间有较高要求。

3 前期准备工作

3.1 技术准备

工程开工前，应对填筑的材料进行所需的各种试验以确定填料的相关参数。进行颗粒分析试验，检测填料的颗粒组成。进行重型击实试验，确定填料的最大干密度和最佳含水量。进行填料的CBR 的确定以保证其符合规范要求。测定填料的天然含水量。

3.2 测量与机械准备

各路段施工前进行施工部位的原地面复测，对原地面标高及桩号进行记录。施工前做好沉降观测点的设置，施工时做好路基的沉降观测工作。土方工程施工采用机械化程度较高的施工机械设备，并配备强有力的机修班子，以提高机械设备的完好率和利用率，确保机械化作业正常运行。

4 填筑施工工艺

4.1 测量放样

工程施工前，对导线点、水准点进行复测，必要时加密，以满足施工放样的要求。填筑前，测量人员根据图纸进行路线中线及边线放样，为保证路基边缘的强度和稳定，同时考虑施工期的沉降，施工时两侧各超宽50cm 进行测量放样。填筑前划分网格（见图1）。根据单车运输土方量确定网格大小，标出石灰方格网，保证每个网格内单层松铺所需土方量为单车运输量。每个网桩处测量填前高程、填后高程和每遍压实后的高程，以计算松铺厚度、压实厚度和松铺系数。在现场用细钢筋上绑红带配木桩定出左右路基填筑边线、中线及相对应的高程，间距20m，并在每层施工完毕后复测控制点，保证现场施工符合规范图纸要求。

4.2 地基处理

工程填筑前清除原地面表层20cm 耕植土。根据设计图纸要求，在不同的软土地段，采用碎石换填和水泥搅拌桩对软土地基进行处理。

处理过后，碾压原地面，压实度不小于90%，压实补偿土方以10cm 厚计。现场施工时，倘若发现局部清表后的基底松散层厚度达到30cm 时，应翻挖再分层回填压实。坑洼处用与地基同类的土填平压实。

4.3 土方填筑施工

本项目路基填筑土方采用水平分层法进行填筑，若原地面不平，应从最低处分层填起。压实度检测采用灌砂法，每填一层，检测压实度符合设计要求后，再进行下一层施工。每层填筑施工步骤如下：

划分网格，土方进场前在路基平面上用石粉划出网格，以控制进料数量和松铺厚度。按照松铺厚度30cm 计算每个网格所需土方量，控制其与每车运输土方量大致相同。自卸车运土，根据网格尺寸卸料，均匀卸在网格中间。推土机摊铺整平，采用先两侧后中间，人工配合机械摊铺整平的方法，按照先低后高的原则全幅均匀摊铺（见图2），做到控制层表面平整、均匀。整平后检测土方松铺厚度不大于30cm。调整含水量，施工时通过晾晒（见图3）或洒水等方式对含水量进行调整，使其保持在最佳含水量3%甚至4%以上。机械碾压，路基压实采用20t 振动压路机，碾压时应先压两侧后压中间，要错轮1/3 碾压，碾压时首先采用低频高振幅振动碾压，然后采用低频低振幅碾压，最后采用20t 压路机静压。碾压遍数根据路基试验段的施工所得出的最佳碾压遍数进行。在碾压之前要用水准仪测出标高，并在碾压之后再次测量标高，得出沉降差，作为压实情况的一个参考。检测压实度，依据最佳碾压遍数碾压结束后，通过灌砂法检测压实度，如达到设计要求则停止碾压，否则应继续碾压直至压实度符合设计要求。

4.4 路床水泥处治土施工

主线和匝道路床一般采用水泥处治土填筑，按照压实度≥96%，其中路床上部40cm 采用5% 水泥处治土，路床下部40cm 采用4%水泥处治土。水泥处治土采用32.5 级复合硅酸盐水泥，初凝时间不小于4h，终凝时间不小于6h，掺加水泥后到碾压成形不小于4h，一次碾压长度控制在100m 以内。路床水泥处治土在施工过程中应从严控制各项指标，满足施工要求，如拌和前与拌和后的含水量、水泥剂量、拌和均匀程度、碾压要求等。施工应遵循“三快一密实”原则，即快速摊铺、快速整平、碾压密实、快速检测的方法，以保证整个施工过程在水泥初凝前结束。路床水泥处治土施工配备18t 或更重的设备碾压。为了避免片面强调压实度而过度碾压，不得对成型后的水泥土进行二次补压，以免造成水泥土结构的破坏[1]。碾压完成后，利用压路机进行静压收面。静压时，应匀速行进，不得在碾压完成的表面进行机械掉头、紧急刹车等操作，确保水泥上表面平整光洁。水泥土碾压结束后检测压实度，检测合格后及时进行适当洒水养生。

5 施工控制要点

路基填筑，必须根据设计断面，分层填筑、分层压实，分层的最大松铺厚度不应超过30cm，填筑至路床顶面最后一层的最小压实厚度，不应小于10cm。路基开始碾压时的含水量宜控制在最佳含水量3%～4%以上，禁止在最佳含水量以下碾压。碾压时首先采用低频高振幅振动碾压，然后采用低频低振幅碾压，最后采用20t 压路机静碾。若路基填筑分几个作业段施工，两段交接处不在同一时间填筑时，则先填地段应按1∶1 坡度分层留台阶。若两个地段同时填，则应分层相互交叠衔接，其搭接长度不得小于3m。为保证路基边部的强度和稳定，同时考虑施工期的沉降，施工时两侧各超宽50cm 填土压实。填筑时排水沟的护坡道土方与路基主体同步同材料填筑，不掺水泥，以利于植物生长，下挖式排水沟外侧挡水埝按素土填筑。路堤填筑时应根据基底条件分别处理。基底土密实，清表碾压后（压实度≥90%）直接填筑符合条件的路基填料；地下水位较高，路基填筑高度小于5m时，基底范围内受到地下水或地表水影响，为防止毛细水上升，影响路基强度及安全稳定性，清表后铺设一层30cm 碎石垫层，要求孔隙率≤24%。若路基底部20cm 位于上路堤范围，压实度不小于94%。路堤填土高度不足路面厚度+1.1m 的路段需要将地基表层土进行超挖，需下挖至路床底标高以下30cm，回填30cm碎石后分层回填路基填料压实，以保证路床压实度[2]。河塘段排水沟外侧土堤与路基主体同时填筑。施工时必须避免高堆填快速施工。应薄层摊铺，分层充分碾压。填筑时加强观测，控制施工速率。