高速公路高液限土路基填筑施工工艺与质量控制

2021-04-10

工程技术研究 2021年7期

中交第四航务工程局有限公司，广东广州 510290

1 工程概况

广西贵港至隆安高速公路项目隆安段D04合同段起讫里程为K219+500～K238+731.987，全长19.232km，其中路基长18.635km。路线内挖方路堑多为高液限土，且项目周边区域高液限土分布十分广泛，厚度较大，很难找到符合规定要求的取土场。高液限土属细粒土，液限超50%，0.075mm以下的颗粒含量超50%。

根据工程地质资料及现场取样试验可知，该项目土质液限达到50%以上，塑性指数超26，属于典型的高液限土。高液限土含水率高、细颗粒含量大、液限高，受多重特性的影响，其CBR强度偏低、可压实性不足，伴有持续性的变形问题，不宜直接用作路基填筑。该合同段严重缺乏合格填料，且外购路途远、成本高，因此使用CBR值满足规范要求的高液限土填筑路基。

2 高液限土路基填筑关键工艺

2.1 基底处理

受水浸泡或地下水侵蚀的区域范围内的土不宜作为路堤填料使用。高液限土长时间处于被水浸泡的状态，加之土体对水较敏感，因而易出现膨胀变软现象，稳定性明显降低，承载能力不足。对此，在正式组织路基填筑作业前，宜对基底水位做全面的调查，若该处偏潮湿，可先换填透水性材料（厚度控制在30～50cm），再紧密铺设土工布；遇填土高度超6m的情况时，宜采取铺设土工格栅的方法，通过此途径提高基底坡脚的稳定性。

2.2 土压实

（1）不可分散的土不宜直接投入使用，需掺入适量石灰等外加材料，并予以晾晒。随着稠度的降低，土的分散难度加大，遇膨胀性较大的情况时，宜将该值降低至1.15～1.3，在此条件下组织重型压实作业。

（2）碾压可降低土体中的空气率，从而达到提高密实度的效果，但碾压容易加剧孔隙中空气的聚集量（难以排出），空气处于受压缩的状态，产生的内压应力作用力较强，易导致土体形成裂缝，随之显现出“弹簧”现象。

（3）由于高液限土的强度普遍偏低，且具有各向异性，需保证碾压的均匀性，而实现此目标的基本前提在于压实设备与路基间形成足够的接触力，对此，可以选择大吨位振动压路机。但仍需注意，高液限土的强度低、压缩性高，由于此特性，在压实期间也容易出现“弹簧”问题。

（4）若选用重型凸块式振动压路机，得益于凸块面积小、接触应力大的特点，可使凸块与土基形成稳定咬合的关系，可较为有效地规避“弹簧”现象。压实期间，严格控制好作业遍数，使土团结构可被完全破坏，从而达到提高压实度的效果。

（5）若土的稠度超过1.1，则在启用重型凸块式振动压路机时作业难度较大，此时应有效控制土的稠度，该值介于1.01～1.1时达到最佳碾压条件，压实遍数以4～6遍为宜。此外，将压实层减薄也是较为可行的方法，单层压实厚度可控制在15～20cm，此条件便于翻晒和碾压作业，压实设备可选用轮胎压路机，每5层顶再用重型凸块式振动压路机加强处理。

2.3 路基防开裂

路基施工集基础处理、摊铺、压实等多个环节于一体，各项工作需形成紧密衔接的关系，在连续作业的模式下提高路基的完整性。根据现场气温特点，可安排上午上土、下午摊铺翻晒、夜间碾压，经碾压处理后随即组织质量检验。数据表明，在经过路基碾压处理后，若工作面的暴晒时间达到4h以上，将显现出细小裂缝；该时间超6h时，裂缝开始扩大。裂缝长达到6m、宽达到5mm时，将严重影响路基的整体质量，例如强度和稳定性均有所下降，且在各类裂缝中又以纵向裂缝的影响最为显著。

2.4 路床填料要求

高液限土填方路基在填筑完成后受天气雨水影响存在收缩下沉和湿度增加导致路基膨胀的情况，同时路床部分受反复荷载影响，高液限土填料填筑时塑性变形会累积，因此填方路床需采用能适应一定变形能力、塑性指数较低、CBR值达标的填料。根据该项目沿线实际情况，填方路床填料采用挖方爆破石渣，每层路床填筑压实厚度控制在20～25cm，最大填料粒径不得大于10cm。

挖方路床换填，高液限土采用湿土法进行CBR试验，同时对土基回弹模量进行检测，要求实测值至少达到40MPa。高液限土挖方路基路床受收缩变形影响较小，路床施工时应重点做好防渗水措施，以充分利用原状土的力学性能，该项目主要采用开挖石渣掺土处理及外购碎石土。

2.5 现场施工管理

机械化作业模式下，应根据现场作业条件以及工程要求合理配备施工机械，形成最佳组合方案，使填料的转运、摊铺、碾压等各环节的相关工作均可高效开展。逐层碾压、检验，按照先自检、后监理检验的方法操作，全面保证路基的施工质量，待该层路基施工质量达标后，方可施工后一层。填土堆放时间不宜过长，在稠度达标时需及时采取碾压处理措施。若因特殊情况而导致摊铺后24h内难以顺利压实，则需先安排静压。合理修筑路基面，形成3%以上的排水横坡，提高作业现场的排水效率。此外，需提前准备足量的防雨布，关注天气预报信息，在即将下雨时遮盖。

2.6 补强夯实

路基分层填筑工作落实到位后，每2m高度用冲击压路机补压10遍（也可根据实际情况适当增加遍数），对于临近结构物的部分，为保证周边结构物的稳定性，转为人工机具增强补压的方法，尽可能减小工后沉降量。在高液限土路基施工中，若采用重型强夯设备，则容易对已填筑土体造成破坏性影响，如发生剪切破坏。考虑到此方面的问题，在路基补压环节采用的是液压夯机，重点处理区域为路基边部、台背回填处等各个易失稳的薄弱部分[1]。