大厚度低液限粉土路基填筑施工技术的应用

高建新 秦 雷

（中交一公局第二工程有限公司，江苏 苏州 215000）

0 引言

沾临高速二标项目工程处于黄河冲击平原区，大多为6～10m的高填方，土场土资源为常年黄河冲刷后的砂性土，加之桥梁、涵洞穿插其间，填方区域长期耕种农作物，使得地基多为软土处理区域，路基施工组织难度大，工期紧张，质量控制难度大。为了加快施工进度，更好地完成施工任务，项目采用大厚度低液限粉土路基填筑施工技术。本文就该技术的应用进行总结。

1 工程概况

沾化至临淄公路工程施工二标段高速全长32.25km，合同段起止桩号为K23+800—K56+050，全长32.25km，本段路基试验段位于二标三分部二工区K55+400—K55+600段，此段为8.6m高填方，经软基处理后作为试验段。

该段长度200m，填筑厚度65cm，宽度50m。现有取土场土质经实验室检测，得出最大干密度1.8g/cm3，最佳含水量为15.2%。标段选用XS335型超重吨位超大激振力全液压自行式压路机对路基采用大厚度填筑施工，以达到《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610—2019）[1]及施工指南中要求的碾压质量要求及施工的进度要求。

2 大厚度路基填筑施工压实度影响因素的分析

2.1 光轮压路机碾压效果差

达标标准：碾压有效率≥75%。

确认过程：光轮压路机对黏土类填料的碾压效果较好，该项目碾压低液限粉质黏土时，由于黏性颗粒含量极少，因而碾压效果不佳。现场测试验证于2021年6月12日下午进行。

通过反复对比和观察，结果表明，钢轮与路面土体的单独压路机摩擦阻力较小，在地振和受压时压迫、挤压土体，使土体下陷。在土质上松木厚度为30cm，其含水量与最佳的含水量相近时，其下陷振幅为4cm；钢轮具有横向推挤土壤的作用，2cm高钢轮前后的土壤具有包裹性能，图1所示为钢轮碾压示意图。

图1 钢轮碾压示意图

碾压时出现2种情况：如果同向碾压，土体上部被逐次向同一方向推移；如果反向碾压，土体上部被反复搓揉。这两种情况都导致了上部14cm土体松散。

碾压有效率η=[30-（5+9）/30]=53.3%＜75%。

确认结论：主要原因。

2.2 现场补水不均匀

确认标准：土方含水量均匀，与最优含水量差值≤±2%。

确认程序：2021年5月19日上午，填充物从土壤中拉入到实验填充段（位置K55+450-600右边），对填充物进行多个含水量的探测后方可进行碾压。

确认结果：压路机准备碾压前，对8个土样的含水量进行测试，有6个点与11.5%的最优含水量的差值超出允许偏差值的2%。所以土方中所含的水分是不均匀的，不能保证碾压的效果是均匀的。

2.3 上料前基底干燥

确认标准：下层路面积水或原地面积水≥10cm。

确认程序：由试验室工作人员进行现场监督，2021年5月18日填写实验。

确认结果：在自卸车卸载之前，首先要有专人对基底进行洒水作业，以确保基底的湿润度。通过实地测试，表面的水分含量是14.3%，偏差在2%以内。

确认结论：没有任何理由。

2.4 碾压遍数统计有误

确认标准：静压1遍、轻振2遍、重振4遍。

确认过程：确定现场测定压路机碾压遍数，在2021年5月5日下午的基础上进行现场填充实验。

确认结果：在碾压时，首先进行1次静压，然后进行1次轻振，最终进行4次复原，满足方案要求。

确认结论：非主要因素。

2.5 不按方格排列而定布

确定标准：一车填料的卸料摊铺，每一位方格面积均匀。

确认程序：2021年5月5日上午填方实验之前，实地观察表明，在现场待填方地区，有按规定洒灰线网格，在开展填方工作时，有专人指挥卸料，装载机按方格子进行摊铺作业。

确认结果：每车料都由一个方格内卸载，在一个方格中摊铺每车料。

确认结论：非主要因素。

2.6 未控制碾压速度

确定标准：3500m/h。

确定过程：对压路机碾压速度进行复核，并于2021年5月5日下午在现场进行填筑实验。

确认结果：150m的碾压长度平均耗时184s，经计算发现，碾压速度达到≤3500m/h的方案要求。

确认结论：非主要因素。

2.7 土样测试次数过多

确定标准：土样测定频率为5000m3/次。

确认期间：2021年4月26日，详细阅读以前的土工试验报告，发现各最大干密度、最大含水量的测定都是根据土样测定频率取样进行一次；另外，根据勘察，填充物均按照现场取土场的面积、进深等进行数量控制。

确认结果：按照每5000m3填料抽样检测一次的频率进行试验检测，符合规范要求。

确认结论：非主要因素。

2.8 现场检测数据偏差大

确认标准：现场测试偏离标准范围≤±0.2%。

确认过程：在路面上对土样的含水量进行检测时，很容易被风吹到，从而导致质量下降，因此，在车上进行含水量检测、质量称量等步骤。为了避免误差，在2021年5月5日对压实度进行测试时，4组土样送至标准试验室进行平行测试。

确认结果：现场检测数据与标准条件下检测偏差±0.1%＜±0.2%。含水量检测比较如表1所示。

表1 含水量检测比较（单位：%）

确认结论：非主要因素。

2.9 检测方法不适合

确定标准：试验结果偏差和0.2%。

确认过程：目前都是采用灌砂法对压实度进行现场检查（见图2），并查阅检测报告后得出结论。此外，为防止因试验方法不同而出现偏差，在2021年5月5日试验段填筑时，采取现场灌砂测定仪2套，每3组进行压实度对比检测，取样点之间相距1m，时间间隔为10min。

图2 实测压实度照片

确认结果：两套灌砂法比对平均检测结果分别为91.6%和91.7%，相差仅0.1%＜0.2%。比对试验偏差统计如表2所示。

表2 比对试验偏差统计（单位：%）

确认结论：非主要因素。

综上所述，压路机碾压效果差、现场补水不均是影响低液限粉质黏土路基压实度的主要因素。

3 大厚度低液限粉土路基填筑施工技术要点

路基填筑K55+400—K55+600段软基处理设计为冲碾，完成处理后经报检为合格，可以进行下道工序。土的各项指标均为合格，检测设备机械配置为32t单钢轮压路机1台、路拌机1台、推土机1台、刮平机1台、胶轮压路机1台、拉土车20辆。

（1）画方格倒车上土。根据运输车载重吨位，施画现场方格网[2]，控制规范上土量。采取边上土边推平的倒车上土方式，避免下承层被破坏。

（2）整平稳压。首先用推土机进行粗平，如含水量过大，应进行旋耕犁翻晒处理，含水量过小时进行补水[3]。对含有黏土块较多土质进行路拌机拌合。采用推土机、胶轮压路机、单钢轮压路机3种形式分别进行稳压，稳压后用刮平机进行精平，检测并控制高程。对比3种碾压方式发现，单钢轮速度快，效果好。

（3）压实。采取多种碾压组合，具体为：碾压组合A：单钢轮振动压路机错1/2轮，轻振1遍+重振2遍+轻振1遍；碾压组合B：单钢轮振动压路机错1/2轮，重振3遍+轻振1遍；碾压组合C：单钢轮振动压路机错1/2轮，重振2遍+轻振2遍。3种压实组合进行碾压后，压实度检测结果如表3所示。

表3 压实度检测结果（单位：%）

（4）收面验收。结合粉砂性土水分损失较快的特性，采用多种收面形式进行外观处理：避开高温时间，采取早、晚时间收面；洒水闷料碾压收面；干土碾压后刮除表层浮土后，单钢轮压路机正常碾压收面。经试验后表面仍存在起皮、裂缝现象。检测路基素土压实度合格后，采用胶轮压路机、单钢轮压路机（倒车静压）对表面外观不合格情况碾压一遍进行表层处理，效果较好。

（5）洒水养护。验收完成后进行养护，保持表面湿润，保证路基填筑质量及下道工序施工质量。

4 大厚度路基填筑施工效果评定

（1）质效方面。经检查，路基压实度平均由88.7%上升到94.4%，超过规范要求的94%。

（2）社会效益。在有关部门和专家的帮助、指导下，解决了低液限粉质黏土大厚度路基填筑难题，合理地消化了路基开挖弃方，一定程度上保护了生态环境，提高了功效。

（3）经济效益。合理消化路基开挖弃方，土方填筑功效大幅度提高。同时，压路机从原先的光轮静压1遍→轻振2遍→重振7遍，共10遍，调整到高性能压路机碾压共4遍，碾压遍数减少6遍，节约压路机2/3台班和施工时间。

（4）无形效益。经过不懈努力，大厚度低液限粉质黏土路基填筑施工难题得到圆满解决。施工人员从中得到了锻炼，不仅逻辑思维能力得到加强，质量意识得到提高，团队协作精神也得到了加强。

5 施工后巩固效果检查

工程达到预期效果后，最终总结出作为作业指导书(YS6S-ZDS-3)的“料场焖土，现场补水，分段施工，羊足碾压”的可行性施工工艺，为全段大面积填土施工提供了指导性的工艺参数和方法。根据跟踪调查随访填筑压实度检测情况，全部达到了93%以上，取得了较好的成绩。

对后续填筑的路基压实度，项目部试验室进行了抽样检测，全部采用低液限粉质黏土。检查采取现场采样和环刀法检测相结合的方式，共采样105个点，其压实度平均为95.1%，按数理统计方法计算为94.7%。

可见，通过本次分析与现场施工情况，低液限粉质黏土路基填筑压实度从对策实施前的88.7%提高到了对策实施后的94.4%，而且巩固措施有效，巩固期压实度也达到了94.9%，取得圆满结果。

6 结束语

该工程试验段的路基施工确定采用大厚度低液限粉土路基填筑，其具体施工工艺流程为：画方格倒车上土，推土机粗平；检测含水量，对含水量较大的素土采取旋耕犁翻晒，对含水量较小的素土进行补水处理。对含有较多黏土块素土进行路拌机拌和处理；用压路机进行稳压，平地机进行精平；采用重振3遍+轻振1遍碾压组合方式进行碾压；碾压完成检测压实度，合格后用平地机刮除表层3～5cm素土，单钢轮配合胶轮收面、养护。

通过试验段项目正式运用大厚度填筑施工工艺进行施工，加快了施工进度，提高了路基质量，比普通填筑的30cm相当于少处理1次施工工序，降低了路基施工成本，提高了施工效率，可为今后类似工程提供借鉴。