市政道路不良路基填料改良施工控制技术

2023-12-11刘丽斌

建材与装饰 2023年34期

刘丽斌

（太原市政建设集团有限公司，山西太原 030000）

0 引言

随着我国经济的不断发展，交通运输道路建设需求量越来越大，城市市政道路的发展建设不断加快，推动了我国建筑行业道路路基施工技术的更新发展。在路基建设施工中，路基填料是重要环节，好的路基填料施工技术可以提升道路的施工质量以及整体的施工效率。路基建设的质量控制是保证道路稳定运营的根本，因此，在施工中需要对路基的变形程度以及路基的沉降度等施工项目进行控制。在市政道路路基施工中，一般分为3 层建设，分别是基床、填土以及地基土。基床与填土部分应用填料施工，填料施工技术可以直接影响路基的施工质量，对填料的组成、力学性质以及粘聚力都有一定的建设要求。

1 市政道路不良地基情况

（1）现有道路建设是由丰富多样的填土组成的。这些填料包括生活垃圾、建筑垃圾、粪土等，这些往往难以适应基础设计的要求，因此需要进行相应的处理。

（2）为便利两侧居民区的流出，街道往往较厚，街道潮湿。道路两侧积聚的地下水会有少量水分进入路基，由于地面温度波动而积聚水分，容易影响路缘的稳定性，从而影响临街面，甚至导致裂缝和塌方。旧区改造，往往也是受原有住宅区的地下管网影响，城市道路路基有较为复杂的管网，铺设较浅，使得施工难以实施，从而难以满足城市设计实践的要求。

（3）城市道路建设在很大程度上受到居民生活的影响，既受当地环境的影响，又受气候的影响，还容易受到地面层柔软性的影响[1]。地下水位的影响和管道的无意渗透，再加上历史沉积和微生物的影响，增加了土壤水分，形成了软土地基。软土具有较高的天然含水量、较大的天然空腔、较低的剪切强度、较高的压缩系数、较低的压缩程度等。在荷载作用下，地面严重失真，下降幅度不均匀。道路必须使用较差的道路设计条件进行处理，以满足相关的要求。

2 影响道路路基路面质量的因素

2.1 人为方面产生的影响

在施工过程中，人们的行为会对高边坡产生影响，会造成其的不稳定性，例如，在挖掘过程中，技术人员会采用大型的设备辅助施工，而大型设备发出来的震感就会使周围的土体发生变化，一直处于动态的活动中，从而会在一定程度上导致滑坡的事故，此外，对排水的处理以及挖掘的时候，都会影响着稳定性，增加了不安全的因素。

2.2 自然环境因素

由于在开展道路施工过程中，受自然环境因素的干扰比较大，因为道路施工一般都是选在空旷的地块进行的，因此自然环境对建筑施工环境有着直接的影响。例如，在复杂的地质环境中，一定会对地基的建设有着更严格的标准，如果没有处理好就会对构造安全产生非常不好的影响。如果是在地下水位线太深的地域，在雨季开展挖掘工作的过程中，就会面临持续降雨，导致无法将积水排出，就会造成地基坍塌或者是由于雨水浸泡时间过长进而降低了地基的承重能力。如果是在严寒地域的冬季施工且没有相对的应对措施，工程就会遭受到冰雪的覆盖进而使工程的质量受到影响[2]。因此，条件非常差的环境，不但会对施工的速率产生影响，还会使施工材料等受到破坏，进而导致工程质量产生问题。

3 市政道路路基填筑施工工艺

3.1 施工准备

准备工作必须在公路建设正式开工前完成，包括全面施工调查。通过系统验证设计数据的安全分界；进行彻底的绿化试验和道路充填试验；测量标高。对填挖方的调查应当详细，如路线状况、道路状况、地下水状况、基地薄弱环节等。在特殊情况下，调查期间必须及时通知有关机构，以确保后续项目顺利进行。在正式调试前定期检查进度，例如，按图纸和相应的建议，并检查控制桩的状态，也可以结合测量结果生成系统的测量结果报告，报告应由监理工程师审阅，然后由监理工程师签字。

3.2 处理路基表面

在路基填筑施工前，需要根据工程所在位置的地质实际情况，对路基表面清表处理。通常情况下，清表处理的厚度应控制在20～30cm。对于施工中遇到的个别耕植土层或腐殖土层，可适当增加清表处理的深度。处理时，辅助挖掘机械设备、装载机械设备与推土机械设备执行作业。根据《城市道路路基设计规范》（CJJ 194—2013），结合工程项目施工设计要求与地表表层土情况，进行地表灌木、植被、垃圾、淤泥、作物、根系等杂物的集中清理。完成处理后，对路基表层降水处理，并在路基的两侧位置设置土沟形式的排水渠道[3]。当施工的路基高度小于低洼路段时，应增加边沟的开挖深度，保证对地表排水的及时性，降低地表水对市政道路路基结构稳定性的影响。同时，对路基结构沿线水位实时检测，掌握不同状态下地下水的水情。

3.3 路堑开挖

路堑开挖过程中需要以基底标高为依据，控制开挖量，避免出现超挖情况，现场可以用推土机、挖掘机等设备从上而下开挖，并通过临时便道将开挖的土方及时运输出去，可以作为路基填方使用。路堑开挖过程中，需要利用推土机配合平地机开展路堑平整工作。现场极容易出现大量的地下水，对此，现场技术人员要及时开挖排水沟清除地下水，避免路基长期浸泡，降低其承载强度。对于水量丰富的地区，则可以采取透水性较好的材料进行路基换填处理。

3.4 填料选择

（1）对于填料的选择，应该在测量材料标准后进行填筑工作。在路基填筑的过程中，对陆地区域内的土料应当确定用量后，施工单位根据文件的要求，对区域内的土料检验和取样调查等。通过对区域土料的调查，包括土壤的含水率，塑限、液限，标准及实验测量CBR 强度试验以及土壤的密度、膨胀量等分析，如果外表面具有很多的垃圾、树根等掺杂物，会对土料有较大的影响。

（2）对选择的土料分析检测后，如果其液限指数大于51%，塑限指数大于27%。填料含水量应在（17.9%±2%），则对于路基长路填入土料的CBR 值应不小于6，用于下路床填筑的土料CBR 值应不小于4。对于土料的强度检测，可以通过对添加的粗料或实验检测方法来对土料进行检测。如果满足要求同时土料内的有机含量、膨胀量、密度等符合路基建设的相关标准，则可以开展填料工作。

（3）对取料机土料的检验可以得到，其塑限指数为62.8%，液限指数为28.3%，含水率为18.6%，均在要求范围内[4]。根据在不同场地以及对不同场地填料的取样来看，本次的施工建设通过填料掺加石灰来增加材料的质量。通过检测后可以得知满足CBR 的要求。在正常的施工中，可以用购买的土料开展填筑工作，在填筑过程当中也应当选用较大的运输车运送，可以提高施工效率，同时也可以加快施工进度，提升施工质量。

3.5 路基边坡软土路基处理

应遵循因地制宜、就地取材的原则，根据地基情况分段设计，采用经济合理的措施降低路堤自重和减小工后沉降。路堤边坡坡率取1.75～2.0，对于边坡总高超过6m 的路堤，采用阶梯式边坡，同时结合所选用的路基填料，根据边坡稳定分析指标综合调整。此外，还应针对其中的高风险点展开细化研究，对于存在特殊地质条件的路基，如浸水路段的水位下部分，应采用浆砌圬工防护。

4 路基填料的改良

4.1 膨胀土作为路基填料

膨胀土，顾名思义就是其构成材料都容易发生体积膨胀的现象，而且容易出现分裂，这种土壤如果没有经过加工处理就直接用于道路路基的填料，将会存在巨大的隐患。因此，可以通过和一些高品质的土壤进行中和，添加适宜的材料防止土壤膨胀。目前对膨胀土加工处理的方法有厂拌法和集中预拌路拌法。厂拌法，就是指在工厂里进行填料加工，然后把生产出来的合格填料运送到需要填筑的路段。厂拌法的主要步骤如下。

（1）在取土的地方勘察，确定取土范围和深度，然后对土壤进行科学测定，得到其干密度的数据，同时在消解熟石灰的时候，要收集过筛后的石灰，结合相关数据，按照2%的最佳布灰比例计算出每一车生石灰的摊铺面积。将取土地表修整后，对地面划格，并把石灰铺上，按照预拌技术搅拌[5]。最后，把搅拌后的混合材料运送到碎土场，把碎土过筛测定。

（2）准备好石灰。无论是在备土布灰，还是厂拌供灰的过程中，如果是袋装的石灰粉可以直接使用，如果是熟石灰，就必须把块灰完全消解后送往备土布灰处和厂拌供灰处。

（3）测定好石灰和混合料中的含水比后，计算出厂拌掺灰比。准备好所有的数据和程序后，开始拌和试生产，当生产出来的材料符合所有标准就可以开始正式运行了。把符合规格的材料运往路基建设区段。

集中预拌路拌法在施工顺序、方法和技术上都有所不同。其主要步骤是：①对取土场地布灰，控制土壤的含水比例以及掺灰比例，确保土壤“砂化”。②采用水平分层法进行路基填筑，将准备好的土料用推土机均匀铺摊在路基建设区段。③土料铺摊后，就开始对土料翻晒和破碎，并依据其中的含水量确定第二次掺灰的时间和比例。④将第二次的石灰均匀摊平后，立即对土料粉碎，然后拌和，直至其中的含灰量含水量达到标准后，用压路机稳压整平。

4.2 粉砂岩作为路基填料粉

砂岩这种土壤在很多地区都有广泛的分布，资源丰富，可以作为路基填料的良好选择。但是粉砂岩中含有大量的泥质和粉砂质，泥质容易胶结，而粉砂物质有容易碎裂、遇水容易软化等特点，所以不能直接用于路基填料，要对其进行一定的改良后才能用于正常的工程建设中。通过对粉砂岩的成分探究和实验，改良技术已经有了一定的发展，主要是在粉砂岩中添加水泥或者石灰。对粉砂岩的改良首先利用颗粒分析和击实试验的科学方法确定选取土样的基本特性，得出的结果就是，对于两种不同的土质，强风化土和中风化土，都可以采取相同的改良措施，即掺入石灰或水泥等添加剂。采取的样土与添加剂混合以后，土壤中较大粒的含量增多，而相应的胶粒减少，使得土粒相互聚集，分散程度降低，形成较为紧密的空间结构，这样可以减少土壤中的含水量，解决了粉砂岩遇水易软化的问题。其次，利用无侧限抗压强度和CBR 对比试验的科学方法分析，发现水泥比石灰更加利于粉砂岩的改良，效果更佳，更符合道路路基填料的标准要求。通过详细的实验数据分析，在粉砂岩中掺入3%的水泥，则能增强3 倍以上的强度，而加入同样比例的石灰则没有明显效果，反而会让土壤的压实度降低[6]。所以，为了解决粉砂岩锤击易碎、脱水易碎裂的问题，应该选用水泥作为添加剂，并且依据数据分析，经济效益最高的是3%的掺入比例。最后，对加入了水泥的粉砂岩进行干湿循环试验，通过试验也证实了混合材料的抗风化能力以及较强的压实度。

5 市政道路路基的质量控制措施

5.1 道路路基填方施工质量的把控

通过路基填料环节严格控制，把控路基填料的最大粒径及最小强度，不达标的填料则不可应用于施工现场。严格把控道路路基填料的填筑宽度及虚铺厚度，控制好道路路基填料的最佳含水量，通过严格控制填料来严格把控道路路基施工的填筑质量。对于施工机器设备的选择环节，要根据实验段选择的机器来配备施工机器，对道路路基的碾压次数及许可速度严格把控，从而保障道路路基填筑的施工效率及质量。

5.2 选用配套且科学的路基施工技术

在市政道路建设过程中，应根据不同的施工条件和环境差异，选择相应的施工技术，以确保总体施工质量，提高施工效率。如果施工技术不合理，可能会产生不可逆转的后果，同时危及施工人员的生命并给企业造成经济损失[7]。在实践中，应参考其他工程案例，如排水工程案例。国内西北部的环境相对平坦，采用了分散排水的方法对其建筑进行排水。但是，实践不可能按照一个方案施工，这就需要视当地情况而定，采取集中的排水方法进行工地排水，同时建筑单位也需要严格监督和管理，必须满足当地的建筑要求，严格执行监管工作，以便于后期施工和管理工作。