西北地區(qū)粉土質含砂性土路基填筑施工分析

摘 要 我國西北地區(qū)多為荒漠區(qū)，筑路材料缺乏。一些地區(qū)修建公路時，粉質土因工程性質差很少使用甚至棄用，因此進行大規(guī)模土方遠運，造成成本大幅提高，工期延長。本文結合寧夏境內的鹽中高速公路建設，對西北地區(qū)的粉質砂土路基施工進行了專題研究，獲取一些經驗供參考。

關鍵詞 粉土質；含砂性；路基；施工；分析

中圖分類號U4 文獻標識碼A 文章編號1673—9671一(2009)122—0019一01

1 工程概述

本工程位于毛烏素沙地西南緣，氣候干旱少雨，蒸發(fā)強烈，風沙大。地表以下0～0.6m為含砂低液限粉土或粉土質砂，再以下為含細粒土細砂、粘土質砂或粉土質砂。

2 路基填料工程特性試驗研究

粉質砂土粉粒含量高，粒徑較均勻，粘土顆粒極少，塑性指數(shù)低，毛細管發(fā)育，水穩(wěn)定性差，常規(guī)壓實工藝難以壓實。按現(xiàn)行路基壓實標準和工藝填筑的粉土路基，運營后不久，在行車的作用下，常因路基不均勻沉降而路面開裂。其中，路基壓實不足是一個重要原因。 在具體試驗中，我們選取了YK65+700一YK66+225段和YK65+300一ZK65+300位置路基填料進行了顆分試驗、選取了K65+100一K65+550和YK65+700一YK66+225位置路基填料位置路基填料進行了液塑限試驗、選取了K65+100-K65+550和YK65+700-YK66+225位置路基填料進行了擊實試驗和粉土質砂典型填料室內承載比試驗，通過將數(shù)據進行圖表和曲線對比，得出結果，該路基填料塑性指數(shù)小，粒徑較均勻，顆粒主要集中在粉粒和砂粒上，粘粒含量很少，砂粒和粉粒之間的空隙沒有更多的細小粘粒來填充，形成了所謂“搭積木”式的構架，因而在工程上會表現(xiàn)為壓實困難的問題。由于CBR值為513％，不能作為上路床填料使用。

3 路基填料施工技術試驗研究

通過室內試驗分析得出了理論結論，在實際工程當中如何運用，就需要結合施工機械的實際情況進行試驗、檢測、驗證和調整。

3.1 施工機械主要技術參數(shù) 路基試驗段施工中使用機械有：振動壓路機1臺，光輪壓路機1臺，平地機1臺，裝載機2輛，推土機1臺，灑水車3輛，裝卸車5輛。

3.2 路基施工方案的制定 在試驗段路基施工中應進行多方案的試驗研究。由于土質含水量極低，噴水灑水采用現(xiàn)場攤鋪填料后，灑水車與高壓水槍灑水相結合的方法，推土機初平后，悶料12h后，旋耕機拌合后碾壓的施工方案。翻壓路段采用路基兩側高壓水槍噴水，悶料、攤鋪、碾壓的施工方案。路基虛鋪厚度采用35mm、30cm和25cm三種施工方案。

3.3 試驗段路基施工技術參數(shù)研究

3.3.1 壓實機械組合與合理壓實遍數(shù)試驗研究 試驗時，要充分發(fā)揮振動壓路機有壓實速度快、輪幅寬、調轉靈活的作用。為了找到振動壓路機與三輪靜光輪壓路機組合碾壓遍數(shù)與土體壓實效果的最佳方案，采用20t振動壓路機、20t三輪靜光輪壓路機進行試驗路的鋪筑和觀察、測量分析。擬定的壓實方案包括：首先用光輪壓路機靜壓l遍，然后采用：(1)強振5遍；(2)弱振5遍；(3)強振2遍，弱振3遍；(4)弱振2遍，強振3遍。得出壓實結果如表1。 把第3種方案與三輪壓路機組合繼續(xù)進行試驗，擬定方案和壓實結果如表2。

由表2可以看出：第一種組合雖能達到要求的壓實度，但壓實時間較長；第三種組合達不到壓實度；第二種組合壓實速度快，效果好。根據實驗結果，選用第二種組合作實施工地實際鋪筑。 在施工時，碾壓開始時宜用慢速，隨土層逐漸密實，速度逐步提高。壓路機行走速度控制在2～4km／h。碾壓時，橫向接頭的輪跡應有一部分重疊，振動壓路機—般重疊1／3輪跡，前后相鄰兩區(qū)段亦縱向重疊1.0m～1.5m。不同情況路段碾壓順序不同，在直線路段和大半徑曲線路段，應先壓邊緣，后壓中間；小半徑曲線地段，碾壓順序宜先內側后外側。

3.3.2 施工含水量控制 影響壓實度的最為顯著的因素是含水量，其同時也影響強度和彈性模量。當含水量較小時，不易碾壓成型，即使壓實也難以粘聚致密，其強度和穩(wěn)定性都比較差。當含水量過大，增加壓實功能就會出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。由此，為了壓實后土體的水穩(wěn)性最好，要在擊實試驗確定的最佳含水量附近時進行。由于區(qū)域風沙大、蒸發(fā)量大等氣候特點，試驗段施工經驗表明，施工含水量亦控制在較最佳含水量增加(19％～2％)含水量為宜。

3.3.3 粉質土合理虛鋪厚度的確定

由于粉質土特殊性質，合理的虛鋪厚度是保證施工質量的必要前提。為此，在試驗段進行了虛鋪厚度為35mm、30mm和125cm三種施工方案的試驗研究。 基于低液限粉土的粘聚力小，振動壓路機的激振力難以影響到較深土層。因此，必須控制壓實厚度。試驗段施工表明，低液限粉土路堤填料的松鋪厚度不得超過30cm，最佳壓實厚度約為25～26cm。

4 施工注意事項

1)由于區(qū)域內風沙大、氣候干燥，含粉質土表層含水量散失較快，為了保證路基的壓實，填土前先適量灑水，增加表面含水量。2)土場集土及運土時，要隨運隨取，以減少水分散失。做到定量卸土。3)各工序之間應做好銜接。4)應設專人隨時監(jiān)控含水量，含水量過低時，應立即進行適量灑水。在初始填筑路堤缺乏經驗時，應在填料攤鋪后檢測填料含水量。填料的實際含水量不應低于最佳含水量，以大于最佳含水量1％-2％為最佳。5)在碾壓過程中，應注意輪跡的變化，避免由于扭曲造成松散。

5 主要結論

1)粉質土粒徑在0074mm～0.002mm~間的顆粒含量大于50％，級配較差，在分層填筑壓實時難以達到最理想的壓實狀態(tài)。2)粉質土壓實關鍵是要采用適當壓實設備，保證路基有足夠的強度及穩(wěn)定性。試驗段的粉質土路基壓實機械合理組合為：光輪壓路機靜壓1遍+振動壓路機弱振2遍+強振2遍+弱振1遍+光輪壓路機一檔2遍十二檔1遍。3)含水量是影響粉質土壓實的關鍵因素。施工中，工序執(zhí)行先輕壓整形封水，后振動碾壓成型；應將含水量控制在最佳含水量+1％-2％范圍左右。4)路基碾壓完后應及時檢測，檢測合格后應盡快上土進行新一層路基土的填筑。5)粉質土因其工程性質差而被公路施工中少用甚至棄用，但只要遵照設計，科學管理，合理計劃，嚴格控制，在粉質土路基是完全可以達到公路質量要求標準的。