濕陷性黃土路基施工作業(yè)

李世雄

摘要：以臨午改建工程為例，對濕陷性黃土路基的施工措施工程應(yīng)用進行介紹。

關(guān)鍵詞：濕陷性黃土；路基；處理；施工

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：A文章編號：1000-8136(2009)35-0049-02

濕陷性黃土是一種在干燥情況下，具有較高強度和較低壓縮性，遇水后在一定外力作用或在自重作用下強度驟降的一種特殊巖土。它廣泛分布于我國甘肅、寧夏、陜西和山西等黃土高原地區(qū)。其中以03馬蘭組黃土最具有代表性。濕陷性黃土對公路工程的工程危害主要表現(xiàn)為遇水后的不均勻沉降，引起公路路面大面積開裂、下陷，從而引起其他次生公路病害，進一步加劇黃土地基的濕陷性，引起惡性循環(huán)。所以公路工程中的濕陷性黃土路基的施工質(zhì)量直接影響整個公路的施工質(zhì)量以及后期運營期養(yǎng)護工程。

省道臨午線位于山西省臨汾市西北地區(qū)，公路等級為23m寬的四車道一級公路，設(shè)計行車速度為60km／h。設(shè)計荷載100kN.m。沿線經(jīng)過汾河階地、昕水河階地和山前臺地。在河流階地以及山前臺地地表覆蓋有厚度達5m～9m厚濕陷性黃土，濕陷等級為Ⅱ級自重濕陷。因此，濕陷性黃土地區(qū)路基的施工措施恰當與否對整個項目的工程質(zhì)量至關(guān)重要。

省道臨午線K15+900～K17+100段為山前臺地，地表覆蓋9m厚Ⅱ級自重濕陷性黃土，地表沖溝、陷穴發(fā)育。設(shè)計中對填方路段原地面清表后采用1000 kN.m夯擊能強夯處理消除濕陷性，對于挖方路段挖至距離路床后采用1000kN.m夯擊能強夯處理消除濕陷性并設(shè)置30cm后灰土封層。對于高擋土墻及橋臺地段則采用灰土擠密樁消除整個濕陷性土層的濕陷性。施工過程中根據(jù)規(guī)范要求、設(shè)計圖紙及當?shù)貙嶋H情況，對不同段落分別采取了措施。具體如下：

1填方路段

黃土路段施工過程中應(yīng)嚴格做好防排水，避免施工場地排水不暢或浸水。對各個處置措施的施工工藝均應(yīng)設(shè)置試驗段，以確定各施工參數(shù)。

1.1填方路基基底處理

在路基填筑前，應(yīng)對原地面進行處置，處置寬度應(yīng)大于路基坡腳外1／2濕陷性黃土層厚，并不小于2m。

根據(jù)設(shè)計要求，路基基底采用1000kN.m強夯處理，對于重要建筑物附近，且建筑物具有一定抗震能力的，路基基底清表后采用沖擊碾碾壓40遍。橋臺及高擋墻段落則需消除整個濕陷性土層的濕陷性。對距離抗震能力差的民房較近的段落，采用50cm的5％灰土墊層(外摻、重量比)。

選用強夯處理時，應(yīng)先進行現(xiàn)場實驗，強夯地基的黃土飽和度不應(yīng)大于80％；強夯位置距離居民區(qū)不小于150m；橫路基向強夯范圍至征地邊界；對于黃土飽和度大于80％或距離居民區(qū)小于150m的路段，按設(shè)計文件中要求考慮使用灰土樁處理或換填50cm后5％灰土處理。一般路基強夯范圍為用地界，夯點間距4m，正三角形布置，間隔挑夯，單擊夯能視地基濕陷性類型，濕陷等級以及濕陷性黃土厚度綜合確定，單擊最后兩擊夯沉量不大于5mm。點夯以后將地面平整，以1000 kN.m夯擊能滿夯，夯印彼此搭接，滿夯兩遍，每次滿夯后都應(yīng)將地面重新平整。點夯次數(shù)、沉降量由試驗段施工確定。施工時滿夯結(jié)束平整后，以每100m²不少于1點的頻率檢驗沉降值。

當采用灰土樁時，樁徑應(yīng)采用40cm，三角形布置，路基基底處理樁心距為1.5m，橋臺及臺后灰土樁樁心距根據(jù)承載力要求采用1.0m～1.3m，樁體灰與土體積配合比2：8，壓實度不小于97％，樁間土平均壓實度不小于93％。樁孔深度視填土高度，地基濕陷類型、濕陷等級以及濕陷性黃土厚度綜合確定，地基處理寬度為護坡道外緣。施工過程中，工藝控制、數(shù)據(jù)指標均應(yīng)通過試驗段施工來確定。施工結(jié)束后，由施工單位和監(jiān)理進行數(shù)點不小于3％的點挖驗檢測。

對于設(shè)置構(gòu)造物的路段需原地面處理結(jié)束后，方可進行構(gòu)造物基礎(chǔ)的開挖施工。

1.2黃土路基填筑

(1)當利用挖方黃土填筑路基時，CBR不滿足要求時，摻灰處理。

(2)路床0～30cm部分采用砂礫填筑。

(3)當使用黃土作為路基填料時，路基填筑施工每隔2.0m填高采用500kN.m的夯擊能進行強夯補壓。

(4)設(shè)置構(gòu)筑物的沖溝內(nèi)的路基，臺后換填范圍(不小于6m)的路基不容許采用強夯處理；采用填筑時構(gòu)筑物頂部4m范圍內(nèi)也不容許采用強夯處理；4m以上采用強夯時，夯擊能不得大于1000kN.m。

1.3挖方路段處理

挖方路段挖至設(shè)計標高后，進行強夯處理，并對強夯后的沉降采用6％灰土補填，為保證施工車輛對路基不行車破壞，頂部15cm設(shè)置砂礫?；彝粮羲畬硬捎梅謱勇钒璺ㄊ┕ぁＭ鈸绞遥也捎免}、鎂質(zhì)Ⅲ級生石灰。

1.4路基挖方段邊坡

黃土路段挖方邊坡應(yīng)一次性挖成型，避免原狀土擾動，嚴禁超挖后采用同填方式修整邊坡。

黃土路塹的邊坡率為1：0.75或1：1。

黃土段落的具體位置請查閱相應(yīng)的地質(zhì)報告，如果在施工中發(fā)現(xiàn)地質(zhì)與實際不符，應(yīng)及時與設(shè)計部分聯(lián)系進行調(diào)整。

1.5邊坡防護

(1)填方路基邊坡采用適合于當?shù)厣L的植被進行綠化防護，填方路基自第二級邊坡(1：1.75)以下采用網(wǎng)格骨架防護。

(2)挖方邊坡的碎落臺兩泄水槽之間布置綠化帶，綠化帶緣石高出碎落臺5cm。

(3)邊坡平臺采用25cm厚漿砌片石防護，并設(shè)置30×30cm漿砌片石平臺排水溝。

(4)對邊坡為2級及2級以上的，在土質(zhì)第一級邊坡范圍內(nèi)設(shè)置空心六角型預(yù)制塊防護。如果挖方段設(shè)置擋土墻，則只在土質(zhì)范圍內(nèi)設(shè)置六角型預(yù)制塊防護，并在挖方坡率過渡段內(nèi)做好擋土墻高度過渡。

(5)路基挖方段在沖溝處設(shè)置的急流槽，注意將進口防護應(yīng)深入沖溝壁，邊坡急流槽下及兩側(cè)可以根據(jù)需要設(shè)置干砌片石防護。

(6)黃土路基邊坡防護在施工過程中根據(jù)開挖情況適當布置。

1.6黃土路基排水

(1)路基排水系統(tǒng)由邊溝、截水溝、泄水槽、急流槽、滲(盲)溝及橋涵結(jié)構(gòu)物等組成，排水系統(tǒng)均采用漿砌片石或混凝土預(yù)制材料，排水溝構(gòu)造物底部設(shè)置15cm厚度的2：8灰土(體積比)，邊溝的灰土墊層下鋪設(shè)涂瀝青的土工布，以防滲水。

(2)路塹邊溝底部設(shè)縱向碎石滲溝(深度60cm、寬度同邊溝底寬度)。

(3)路基排水系統(tǒng)與自然地表排水系統(tǒng)必須通暢連接；邊溝必須設(shè)置到?jīng)_溝底部排水溝內(nèi)，禁止邊溝于橋頭或沖溝坡頂截止；挖方段要保證截水溝、平臺流水槽、邊坡急流槽的設(shè)置數(shù)量、長度及邊溝的順暢連接，保證順利排水。

1.7黃土路段跨越?jīng)_溝處理

(1)沖溝壁比較陡的情況下，沖溝底部視黃土濕陷程度及黃土層厚度，采用強夯或灰土樁等方法處理；沖溝壁按照每級不小

于2m寬平臺開挖成臺階狀(臺階平均坡度不大于1：1)后分層填筑路基；每級臺階填筑完成后采用1000kN.m的夯擊能進行強夯補壓。

(2)對于沖溝內(nèi)設(shè)置構(gòu)造物時，在臺后換填范圍(且不小于6m)的路基不允許采用強夯處理。采用黃土填筑時構(gòu)造物頂部4m厚度范圍內(nèi)不允許強夯，4m以上采用強夯時，夯擊能不大于1000kN.m，但橋臺臺后路基應(yīng)滿足相應(yīng)的壓實度要求。

(3)淘壁處理。沖淘處的路基填筑從溝底向上分層施工，并采取一邊填筑一邊將溝壁挖成臺階，始之咬合；每級臺階寬度不小于2m(臺階平均坡度不大于1：1，反坡4％)；每級臺階填筑完成后采用1000kN.m的夯擊能進行強夯補壓。

(4)沖溝防護：①沖溝底寬≥20m的沖溝，上下游從涵洞八字墻末端一占地界采用35cm的將砌片石進行溝底鋪砌，鋪且末端設(shè)隔水墻，墻寬50cm，深度150cm。②沖溝底寬<20m的沖溝，整個沖溝底進行鋪砌，鋪砌長度上游從涵洞八字墻末端－占地界外15m，下游從涵洞八字墻末端－占地界外10m，鋪砌末端均設(shè)隔水墻；兩側(cè)的沖溝壁根部設(shè)攔土墻，攔土墻頂寬50cm，攔土墻高度200cm，沖溝壁側(cè)墻面直立，沖溝側(cè)墻面坡度1：0.3，攔土墻沖溝壁的轉(zhuǎn)折而轉(zhuǎn)折修建。③沖溝內(nèi)的邊坡、護坡道全部采用將砌片石進行防護，沖溝溝頂外3m～5m長度的邊溝及護坡道也同樣進行工程防護。④沖溝內(nèi)的路堤迎水面邊坡采用35cm漿砌片石－護坡進行防護，防護高度為設(shè)計水位+50cm且不低于涵洞頂面高程，護坡的坡腳處設(shè)漿砌片石矩形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)頂寬60cm，深度80cm。

(5)沖溝排水：①路堤沖溝排水：邊溝水流人沖溝時設(shè)急流槽，并在急流槽底部設(shè)置消力井，尚有急流槽接人消力井，在接入路基邊溝，路堤邊溝深至涵洞口處；下游急留槽接入消力井。②挖方?jīng)_溝排水：當沖溝坡度大于10％時，將占地界外5m的上游沖溝底面整修成10％的縱坡且成水簸箕行，然后采用35cm厚度的漿砌片石進行溝底鋪砌，鋪砌后，再設(shè)一道隔水墻，其后采用拋石填筑；當沖溝坡度不大于10％時，將占地界外5m的上游沖溝按原坡度進行整修，再用35cm厚度的漿砌片石進行溝底鋪砌。③在占地界處設(shè)攔水墻，攔水墻頂面厚度50cm，高出地面60cm，深入地面80cm，攔水墻長度為沖溝的寬度；占地界外5m處設(shè)攔水墻，攔水墻頂面厚度50cm，高出地面30cm，深入地面120cm，攔水墻長度為沖溝的底寬。攔水墻中心處設(shè)急流槽，將水引入路塹邊溝，攔水墻采用M7.5漿砌片石。④鋪砌和急流槽的基地墊層：非黃土段采用砂礫10cm，黃土段采用2：8灰土1.5cm。

(6)溝填平處理：①不設(shè)構(gòu)造物的沖溝，應(yīng)采用棄土或棄渣填平造地方案，頂面覆蓋種植土后，種植沙棘林綠化；棄土或棄渣時，沖溝的形狀不必整治成規(guī)則狀，并應(yīng)將沖溝上游填滿，棄土或棄渣填土的壓實度不小于90％；沖溝下游設(shè)攔土墻截棄土，防止水土流失；②沖溝填平占地的土地類別除溝底部較寬、種植大片旱田外，一般應(yīng)按荒地、荒溝考慮，并列為永久占地；③非黃土段的沖溝應(yīng)根據(jù)溝壁的情況、溝的寬窄等進行設(shè)計，除基底強夯外，其余均應(yīng)參照執(zhí)行。

2結(jié)束語

濕陷性黃土作為在山西省廣泛存在的一種特殊巖土，對山西省公路工程的影響較大。采用經(jīng)濟、合理的技術(shù)措施對其進行處理利用，將為公路建設(shè)意義重大。