淺談濕陷性黃土地區(qū)粉質(zhì)土路基填筑

摘要：濕陷性黃土地區(qū)粉質(zhì)土路基填筑，對(duì)于西北地區(qū)來說由于受優(yōu)良填料少的限制，是最常見的，然而由于粉質(zhì)黃土的粘合性較差，不宜板結(jié)，壓實(shí)效果差，在路基填方中也是一個(gè)難題。本文結(jié)合靖安高速公路L7合同段實(shí)例，分析了粉質(zhì)黃土路基填筑的一些施工技術(shù)，為同行提供參考。

關(guān)鍵詞：陷性黃土地區(qū) 粉土路基 填筑

粉質(zhì)黃土透水性強(qiáng)，干燥時(shí)較穩(wěn)定，浸濕后強(qiáng)度急劇下降，過干時(shí)強(qiáng)度較低但較穩(wěn)定，過濕時(shí)具有較高的壓縮性，易形成彈簧土，還會(huì)產(chǎn)生輕微收縮裂縫，不是填筑路基的理想材料。黃土顯著的特性是直立性好，同時(shí)具有顯著的壓縮性和濕陷性。

黃土在自重或外界壓力作用下，受水浸濕后土體結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生的土體結(jié)構(gòu)顯著下沉現(xiàn)象，稱之為濕陷。具有濕陷性的黃土，稱之為濕陷性黃土。目前學(xué)術(shù)界多數(shù)人認(rèn)為濕陷性黃土是塑性指數(shù)較高的偏紅色粘性黃土為濕陷性黃土，我認(rèn)為這種土體應(yīng)該納入粘性土的范疇，并認(rèn)為顏色偏黃的粉質(zhì)黃土才是濕陷性黃土，濕陷性黃土本身首先應(yīng)該是一種粉質(zhì)細(xì)粒土，而不是粘性土。下面我所討論的濕陷性黃土為粉質(zhì)濕陷性黃土的范疇。

現(xiàn)以西部開發(fā)省際公路通道內(nèi)蒙古阿榮旗至廣西北海線，陜西境靖邊至安塞高速公路路基工程第7合同段為例，對(duì)濕陷性黃土地區(qū)粉質(zhì)土路基填筑進(jìn)行淺層探討論證。

靖邊至安塞高速公路路基工程L7合同段主要路基填方為K34+000-K35+690路基填筑，及和該段路基相交的李家灣半互通式立交兩條匝道組成，填方數(shù)量約9萬立方米，所用填料為K36+690-K37+400段挖方路塹的利用方原山體土體，為細(xì)粒粉質(zhì)土，具有明顯的濕陷性，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)批準(zhǔn)的該土體最大干密度為13.1g/cm3，最佳含水量為11.9%。該合同段施工時(shí)將試驗(yàn)段選擇在了李家灣互通立交的A匝道，該匝道長(zhǎng)約300m。

1 填筑前準(zhǔn)備

1.1 施工組織設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備

路基填筑前，首先要將路基填筑施工組織設(shè)計(jì)報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師進(jìn)行審核，主要是要做好經(jīng)濟(jì)、可行的施工方案。并應(yīng)根據(jù)監(jiān)理工程師批復(fù)意見進(jìn)行組織施工。

1.2 物料機(jī)等硬件的準(zhǔn)備

施工單位應(yīng)做好路基填料的選擇，并盡早完成標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)等土工試驗(yàn)，并報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師和總監(jiān)辦中心實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)進(jìn)行平行試驗(yàn)，并獲得最佳含水量和最大干密度等標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)，以供后續(xù)施工檢驗(yàn)取得試驗(yàn)依據(jù)。同時(shí)應(yīng)根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)選擇合理的施工機(jī)械進(jìn)駐施工現(xiàn)場(chǎng)。

1.3 質(zhì)量檢驗(yàn)等軟件的成立

施工單位應(yīng)成立以項(xiàng)目經(jīng)理和總工為首的項(xiàng)目經(jīng)理部，并設(shè)立相應(yīng)的技術(shù)、質(zhì)檢、安全環(huán)保等部門，為路基填筑工作打下“人”的技術(shù)和管理基礎(chǔ)。

1.4 填筑前原地面處理

路基填筑前，應(yīng)先提前完成征地拆遷等前期準(zhǔn)備工作，然后進(jìn)行準(zhǔn)確施工放樣。在全面、徹底清除原地面表土后，進(jìn)行填筑前基底密實(shí)度處理，視具體情況，其常見處理方法有換填土層法、強(qiáng)夯法、沖擊式壓路機(jī)碾壓法。我所論述的范例靖安高速公路L7合同段，按照設(shè)計(jì)文件對(duì)原地表進(jìn)行了強(qiáng)夯，平整壓實(shí)后進(jìn)行土方填筑。經(jīng)后期對(duì)該段路基的施工及運(yùn)營(yíng)期間的持續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)夯法在濕陷性黃土地區(qū)粉質(zhì)土路基填筑中是一種非常行之有效方法，該方法可以有效的減少填方路基的沉降。

2 路基填筑

2.1 防排水設(shè)施的布設(shè)

由于水會(huì)給路基填筑帶來很大的不利甚至是巨大的損失，且粉質(zhì)黃土很容易受到?jīng)_刷流失，所以路基填筑前，應(yīng)先按照設(shè)計(jì)文件要求做好反排水系統(tǒng)，或者可以先做一些臨時(shí)排水設(shè)施，后續(xù)同步完善設(shè)計(jì)防排水系統(tǒng)。若設(shè)計(jì)文件的防排水系統(tǒng)不能滿足要求時(shí)，應(yīng)提請(qǐng)有關(guān)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)變更補(bǔ)充完善，確保路基施工期間不受到水毀。遇到有暴雨的季節(jié)，應(yīng)當(dāng)在已填筑好的路基填方邊緣設(shè)立臨時(shí)土埝擋水，在合理的位置布設(shè)臨時(shí)急流槽，并在臨時(shí)急流槽上設(shè)置防水土工布、塑料布等進(jìn)行防滲漏和沖刷，實(shí)踐證明，這一點(diǎn)非常的重要，可以使已填筑好的路基免遭水毀沖刷。

2.2 施工機(jī)具的選擇

經(jīng)過不斷的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，各種機(jī)械組合都做了試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)，簡(jiǎn)單的推土機(jī)，配合平地機(jī)，再加上一臺(tái)自重大于18t的振動(dòng)壓路機(jī)就是最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)，也是最實(shí)用的一種組合。實(shí)踐證明，對(duì)于粉質(zhì)黃土，凸塊碾等特殊壓實(shí)設(shè)備都是壓實(shí)效果不良，不經(jīng)濟(jì)的選擇。

2.3 填料的選擇

由于本例所處位置為半風(fēng)沙半干旱的黃土高原地區(qū)，無其他合適的填料，雖有紅粘土但運(yùn)距遠(yuǎn)，造價(jià)高，故選擇了就地挖方路塹粉質(zhì)黃土利用的填筑方案。

2.4 鋪筑層厚的選擇

在滿足公路路基施工技術(shù)規(guī)范的前提下，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)可行的原則，經(jīng)過試驗(yàn)，選擇松鋪厚度29cm，松鋪系數(shù)為1.3，實(shí)際壓實(shí)厚度為23cm，這樣實(shí)現(xiàn)了最大的經(jīng)濟(jì)效益，又符合規(guī)范要求。

2.5 含水量的選擇

含水量是制約壓實(shí)效果的一個(gè)最重要的因素，土體只有接近最佳含水量的情況下才能獲得最大的密實(shí)度，因此要想得到理想的壓實(shí)度，就必須要控制好填料的含水量，規(guī)范要求含水量應(yīng)控制在最佳含水量的±2﹪，而經(jīng)過我們對(duì)靖安高速公路L7合同段的大量實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐結(jié)果表明，對(duì)于粉質(zhì)黃土來說，含水量要取上限，即要取大于最佳含水量接近2個(gè)百分點(diǎn)，甚至可以將含水量控制在大于最佳含水量3-4個(gè)百分點(diǎn)，其壓實(shí)效果依然很好。如本例所在路段所用填料的最佳含水量為11.9%，實(shí)踐證明填土壓實(shí)后的含水量保持在15%以下都會(huì)有很好的壓實(shí)效果，相反若果施工含水量小于最佳含水量的情況下，壓實(shí)效果會(huì)很差。這一點(diǎn)是我們?cè)谠摱畏圪|(zhì)黃土填方路基施工以及相鄰標(biāo)段施工中取得的寶貴經(jīng)驗(yàn)，希望大家在以后類似的施工中可以批判的吸收鑒戒。

2.6 填土壓實(shí)

經(jīng)采取了不同的施工機(jī)械組合方式進(jìn)行了試驗(yàn)，其中94區(qū)和96區(qū)壓實(shí)度難以得到相應(yīng)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，后在不同位置取土，在不同的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行多次平行試驗(yàn)，證明所填土體的最大干密度和最佳含水量是沒有問題的，后經(jīng)過試驗(yàn)，通過增加灑水量，使含水量略大于最佳含水量，延長(zhǎng)夜間悶料時(shí)間等措施后，94區(qū)的壓實(shí)度較容易滿足規(guī)范要求，可是96區(qū)的壓實(shí)度還是難以滿足規(guī)范要求，在不斷的試驗(yàn)中，我們終于找到了一個(gè)艱難的辦法，就是在正常的自重大于18t的壓路機(jī)靜壓2遍，振動(dòng)碾壓2遍，再靜壓1遍收面后，用裝滿水的水罐車和裝滿土的自卸車再進(jìn)行順序疊合重壓，會(huì)取得較好的壓實(shí)效果。這個(gè)補(bǔ)強(qiáng)的壓實(shí)方法，僅供實(shí)在無法得到規(guī)范要求的壓實(shí)度的情形下參考。另外，對(duì)于粉質(zhì)黃土路基填筑，一般在沒填高3m后要進(jìn)行一次強(qiáng)夯，以避免粉土高壓縮性帶來的路基沉降，靖安高速投入使用6年之久，路基無沉降就是一個(gè)很好的例證。

3 結(jié)束語

上述是對(duì)陷性黃土地區(qū)粉質(zhì)土路基填筑的一些淺層論述，目前對(duì)于粉質(zhì)黃土填筑路基技術(shù)國(guó)內(nèi)還尚缺乏成熟經(jīng)驗(yàn)，需要更多的同仁來加入討論。我所積累的重要經(jīng)驗(yàn)就是，粉質(zhì)黃土填筑路基關(guān)鍵法寶就是要控制好土體含水量，使壓實(shí)含水量略大于最佳含水量2-4個(gè)百分點(diǎn)。