西非熱帶雨林地區(qū)石方填筑路基的施工探究

高望將　李正元

摘 要：為確保非洲公路工程項(xiàng)目路基工程質(zhì)量，規(guī)范路基施工作業(yè)程序，根據(jù)西非熱帶雨林地區(qū)路基工程的施工特點(diǎn)和筆者自身的施工經(jīng)驗(yàn)對(duì)路基石方填筑施工技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，限于水平和經(jīng)驗(yàn)，加之時(shí)間比較倉(cāng)促，不足之處在所難免，懇請(qǐng)批評(píng)指正。

關(guān)鍵詞：西非熱帶雨林地區(qū)；石方填筑路基；施工

1 西非熱帶雨林地區(qū)的環(huán)境特點(diǎn)

河灘沉積和湖相沉積軟土厚度一般小于20m，湖相沉積也有厚達(dá)100m以上的。丘陵谷地相沉積，山間洼地的軟土厚度為7～10m，靠山邊淺，谷中心深，具有較大的橫向坡。

軟土地帶一類是粘土或粉土顆粒含量較高的軟弱土，另一類是孔隙率大的有機(jī)土、泥炭、松砂組成的土層，地下水位高，受荷后產(chǎn)生沉降甚至滑移，影響路基和構(gòu)造物的穩(wěn)定。

西非熱帶雨林地區(qū)填筑路堤要解決兩大問題：一是過大的沉降和變形；二是路基的穩(wěn)定性。軟土地基條件較差的地方有：軟弱堆積層很厚的地方；半挖半填處；軟土層基底傾斜度大的地方，路堤發(fā)生滑動(dòng)破壞的危險(xiǎn)性很大。

2 西非熱帶雨林地區(qū)填石路基處理方法

2.1 填石路基的水中施工

沿海、湖、河、池岸邊或穿過水域修建石方路基，當(dāng)為砂質(zhì)地基或厚度在10m以內(nèi)的薄層軟土，施工水位以下填石，在無法排水的情況下采用豎向填筑法逐步向前推進(jìn)。

用于水中填筑的石料必須是抗壓強(qiáng)度小于30MPa不易風(fēng)化的開山片塊石，嚴(yán)禁風(fēng)化巖石和浸水后容易崩解的巖石混入填料中去。水中施工選用粒徑不小于30cm的大片石和塊石進(jìn)行豎向填筑，按路線中線在路基全幅范圍自中間向兩側(cè)沿水面邊緣傾填，采用大型推土機(jī)（≥180馬力）碾壓，以形成運(yùn)輸通道。

沿路基橫斷面方向，人工拋填和機(jī)械推運(yùn)相結(jié)合，當(dāng)塊片石填至水面以上0.5m，采用大型推土機(jī)來回碾壓，強(qiáng)力將片石擠入軟土層，并重復(fù)拋填片石回填沉落部分，繼續(xù)強(qiáng)力碾壓至無明顯下沉為止。

以凈重16t以上的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓填筑層片石，每層碾壓12遍，盡量選擇壓實(shí)功能大的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行強(qiáng)振。

按上述方法，逐段向前推進(jìn)，填筑過程要保證路基的設(shè)計(jì)寬度。

水下豎向填筑全部完成以后，在碾壓好的大片石上，以小片石和石渣嵌縫填隙，該層位高出水面50cm。其上封填天然級(jí)配砂礫石反濾層，此砂粒層填厚度為15cm。

在砂礫墊層上，按中樁樁距每20m在橫路基方向左、中、右三處布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，分級(jí)加載，按水平分層填筑實(shí)施。加載沉降每日觀測(cè)，在沉降量小于2cm的情況下繼續(xù)加載填筑。

砂礫墊層以上的各施工層，在石料豐富地區(qū)，可繼續(xù)分層填石。對(duì)于軟土層較差的路堤填筑，當(dāng)每日填筑厚度有限制（如5cm/d）的情況下，宜用合符規(guī)范要求的土分層填筑。

為盡量減少豎向填筑厚度，施工時(shí)盡量選擇枯水季節(jié)。在水庫(kù)、堰塘填筑路堤，應(yīng)盡量排水減少水深，增加施工水位以上的分層填筑范圍，至少應(yīng)滿足路槽底面以下105m厚度實(shí)施分層壓實(shí)法施工。

2.2 山間谷地軟土層填石路基

山間谷地軟土分部特點(diǎn)，由于自山邊向谷中心形成較大的橫向坡度，軟土厚度由淺及深，最大厚度可達(dá)10m以上。這種傾斜坡度的軟弱堆積層，又是半挖半填的路基設(shè)計(jì)，于公路路堤是最不利的，在設(shè)計(jì)選線中應(yīng)堅(jiān)決避免，路基一側(cè)臨山、一側(cè)臨近谷地的水塘邊緣填方路堤發(fā)生滑動(dòng)破壞的危險(xiǎn)極大。設(shè)計(jì)上的處理方法有兩種：一是靠山的全挖方路基，避開低處的軟土層；一是將填方路基置于谷地軟土帶最低處，按軟土地基常規(guī)設(shè)計(jì)和施工路堤，谷地兩側(cè)是相對(duì)位置較高的山坡，根本上排除發(fā)生谷地中路堤滑移的情形。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避開軟土傾斜地基，工程技術(shù)人員可以從地形地貌和水、土分布上來進(jìn)行觀察，也可以觸探儀器進(jìn)行地質(zhì)勘探。當(dāng)公路路線無法避開時(shí)，應(yīng)將低位一側(cè)軟土進(jìn)行處理，施工水泥攪拌樁或水泥粉噴樁對(duì)軟土進(jìn)行加固，或?qū)⒌偷囊粋?cè)軟土進(jìn)行開挖置換，以片塊石回填在好的的地基上，應(yīng)比軟土層高出50cm以上，其上部再以小粒徑石質(zhì)填料進(jìn)行分層壓實(shí)法施工。

2.3 開挖置換法

使用挖掘機(jī)械和疏浚機(jī)械將地基表層的軟弱部分挖棄清除，以優(yōu)良的滲水性材料回填，用碾壓機(jī)械進(jìn)行分層壓實(shí)，對(duì)地基進(jìn)行改良。上部按填石路基的方法填筑。

當(dāng)?shù)鼗韺榆浲梁穸仍?m左右，將軟土層全部挖棄，然后以石質(zhì)材料或礦渣、粉煤渣等回填；當(dāng)?shù)鼗^弱，層厚度較厚時(shí)，僅將表層1～3m厚度淤泥換除，換填砂礫或塊片石，其下部的深層軟基視公路等級(jí)采用其他方法處理。開挖置換法在干處軟土地帶施工較為方便。水庫(kù)、堰塘等處的軟基宜先排水疏干，開挖井字形排水溝將塘底積水引至低洼處全部排除，以利淤泥的挖運(yùn)作業(yè)。

開挖置換使用的機(jī)械，應(yīng)使用裝有履帶的拉鏟挖土機(jī)和履帶較寬的濕式推土機(jī)，因著地壓力相對(duì)較小，在軟弱層上行駛較為方便，海灘、湖邊用以施工作業(yè)可提高生產(chǎn)效率。

2.4 強(qiáng)夯及復(fù)合加固法

2.4.1 強(qiáng)力夯實(shí)濕軟地基

強(qiáng)夯法適用范圍：在工程實(shí)踐中，對(duì)非飽和土夯擊時(shí)，能立即引起地基土很大沉降，效果非常明顯。此外，強(qiáng)夯法適用于砂土，含水量低于25%的回填土，塑性指數(shù)等于和小于17或粒徑小于0.005mm占30%以下的表層或淺層粘性土也可采用。

強(qiáng)夯給地基土以強(qiáng)大能量的夯擊，迫使土顆粒重新排列，排除空隙中的水，降低壓縮性，從而提高地基土的強(qiáng)度。

在濕軟地基上按強(qiáng)夯法施工填石路堤，可以將強(qiáng)夯分層填筑厚度作一點(diǎn)調(diào)整，即上部各分層厚度按4～5m一層，靠近地基的第一分層厚度降為2～3m，施以上層相同的能力級(jí)強(qiáng)夯，就可以同時(shí)起到加固地基的作用。單純的強(qiáng)夯地基，濕軟地帶尤其是飽和軟土強(qiáng)夯，表層宜鋪設(shè)0.5-1.0厚墊層，一方面滿足機(jī)械行走和開始夯擊時(shí)夯錘不至于下陷太深的需要，另一方面墊層可作為排水層和改善地基土受力條件。強(qiáng)夯處理地基可使土的壓縮性明顯降低，提高承載力，使地基強(qiáng)度趨向均勻，地基深處土得到改善。

2.4.2 強(qiáng)夯擠淤加固法

單純的拋石擠淤使用較多，且有較大的沉降量。采取強(qiáng)夯擠淤加固法，能滿足鋪筑高級(jí)路面的要求。對(duì)于厚度不大的淤泥層，一般控制在5m以內(nèi)，采用片塊石填筑再施以強(qiáng)夯，強(qiáng)迫硬質(zhì)塊片石擠到淤泥底層硬土層上，同時(shí)將大部分淤泥擠出，部分淤泥和小石料一起擠入大石塊縫中。待填筑到淤泥層面以上后，按常規(guī)方法填筑路堤。

2.4.3 強(qiáng)夯拌合法

在飽和軟粘土地面用石渣、碎石、礦渣、鋼渣、粉煤灰等任何二種材料鋪設(shè)墊層，厚度0.5～2.0m以夯錘施以高能量的夯擊作用，迫使上部墊層與下伏軟土發(fā)生機(jī)械混合，改變軟土性質(zhì)，使整體剛度加大，提高基底的承載力，再在其上分層填筑路堤。

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