高速公路路基施工中填筑高含水量粉土的對策

張明

【摘要】針對高含水量粉土填筑高速公路路基存在的難點，采取相應(yīng)的措施，降低取土場土的天然含水量，提高機械利用率，加強成型路基雨季的防護，達到按期保質(zhì)保量完成路基施工的目的。

【關(guān)鍵詞】 高含水量 粉土 高速公路 路基施工

一、工程概況

濟樂高速公路K8+000～K19+350段位于山東省樂陵市西側(cè)，本合同段地處黃河等多砂河流沖積作用形成的魯北平原，地質(zhì)為全新統(tǒng)地層Q4，取土場土質(zhì)多為粉土，其特點是：（1）取土場地下水位高（地表下0.5～1.5m），而取土深度在3.0～5.0m，（2）1.5m以下土的天然含水量達到28%～36%，但土的液限卻在25%～30%，同時經(jīng)試驗土的最佳含水量僅為12%～14%，（3）粉土黏性差，雨季流失嚴重。

本合同段土方量巨大，共有粉土填筑路基220萬m3，由于紅線征地拖后近1年，工期緊，要按期完成路基填筑困難重重，因此所遇的高含水量低液限粉土填筑高速公路路基的技術(shù)問題在該地區(qū)路基施工中具有典型性和普遍性。本文將我項目部在路基施工中針對高含水量低液限粉土的采取了一系列的應(yīng)對措施作簡要介紹。

二、解決土的天然含水量大的方法

取土場土的天然含水量大，粉土的液限低，給土方施工帶來的困難：一是取土場運輸?shù)缆冯y修；二是粉土液限低造成運輸過程中發(fā)生液化，導(dǎo)致土無法運輸；三是由于土的天然含水量與最佳含水量相差太大，造成每層路基晾曬時間過長，制約工期且造成機械設(shè)備窩工，增加成本。

主要采取以下7個辦法來解決

1、取土場內(nèi)便道宜采用石灰土處理，或鋪設(shè)2cm厚鋼板。

場內(nèi)主便道灰土時，處理深度不宜小于1m，否則便道經(jīng)常會陷車，需經(jīng)常機械設(shè)備維修便道，不但會增加機械維修便道的臺班費用，還會造成機械設(shè)備窩工，嚴重影響施工進度。不宜在取土場內(nèi)用開山渣或建筑垃圾修筑便道，因為土運至現(xiàn)場還需鏵犁翻曬，土里含有石塊或建筑垃圾會損傷鏵犁，影響翻曬速度。我項目部丁塢取土場最大，100余畝采用鋪設(shè)2cm鋼板作場內(nèi)運輸便道，其他土場規(guī)模較小，大部分場內(nèi)便道采用灰土處理，工程前期也有用建筑垃圾修筑的便道，在運至現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)經(jīng)常損傷鏵犁，導(dǎo)致頻繁更換鏵犁片，翻曬速度大大降低，并造成其他機械設(shè)備窩工，影響施工進度。

2、取土場及早清表開挖環(huán)形深溝。

取土場征地完成后，要第一時間將場內(nèi)地表附著物清理干凈，可加快場內(nèi)表層土的晾曬。由于地下水位比較高，粉土已發(fā)生液化，開挖環(huán)形深溝時無法一次成型，可分兩次開挖完成，第一次開挖深度在3m左右，開挖完成開始降水，等地下水位降至水溝底附近，再次向內(nèi)側(cè)錯開原水溝位置深挖2～3m，水溝比取土深1m左右。在施工發(fā)現(xiàn)，取土場征地完成越早對施工越有利，一般要至少提前十天才不會影響正常施工。施工前期也出現(xiàn)用長臂挖機一次開挖水溝深4～5m，結(jié)果水溝很快淤至3m左右，而且淤泥再次挖出無法堆放；二次開挖沿原水溝開挖同樣出現(xiàn)挖出的土不能堆放成型，因此，二次開挖必須向內(nèi)錯開開挖。

3、取土場分層取土，嚴禁干濕土混裝。

根據(jù)取土場地下水位及土的天然含水量情況先將地表以下1.0～1.5m干土取出，干濕分離可加快施工進度，防止路基填土干濕極其不均勻，局部土干得壓不住了，局部還是碾壓出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。第二次取土要將土堆放在取土后的地面上，在取土場瀝水晾曬，嚴禁將濕土備在土場原地面，把原地面干土變?yōu)闈裢痢?/p>

4、嚴格控制路基填土厚度，及早攤開翻曬。

路基填土松鋪厚度宜控制在25cm左右，采用的鏵犁翻深最大一般在30cm，如果松鋪過厚，鏵犁翻不到底層，再加上濕土會浸濕下層土的表層部分，便會產(chǎn)生彈簧夾層，影響路基填筑質(zhì)量，這層土的翻曬時間也會加長很多，導(dǎo)致其他機械設(shè)備閑置窩工，施工成本增大，拖延工期。另外，土運到路基后，及時攤平并用鏵犁翻曬，鏵犁翻曬時，幾臺鏵犁同時在一個作業(yè)面施工，1小時內(nèi)完成一個工作面，嚴禁分頭作業(yè)，分段不宜過長，分段宜在300m左右。

5、雨季路基不能施工時，取土場降水不能停，并做好取土場內(nèi)地表、施工便道和路基頂面防排水，雨后，派人將土場內(nèi)、施工便道和路基頂面積水及時排除。2013年7月9日進入雨季，8月19日雨季結(jié)束，馬上組織恢復(fù)施工，僅僅4天后便掀起了路基大干高潮，為順利按期完成路基施工提供了寶貴的時間。

6、科學安排施工隊伍，機械設(shè)備配置合理。

由于取土場的粉土含水量高，土運至施工現(xiàn)場還需翻曬，施工隊伍必須科學安排，施工段落的長度要至少滿足1套機械設(shè)備組合的施工能力，根據(jù)現(xiàn)場實際經(jīng)驗，施工段落每段不宜低于1.5km。每個施工隊伍根據(jù)自己的施工任務(wù)，合理安排機械組合，并根據(jù)實際情況及時調(diào)整機械組合，要做到能平行流水作業(yè)，做到盡量少窩工。

7、冬季備土

魯北冬季寒冷，路基土方填筑不能施工，利用冬季先將取土場土堆高備在場內(nèi)，或新征備土場存放，合同段內(nèi)有服務(wù)區(qū)的可堆放在服務(wù)區(qū)場平內(nèi)。

三、解決粉土路基難壓實，CBR值低的問題

1、嚴格控制土的含水量

現(xiàn)場掌握最佳含水量可采用“手抓成團，扔即分散”的方法，但由于取土場土的天然含水量不均勻，可能發(fā)生局部“彈簧”現(xiàn)象。如果出現(xiàn)局部“彈簧”時要及時處理，可在天氣好時，將“彈簧”部分翻起，摻入少量消石灰，晾曬2～3h后重新碾壓，嚴禁摻拌生石灰塊。在蒸發(fā)量大的季節(jié)，可比最佳含水量高2%～3%時，即可靜壓。

2、嚴格控制松鋪厚度

路基填土的松鋪厚度受鏵犁翻深影響，松鋪厚度在25cm左右。

3、控制好路基平整度

每層路基的平整度對路基是否壓實均勻有極大影響，為獲得均勻的壓實度，在靜壓之后振壓之前須使用平地機進行精平，使平整度達到使用3m直尺測量，偏差5cm之內(nèi)。

4、摻加5%石灰增加土的CBR值

由于高含水量低液限粉土的CBR值低，施工圖中路床以下40cm設(shè)計為5%石灰土處治層。由于經(jīng)試驗該區(qū)域的粉土實際CBR值不能滿足94區(qū)土的CBR值要求，設(shè)計對94區(qū)原素土填筑變更為5%石灰土。

為縮短工期灰土采用用生石灰燜料場拌。

四、粉土路基的雨季防護

粉土路基由于粘性差的特點在雨季邊坡易被沖毀，粉土流失嚴重，一旦發(fā)生邊坡沖刷后須用灰土挖臺階分層夯實回填，費工費力，成本高，效果差，質(zhì)量難保障，因此必須做好成型路基的雨季防護。

1、設(shè)擋水埂。

在路基兩側(cè)設(shè)擋水埂，擋水埂底寬50cm，頂寬20cm，高30cm。擋水埂必須用人工踩實。

2、設(shè)臨時急流槽。

擋水埂每隔25m左右設(shè)一道臨時急流槽，路基最低處增設(shè)一道。臨時急流槽可用塑料布鋪設(shè)，注意上端一定埋深踩實，兩側(cè)用土培實。

3、設(shè)排水路拱。

由于濟樂高速公路為雙向6車道，路基較寬，路基在到93區(qū)頂前，每層設(shè)4%的人字排水橫坡，以利排水。等到93區(qū)頂面找平到設(shè)計橫坡。

4、保持路基兩側(cè)排水溝通暢不積水。

5、下雨時派人上路看護，及時疏導(dǎo)積水，修復(fù)擋水埂和急流槽，檢查兩側(cè)排水溝是否通暢無積水。

通過2013年雨季的實踐證明以上措施極為有效，本合同段內(nèi)路基邊坡基本無沖刷，相鄰合同段邊坡沖刷嚴重，兩側(cè)排水溝幾乎被沖刷的邊坡土填平。

五、小結(jié)

高含水量粉土在濟樂高速公路我合同段路基施工中取得了一定的成功經(jīng)驗，解決了制約工期的施工難點，順利率先完成業(yè)主下達的路基施工任務(wù)。在以后的類似施工時，仍需不斷總結(jié)經(jīng)驗，探索新的施工工藝。