張健 劉明明

(中建七局交通公司,河南鄭州 450000)

黃土路基填筑施工技術淺論

張健 劉明明

(中建七局交通公司,河南鄭州 450000)

通過省道323線一級公路黃土路基施工,在分析黃土工程性質的基礎上概括論述了黃土地區(qū)排水處治,濕陷性黃土地基處理,陷穴處理方法以及黃土路基填筑施工要點,達到了預期的目標。

黃土路基 排水處治 陷穴處理 地基處理 路堤填筑

黃土是第四紀的一種特殊堆積物，是在干燥氣候條件下形成的一種具有灰黃色或棕黃色的特性土，黃土在我國主要分布在大陸內部干旱和半干旱地區(qū)，其中以黃土高原的黃土沉積最為典型。黃土的礦物組成主要為石英、黏土礦物等，粉粒含量高，顆粒粒徑0.05mm～0.005mm占總重量的50%以上，質地均一，結構疏松，孔隙率很高。土中含有碳酸鈣等易溶鹽類，遇水溶解形成沖蝕，無沉積層理，垂直節(jié)理發(fā)育，在一定壓力下受水浸濕后，土體結構迅速破壞，而發(fā)生顯著下沉。由于黃土存在上述特性，大量實例表明工程建設過程中或竣工后由于水的侵入出現(xiàn)沉陷、失穩(wěn)甚至水毀等質量問題。

1 項目概況

省道323線地處豫西新密、登封兩市境內，是聯(lián)系鄭州市南部城市之間的重要通道之一，它的建設增強了鄭州與新鄭、新密、登封、洛陽四市南部地區(qū)的交通和經濟的溝通，促進區(qū)域經濟的進一步協(xié)調發(fā)展，項目建設里程全長85.211公里，道路沿線濕陷性黃土不良地質分布范圍大，為典型的黃土地區(qū)。

圖1 黃土路堤填筑工藝流程圖

2 施工技術要點

2.1 排水處治

路基排水的目的是使路基及基底經常處于干燥、堅固和穩(wěn)定狀態(tài)，把地下水、地表水及氣溫變化對路基產生的病害降至最低，從而提高路面的耐久性能。對地表水應采取攔截、分散、防沖、防滲等進行綜合排水規(guī)劃，防止地面水下滲，減少地基濕陷性下沉。地下排水設施用暗溝，滲溝、滲井等，特點是以滲透方式排水，當流水量較大時采用地下管道的方式。施工時應特別注意高路堤施工，應在兩側或一側（超高段）設臨時阻水設施，以防雨水沖毀邊坡，路堤填至設計高程后，應根據(jù)排水系統(tǒng)及時修筑外側邊緣的攔水、截水溝構造物和急流槽，將水引至坡腳處。

2.2 黃土陷穴處理

黃土陷穴是黃土地區(qū)路基的常見病害，應進行認真處理。首先要進行陷穴探查，探查方法主要有：目測調查、錐探調查、電探調查、挖深調查和鉆探調查等。

黃土陷穴處理范圍，應視具體情況而定，處理方式可采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施，開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。(1）開挖回填夯實適用于各種形狀的陷穴，填料一般采用改良黃土，本工程采用的5%水泥土處理，分層回填、夯實。(2）灌砂法適用小而直的陷穴，將陷穴充填物清理干凈后，采用干砂灌實整個洞穴。(3）灌漿法適用于洞身不大，但洞壁起伏曲折較大，并離路基中線較遠的小陷穴。施工時先將陷穴出口用草袋裝土堵塞，再在陷穴頂部每隔4～5m打鉆孔作為灌漿孔，待灌好的土漿或水泥漿凝結收縮后，再在各孔作補充灌漿，一般需要重復2～3次。

2.3 地基處理

因地基土層具有較強的濕陷性和較高的壓縮性，本工程采取了墊層法處理，在高填方地段采用強夯補強。（1）墊層法即清表30cm后回填50cm4%的水泥土。因無機膠體料的加入，墊層的力學濕度指標如不透水性均大幅度提高，它消除了墊層范圍內的濕陷性，減輕或避免了地基因附加壓力產生的濕陷，這種施工方法施工簡便易行，效果顯著。（2）強夯采用重20t的夯錘，落距10m，夯點成正方形布置，處理范圍為路基坡腳外5m。通過強夯，有效的解決了地基在地路堤自重和活載作用下產生的壓縮下沉。（3）為加強填挖交界面的結合，可采取開挖土質臺階、強夯或用土工釘來加強結合、防止在結合處被拉開。

2.4 黃土路堤填筑施工工藝

2.4.1 工藝原理

通過填前試驗段施工和控制填筑時的含水量以及采取合理的碾壓、迅速的封閉等施工工藝，解決黃土干燥時堅硬不黏結，含水量過高時易形成彈簧土、產生收縮開裂等問題，從而保證黃土路堤的填筑質量。黃土路堤填筑工藝流程圖見圖1。

2.4.2 填筑工藝

黃土壓實對水很敏感，含水量控制較難。（1）施工之前先進行黃土路堤試驗段的填筑，以取得最佳填料含水量、松鋪厚度、碾壓方式和遍數(shù)等填筑控制參數(shù)。（2）黃土路堤的壓實應分層填筑，在施工中為防止水分的蒸發(fā)，應做到快填、快壓，實踐表明碾壓時間的控制是黃土填筑壓實度能否達標的關鍵因素之一。（3）黃土本身保水性差，施工時應加強取土場和碾壓時的含水量監(jiān)控，高溫季節(jié)更應注意，含水量存在偏差時，對翻松的黃土進行涼曬或灑水燜料，防止出現(xiàn)“干面粉”及“彈簧土”現(xiàn)象的出現(xiàn)。

疏松的路基填料必須經過充分的壓實才能獲得足夠的強度和穩(wěn)定性。經過充分壓實的路基，在行車荷載和自然因素的作用下，產生的塑性變形較小，而壓實度低的路基則會產生較大的塑性變形。為此要做到：（1）路基施工中如發(fā)現(xiàn)土質有變化，應及時補做土工試驗。（2）選擇合理的壓實機具及根據(jù)壓實機具的組合形式、選擇適宜的壓實厚度和碾壓遍數(shù)，盡可能采用羊角碾，大噸位靜碾壓路機及大噸位輪胎壓路機的組合模式碾壓路基。（3）為保證路基邊坡壓實度和穩(wěn)定性，填土時路基邊坡兩側各加寬50cm。（4）對填高超過20m的高填路堤應盡量安排早施工，早完工，以便工后沉降及時完成，施工時應按設計要求預留工后沉降量，并實時進行沉降觀測。（5）施工壓實度檢測要及時、快速，發(fā)現(xiàn)不符合要求的地段要及時進行補壓處理，以確保填筑質量。

2.5 邊坡防護

黃土地區(qū)路堤邊坡在風化、滲水、濕陷、超載等因素的作用下，易發(fā)生剝落、掉塊、沖溝和崩塌等坡面變形，成型后的黃土路堤邊坡應及時拍緊、整平和防護，防止路表水沖刷。（1）護坡基礎應分段開挖，完成一段，砌筑一段，并隨時按施工圖要求將基坑回填、封閉。（2）多級高邊坡采用拱形骨架輔以植草防護，不僅能固結邊坡，防止雨水沖刷，還能覆蓋表土、美化環(huán)境。（3）路堤經常浸水的迎水坡面，采用漿砌片石護坡。（4）對于易受水沖刷，坡面剝落較嚴重，坡腳易破壞的路段，采用漿砌片石擋土墻處理或高強土工格柵。

3 黃土路堤質量控制要點

（1）黃土路堤施工要選擇在旱季施工，必須雨季施工時，要集中力量快速施工，其工作面隨時保持不小于4%的橫向排水坡度。

（2）搞好施工圖現(xiàn)場核對，認真進行地基土濕陷性及陷穴調查，制定合理的地基處理方案和施工措施，保證地基處理的效果。

（3）填筑時要采用重型壓路機塊填、快壓，嚴格控制黃土填料的含水量，采用大噸位的壓實機械進行碾壓。

（4）堅持合理的施工程序。嚴格按照地質調查→現(xiàn)場核對→防排水設施→場地平整→地基處理→路堤填筑的程序組織施工。

4 結語

黃土地區(qū)路基施工，首先要認識黃土的工程特性，根據(jù)其特性因地制宜地從施工工藝、施工機具、配套設施等各個方面進行控制，方能使黃土路堤填筑質量得到保證。隨著對黃土特性的進一步加深以及工程技術的不斷發(fā)展，黃土路基填筑也必將得到更為科學、有效的控制。

[1]張洪亮,王秉鋼.黃土地基壓實標準研究.山西建筑,2008年05期.

[2]濕陷性黃土地區(qū)建筑規(guī)范.GB50025-2004.

[3]采空區(qū)公路設計與施工技術細則.JTG/T D31-03-2011.

[4]公路路基施工技術規(guī)范.JTGF10-2006-2011.

張健,男,工程師,中建七局交通公司,鄭州;

劉明明,女,工程師,中建七局交通公司,鄭州。