李陽鋒

(山西運城路橋有限責任公司，山西 運城 044000)

0 前 言

對于高填方路基工程來說，其具有填筑高度大、沉降累計量大等難點，對于這些難點一直都是從事公路工作的人員和一些學者所致力于解決的問題。特別是當地基的填筑材料為高液限黃土時，在施工過程中，一旦出現松鋪和碾壓等施工過程處理不當的問題，就會導致道路出現嚴重的沉降問題，甚至會使路面遭到破壞。因此，對于高液限黃土填筑的路基，要保證路基和路面結構壓實程度符合相關的要求，這樣才能夠使路基和路面的強度、剛度、穩(wěn)定性等相關的性能達到使用要求，進而延長公路工程的使用壽命。

1 高液限土的特性以及相關控制措施

1.1 高液限土的特性

本文主要對山西省長臨高速公路路基建設過程所遇到的高液限黏土進行研究，高液限土從成因上來講，是花崗巖風化都形成的殘積土，土質表面呈紅黃色，對其進行了取樣，其主要的物理指標如表1所示。

表1 土樣物理性質

根據表1中的數據可以得知，高液限黏土所具有的天然含水量很高，其含水量遠遠高于最佳天然含水量，液限高于50%，塑性指數高于26，根據其顆粒組成成分可以看出，粉粒和黏粒占的比重很大，并且最大容重相對較低。具有這些物理性質，就會使高液限黏土極易發(fā)生吸水膨脹和失水收縮的現象，土質中所含有的礦物種類、黏粒所占比重，顆粒排列、天然含水量以及土體周圍的壓力等因素都決定著土體的膨脹性。高液限黏土和其他土質存在著很大的差異，因為高液限黏土的強度和水穩(wěn)定性不可能在相同的狀態(tài)下同時達到最優(yōu)狀態(tài)。

1.2 高填方路基沉降控制措施

1)對地基進行清理。在施工之前要將原有地基表面不符合要求的土體進行清理，然后采用常規(guī)的路基壓實方法對路基進行壓實，對一些低洼地帶以及一些土質不達標的地帶，要堅決進行換填切不可為了節(jié)約成本盲目施工，要保證地表具有足夠的承載能力。

2)路堤填筑壓實。在進行路堤壓實施工時，要采用大噸位的振動壓路機，以確保路堤能夠被均勻地壓實，與此同時，對含水量的檢測次數也要相應地增加，以確保高液限黏土的具有最佳的含水量。此外，對壓實的厚度也要進行嚴格地控制，不能太厚也不能太薄，要確保每一層的壓實厚度要小于壓路機所能壓實的厚度，一般情況下，厚度要控制在24～28 cm。

3)避免路基開裂。在進行路基施工時，每一道工序之間都要緊密地接在一起，盡可能地做到連續(xù)施工作業(yè)，以防止路基出現開裂的情況。

2 填充材料振動壓實實驗

2.1 振動壓實實驗段的土質特點

對填筑材料壓實特性進行實驗時，要對其水敏感性和含水率等特性進行研究。通常情況下，良好的填筑材料水穩(wěn)性良好并且壓縮性較小。因此，對填筑材料的含水率界限以及最優(yōu)含水率進行準確地測定，是進行壓實實驗的重要指標，進而通過實驗來確定良好的壓實條件。通過對土體進行實驗測得的數據如圖1所示，根據圖1中的數據可知該填筑材料屬于高液限土。

圖1 深入深度與含水率關系曲線

填筑材料的含水率大小與壓實效果有著密切的關系，不同含水率的土體其壓實效果也有著很大的差異，填筑材料達到最經濟的壓實效果時，其含水量一定是最佳狀態(tài)的。因此，要提前將填筑材料的最佳含水率測定準確，以確保實驗可以順利的進行。

從圖2中可以得知，該實驗段的土質最優(yōu)含水量為14.2%，最大干密度為1.84 g/cm3。

圖2 填料沖擊實驗曲線

2.2 試驗所使用的設備

路基的壓實效果不僅與其含水率有關，與壓實設備也有一定的關系，不同型號的壓實設備所帶來的壓實效果也是不同的，該試驗所采用的設備型號為：1臺HXD20壓路機、2臺PC200挖掘機、2臺ZL50裝載車、6輛12T自卸車、1輛YCT-25kJ沖擊碾壓機以及1輛T-140推土機。

2.3 試驗的相關流程

試驗段的所有施工流程與施工方案都是一致的，嚴格地按照標準的施工要求進行的。相關的流程如下：取土上土、攤鋪整平、含水量檢測、機械碾壓、每2 m進行一次沖擊碾壓、測量及試驗檢測、資料收集、下層填筑。

2.4 試驗結果

試驗段的長度為100 m，填筑層數為3層，所采用的壓實設備與實際工程施工中的設備一致，壓路機的評論速度控制在1.5 km/h，并且填筑材料的含水率都大于14.2%，試驗根據不同的松鋪厚度，對其進行不同次數的壓實，具體內容如下：厚度為30 cm時，壓實次數為3～9次，厚度為25 cm時，壓實次數為3～8次，厚度為20 cm時，壓實次數為3～7次。試驗結果如表2～4所示。

表2 松鋪厚度30 cm壓實結果表

表3 松鋪厚度25 cm壓實結果表

表4 松鋪厚度20 cm壓實結果表

3 高液限黏土的壓實特性

土體顆?？紫吨g存在的空氣是要靠碾壓工藝排除的，通過對土體進行碾壓可以排除空氣使其顆粒向一起靠攏進而達到土體密實的效果。根據上述的試驗可知，碾壓是不能夠將土體中的水擠出來的。進行不同擊實功率進行試驗時，最佳含水量和最大干密度的值雖然有所不同，但是當土體都處于最大干密度時，其土體內部的空氣含量是相同的，黏土的空氣含量一般在4%左右，即使黏性土的含水量較高時，其土體內依然有2%左右的氣體。由此可知，高含水量的黏土是很難對其進行壓實的。如果試圖通過增加壓實次數來提高土體的密實程度的話，就會導致土體發(fā)生剪切破壞，因此，含水量高的黏土不能夠直接作為路基的填筑材料。

3.1 壓實度與含水量的關系

在實際的施工過程中，通常比較常見的是含水量較低的高含水量土。高含水量的土是對于規(guī)定的要壓實度而言的，換句話說，就是當土體的含水量超出一定的容許值時，在對其進行壓實時，其壓實度就達不到規(guī)定的值了。高含水量土就是指含水量大于容許值的土體，其計算公式如下所示：

3.2 高含水量土壓實

在對土體進行碾壓時，不僅能夠讓土體顆粒之間相互靠攏，還可以排除土體中的空氣進而使土體達到密實，然而要通過增加壓實次數的方式是不可能將氣體全部排除的。反之，過度的壓實會導致土體中的氣體受到壓縮，進而導致土體內部的應力增加，這樣土體就會形成很多裂縫，出現“彈簧”現象，在很大程度上降低了土體的承載能力。稠度在1.0～1.1的潮濕性黏土，如果對其采用重型的壓實方法時，就會使土體形成“彈簧土”。根據相關單位的研究結果顯示，這類土即使曬干，其本身也極其地不穩(wěn)定，當其受到水或者潮濕氣的侵入后，土體的相對含水量就會迅速升高，密度和強度也隨之降低很多，直到其稠度降到1.0～1.1時，才趨于穩(wěn)定，對于這類土進行重型擊實是不可行的，采用輕型擊實方式是比較合適的，因為如果壓實功率過大，就會使土體的內部發(fā)生剪切破壞，進而降低其承載能力。因此，要將壓實層進行適當的減薄，每層的厚度在15～20 cm為宜，這個厚度對土體的翻曬以及碾壓施工有一定的優(yōu)勢，另外進行壓實施工的設備最好使用輪胎壓路機，這樣對土體的壓實效果會更好一些。

4 結 語

路基的壓實質量與填筑材料的特性和密度有著必然的聯(lián)系，因此，要想使路基的壓實效果更好，就要對土體的最優(yōu)含水率進行精準的測定，此外還要對填筑材料的松鋪厚度和碾壓次數進行合理的安排。希望本文對這些數據的相關分析和研究結果，可以為日后進行類似工程施工時提供一些參考價值。

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