李偉亮

（廊坊市交通技術(shù)咨詢監(jiān)理公司，河北 廊坊 065000）

1 工程概況

某公路工程路線全長(zhǎng)43.913km，按照一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，行車(chē)時(shí)速為80km/h，按照雙向四車(chē)道設(shè)計(jì)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查后發(fā)現(xiàn)，場(chǎng)地內(nèi)有垃圾填埋區(qū)，為使雜填土填埋區(qū)域的地基基礎(chǔ)承載能力滿足公路路基施工要求，需要采取相應(yīng)的加固措施，對(duì)雜填土加以處理。雜填土厚度最高的是3.0m，而雜填土底部與公路下的距離約為8.0m。建筑和生活垃圾是雜填土主要組成部分，其中含有大量的有機(jī)物，如塑料袋、灰渣等。路基施工前，要對(duì)雜填土地基進(jìn)行加固處理，下面重點(diǎn)對(duì)該公路雜填土路基加固處理方法的選取及施工要點(diǎn)展開(kāi)分析。

2 公路雜填土路基加固施工處理方法

2.1 雜填土處理加固試驗(yàn)

2.1.1 確定試驗(yàn)方案

（1）將從場(chǎng)地內(nèi)采集的雜填土樣本風(fēng)干，均勻分為三個(gè)等份，分別用1#、2#和3#表示，并采用以下幾種材料加固雜填土：石灰、水泥和固化劑。本次試驗(yàn)研究的主要目的是分析雜填土用不同材料加固后，自身強(qiáng)度的變化規(guī)律，基于此，石灰選用Ⅲ級(jí)鈣質(zhì)生石灰，水泥選用32.5#普硅水泥，固化劑選用工業(yè)土壤固化劑，其中水泥與石灰設(shè)計(jì)6種添加量，即4%、6%、8%、10%、12%、14%，固化劑的設(shè)計(jì)比例參照產(chǎn)品使用說(shuō)明[1]。按照產(chǎn)品說(shuō)明，對(duì)固化劑稀釋100倍后，與試驗(yàn)土樣混合后攪拌均勻。

（2）按照設(shè)計(jì)值，采用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)的方法，測(cè)定每種比例的試樣，從而得到各組試樣的最佳含水率及最大干密度。依據(jù)規(guī)范要求，以得到最佳含水率和最大干密度為基礎(chǔ)，將每組試樣壓實(shí)成9個(gè)平行的試件，隨后使用卡尺對(duì)試件的長(zhǎng)度和直徑加以測(cè)量，稱重后，如實(shí)記錄。處理好的試件使用不透光的塑料袋密封后，置于標(biāo)養(yǎng)箱內(nèi)，按規(guī)定養(yǎng)護(hù)，確保養(yǎng)生期間的溫度在20±2℃，相對(duì)濕度不低于90%[2]。在加州承載比（CBR）試驗(yàn)中，由于試件成型采用的方法及成型后的尺寸均不相同，所以要依據(jù)相關(guān)的試驗(yàn)規(guī)程操作，以確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）試件在標(biāo)養(yǎng)箱內(nèi)達(dá)到養(yǎng)生時(shí)間后，便可開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)，具體包括無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)等，結(jié)合試驗(yàn)所得的相關(guān)數(shù)據(jù)，分析雜填土的強(qiáng)度及變形情況。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)

（1）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)定出試件在每種劑量下的最佳含水率和最大干密度，據(jù)此，可在最佳的條件下，分析不同材料加固雜填土后的強(qiáng)度及壓實(shí)性能等技術(shù)指標(biāo)，為加固材料的選取提供依據(jù)。依據(jù)現(xiàn)行的試驗(yàn)規(guī)程，將雜填土配置為5組試樣，分別開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，以四分法采取試樣，共準(zhǔn)確試件5組，從每組試件中取土樣3.0kg。將試樣的含水率初步定為6%、8%、10%、12%和14%，依據(jù)預(yù)先設(shè)定好的比例加水，攪拌均勻，為使試驗(yàn)過(guò)程中使用的土樣能夠充分浸濕，可以在試驗(yàn)開(kāi)始前，使用塑料袋將土樣密封好保存12h，試驗(yàn)時(shí)，直接從塑料袋中取出試樣即可。

（2）當(dāng)擊實(shí)試驗(yàn)完畢后，可以從試樣中心取樣，對(duì)含水率及濕密度加以測(cè)定，并將測(cè)得的結(jié)果，代入規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)給出的公式中，分別計(jì)算出相應(yīng)的干密度，繪制出含水率與干密度的關(guān)系曲線，最終得到土樣的最佳含水率為11.1%，與該含水率相對(duì)應(yīng)的最大干密度值為1.78g/cm3[3]。

（3）向雜填土內(nèi)加入一定量的摻合料后，如水泥、石灰、固化劑等，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，能夠分別獲得相應(yīng)比例下的最佳含水率及最大干密度。由試驗(yàn)結(jié)果可知，摻合料為石灰時(shí)，石灰的含量為4%、6%、8%、10%、12%、14%時(shí)，雜填土試樣的最佳含水率依次為11.76%、12.57%、13.79%、14.34%、14.11%、13.82%；與最佳含水率相對(duì)應(yīng)的最大干密度依次為1.85g/cm3、1.85g/cm3、1.92g/cm3、2.03g/cm3、1.97g/cm3、1.93g/cm3；摻合料為水泥時(shí)，水泥的含量為4%、6%、8%、10%、12%、14%時(shí)，雜填土試樣的最佳含水 率 依 次 為12.17%、12.25%、13.72%、13.90%、14.43%、14.36%；與最佳含水率相對(duì)應(yīng)的最大干密度依 次 為1.76 g/cm3、1.81g/cm3、1.86g/cm3、1.94g/cm3、1.95g/cm3、1.99g/cm3；摻合料為固化劑時(shí)，固化劑含量為0.04%、0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%，雜填土試樣的最佳含水率依次為11.80%、13.00%、14.12%、14.51%、13.92%、13.76%，與最佳含水率相對(duì)應(yīng)的最大干密度依次為1.86g/cm3、1.91g/cm3、2.01g/cm3、2.04g/cm3、1.96g/cm3、1.91g/cm3[4]。

2.1.3 CBR試驗(yàn)

CBR是路面材料承載力的重要評(píng)定指標(biāo)之一，CBR試驗(yàn)以材料抵抗局部荷載壓入變形的能力表征，并以標(biāo)準(zhǔn)碎石的承載力作為標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)給出的路床填料最小承載比要求，具體如下：一級(jí)公路路面底面以下0～30cm深度范圍內(nèi)，填料最小承載比為8%；路面底面以下30～120cm深度范圍內(nèi)，填料最小承載比值為5%。CBR試驗(yàn)方法及要點(diǎn)如下：

（1）將標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)獲得的每種劑量石灰土最佳含水率與最大干密度作為參照，按照要求的壓實(shí)度，對(duì)所需試樣的質(zhì)量準(zhǔn)確計(jì)算，在金屬盤(pán)內(nèi)將試樣攪拌均勻，置于不透光的塑料袋中密封后浸濕，時(shí)間不少于2h。每組制備的試樣數(shù)量為3個(gè)，采用分層的方法，將土樣裝入試筒，共分三層，每一層的擊實(shí)次數(shù)相等，均為98次，擊實(shí)方法為重錘自由垂落，使錘跡在土樣上均勻分布。

（2）當(dāng)技術(shù)試驗(yàn)完畢后，將試筒的墊塊取下，隨后對(duì)試件稱重，加透水板與荷載板后，置于水槽內(nèi)，通過(guò)百分表讀取并記錄初數(shù)值。向水槽內(nèi)加入一定量的水，使水面超過(guò)試件頂面2.5cm，泡水4d，讀取百分表讀數(shù)，從水中將試件取出，靜置15min，將透水板、荷載板全部拆除，對(duì)試件重新稱重，計(jì)算出吸水與膨脹量[5]。

（3）對(duì)試件的質(zhì)量和高度測(cè)量完畢后，使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)開(kāi)展貫入試驗(yàn)，試驗(yàn)正式開(kāi)始前，先在貫入桿上施加預(yù)應(yīng)力，以45N為宜，隨后將百分表的刻度調(diào)成0，按照規(guī)范要求開(kāi)展試驗(yàn)。

2.1.4 無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)

（1）從雜填土樣本選取出具有代表性、經(jīng)過(guò)風(fēng)干處理的土樣，采用四分法將土樣均勻分為四份備用。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)得出的結(jié)果，對(duì)制成試件所需的雜填土質(zhì)量準(zhǔn)確預(yù)估，據(jù)此準(zhǔn)備充足的土樣，確保試驗(yàn)順利開(kāi)展。按試驗(yàn)規(guī)程制作試樣模具，拌和好的試樣采用密封的方法保存，時(shí)間不少于2h，制取過(guò)程中，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到96%以上。每組制備的試件數(shù)量為9個(gè)，成型后對(duì)試件的相關(guān)數(shù)據(jù)加以記錄，放入標(biāo)養(yǎng)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)。

（2）試驗(yàn)前24h，采用浸水的方法對(duì)試件養(yǎng)生，取出試件將表面的水分擦拭干凈后稱重，結(jié)果精確到0.1mm[6]。隨后使用強(qiáng)度試驗(yàn)儀開(kāi)展抗壓測(cè)試，對(duì)試件破壞時(shí)的力準(zhǔn)確記錄，依據(jù)規(guī)范給出的公式，計(jì)算出試件的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

通過(guò)對(duì)上述試驗(yàn)所得的結(jié)果綜合分析后發(fā)現(xiàn)，石灰、水泥、固化劑三種材料，都能起到加固雜填土的效果。相比而言，固化劑加固雜填土的效果，要優(yōu)于石灰和水泥，因此，可在雜填土路基強(qiáng)夯處理前，先用固化劑加固。

2.2 雜填土路基加固處理

2.2.1 固化劑加固

（1）采用固化劑對(duì)雜填土路基加固前，要先將雜填土中的雜物清除干凈，尤其是各種有機(jī)質(zhì)，避免對(duì)固化效果造成影響。在清除雜物的同時(shí)，對(duì)粒徑較大的土壤做破碎處理，并檢測(cè)土壤的含水率情況，使土壤的含水率低于最佳含水率，若是含水率過(guò)高，則可采用深翻晾曬的方法降低含水率，直至達(dá)標(biāo)為止。

（2）依據(jù)試驗(yàn)中固化劑的設(shè)計(jì)配比，即0.08%，結(jié)合待加固區(qū)域內(nèi)的實(shí)際土方量，利用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)給出的公式，準(zhǔn)確計(jì)算出固化劑的質(zhì)量，隨后加水對(duì)固化劑稀釋，并將稀釋好的固化劑裝入灑水車(chē)，分多次噴灑到待加固區(qū)域內(nèi)。在噴灑固化劑的過(guò)程中，可以借助相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備拌和土體，使固化劑與雜填土充分混合，要保證作業(yè)連續(xù)，無(wú)特殊情況的前提下，不宜中斷。

（3）稀釋好的固化劑用灑水車(chē)先噴灑50%左右，機(jī)械設(shè)備拌和兩遍以上，隨后對(duì)剩余的50%固化劑全部噴灑，利用機(jī)械設(shè)備攪拌1～2遍，每次固化劑噴灑完，都要及時(shí)拌和。灑水車(chē)噴灑固化劑時(shí)，無(wú)特殊原因不得中途停車(chē)，做到噴灑均勻，避免遺漏。需要注意的是，應(yīng)控制好噴灑量，不宜過(guò)大，確保雜填土固化后的含水率在最佳含水率的范圍內(nèi)。固化完畢后，將場(chǎng)地初步刮平，為后續(xù)的強(qiáng)夯處理提供有利條件。

2.2.2 強(qiáng)夯處理

（1）在對(duì)固化劑加固后的雜填土路基強(qiáng)夯處理前，應(yīng)先用推土機(jī)將場(chǎng)地推平，使場(chǎng)地具備強(qiáng)夯作業(yè)條件。測(cè)設(shè)控制基準(zhǔn)點(diǎn)和夯點(diǎn)，利用全站儀對(duì)強(qiáng)夯作業(yè)區(qū)域內(nèi)的邊界控制基準(zhǔn)點(diǎn)準(zhǔn)確測(cè)定，并布設(shè)夯點(diǎn)位置，用白灰或其他標(biāo)志物將夯點(diǎn)的中心標(biāo)出。

（2）本工程中，強(qiáng)夯作業(yè)采用履帶式起重設(shè)備，配以拉索牽引三軸式脫鉤器，通過(guò)鋼索將起重機(jī)的吊鉤與脫鉤器可靠連接，脫鉤器上的吊鉤掛設(shè)在夯錘的吊耳上，鋼絲繩的一端與脫鉤器的脫鉤把柄連接，另一端與起重機(jī)的軸銷(xiāo)連接。

（3）強(qiáng)夯作業(yè)前，要先確定夯錘的落距。依據(jù)設(shè)計(jì)要求，按照單點(diǎn)夯擊能，對(duì)夯錘的落距加以設(shè)定，脫鉤器與起重機(jī)的吊鉤和脫鉤拉索可靠連接后，在脫鉤器的吊鉤上，系好測(cè)繩，將脫鉤器提升至一定高度后，將拉索下端與起重機(jī)前端的穩(wěn)固部位連接。強(qiáng)夯機(jī)械設(shè)備可以沿著場(chǎng)地的長(zhǎng)邊方向，以后退的方式作業(yè)，起重機(jī)的懸臂桿擺動(dòng)范圍，應(yīng)能夠覆蓋至少3排夯點(diǎn)。

（4）當(dāng)?shù)谝槐辄c(diǎn)夯結(jié)束，應(yīng)及時(shí)將夯坑推平，之后開(kāi)始下一遍夯擊，避免兩遍夯點(diǎn)混合，強(qiáng)夯作業(yè)過(guò)程中，施工人員要對(duì)夯坑回填，避免回填不及時(shí)，對(duì)后續(xù)的點(diǎn)夯和滿夯作業(yè)造成影響。在點(diǎn)夯施工時(shí)，要做好測(cè)量工作，應(yīng)對(duì)每個(gè)夯點(diǎn)的起夯面高度、每一次夯擊的夯沉量和每一遍點(diǎn)夯的最終夯沉量加以測(cè)量，為確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器。測(cè)量同一個(gè)夯點(diǎn)每一擊夯沉量的儀器設(shè)備，應(yīng)架設(shè)在相同的位置處，以此來(lái)確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)做好點(diǎn)夯記錄，具體包括以下內(nèi)容：夯點(diǎn)的編號(hào)、夯擊次數(shù)、與夯擊次數(shù)對(duì)應(yīng)的夯沉量、夯錘重量、落距、施工日期及時(shí)間等[7]。

（5）雜填土強(qiáng)夯施工中及施工完畢后，要加強(qiáng)場(chǎng)地維護(hù)工作，對(duì)夯坑及時(shí)回填推平。在場(chǎng)地適宜的位置處設(shè)立排水設(shè)施，避免降雨后場(chǎng)地被雨水長(zhǎng)時(shí)間浸泡，影響強(qiáng)夯作業(yè)。強(qiáng)夯施工中主要機(jī)械設(shè)備，均應(yīng)要做好線路絕緣防水，確保雨季到來(lái)時(shí)，能夠正常施工，當(dāng)遇到雷雨大風(fēng)天氣時(shí)應(yīng)停工，以免誘發(fā)安全事故。安排專人負(fù)責(zé)當(dāng)?shù)靥鞖馇闆r的接收，雨前用防雨布將設(shè)備遮蓋嚴(yán)密，避免雨水對(duì)設(shè)備性能造成影響。

（6）在夜間開(kāi)展強(qiáng)夯作業(yè)時(shí)，要配置照明設(shè)備，起重機(jī)上也要有照明設(shè)施。夜間作業(yè)的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照規(guī)范操作，并由專人負(fù)責(zé)指揮，專職安全員要做好巡視檢查工作，消除隱患，避免重大安全事故發(fā)生。

2.2.3 加固效果檢測(cè)

采用強(qiáng)夯的方法對(duì)雜填土路基加固處理后，應(yīng)及時(shí)檢測(cè)加固效果，看是否達(dá)到公路施工要求。檢測(cè)要點(diǎn)如下：

（1）通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，對(duì)加固后的地基基礎(chǔ)承載力進(jìn)行檢測(cè)。強(qiáng)夯處理后貫入試驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果為每10cm有9次夯擊，說(shuō)明夯擊位置的承載力達(dá)到235kPa，而規(guī)范要求的承載力為210kPa，由此可以判定強(qiáng)夯加固時(shí)雜填土地基的承載力得到提升。

（2）現(xiàn)行規(guī)范對(duì)一級(jí)公路路基頂面的回彈模量給出明確規(guī)定，即重載交通條件下，回填模量不小于50MPa。各個(gè)夯點(diǎn)在強(qiáng)夯加固前均未達(dá)到規(guī)范要求，經(jīng)過(guò)強(qiáng)夯后，每個(gè)夯點(diǎn)的回彈模量全部超過(guò)50MPa[8]。由此說(shuō)明強(qiáng)夯處理使雜填土路基頂面的回彈模量顯著提升，達(dá)到規(guī)范要求。

3 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)公路中的雜填土路基，可以先用固化劑固化，再以強(qiáng)夯工藝處理，由此能夠使雜填土地基的承載力得到大幅度提升，從而滿足公路施工需要。未來(lái)，要加大對(duì)雜填土路基加固處理方法的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)逐步完善外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)一些新的技術(shù)，更好地為公路工程服務(wù)。