魏鵬飛

（山西路橋第四工程有限公司，山西 大同 037000）

0 引言

我國公路工程在施工中，經(jīng)常會遇到低液限粉黏土，該類型土質(zhì)的強(qiáng)度差、水穩(wěn)定弱、液限低，壓實難度高；低液限粉黏土路面易出現(xiàn)多種病害，如春季翻漿、冬季凍脹等[1]。為保證公路路基的施工質(zhì)量，提高其地基承載能力，需采取有效措施處理低液限粉黏土。基于此，以某一公路工程為例，就公路改良粉黏土路基施工技術(shù)要點(diǎn)展開探討，以供參考。

1 低液限粉黏土的特點(diǎn)

1.1 強(qiáng)度小

在低液限粉黏土中，黏粒含量少，形成的固化內(nèi)聚力較弱。若低液限粉黏土中的水分含量較高，毛細(xì)水黏結(jié)力會變小，減小低液限粉黏土的力學(xué)強(qiáng)度；若低液限粉黏土呈干燥狀態(tài)，易破碎，強(qiáng)度比較小[2]。

1.2 假塑性

低液限粉黏土的表面積比較小，土粒接觸毛細(xì)水的彎液面后，便會出現(xiàn)表面引力反作用，在毛細(xì)壓力作用下，低液限粉黏土中會產(chǎn)生一定的內(nèi)聚力，聚集土粒，以上即為假塑性。

1.3 低塑限

在低液限粉黏土表面含有負(fù)電荷，當(dāng)其受到電分子的引力作用時，就會產(chǎn)生結(jié)合水，黏粒的離子濃度、組分、分散程度等多種影響因素共同決定了結(jié)合水膜的厚度，隨著黏粒分散程度的不斷降低，塑限值就會隨之變小[3]。在低液限粉黏土中，因黏粒的分散性比較小，主要表現(xiàn)為低塑限特點(diǎn)。

2 工程案例

某一公路工程，設(shè)計速度為60km/h，路基寬度為24m，路線總長度為21km，雙向4 車道。根據(jù)地質(zhì)勘查報告發(fā)現(xiàn)，該公路部分挖方施工路段存在低液限粉黏土。在綜合考慮車輛荷載、當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境等多種影響因素后，最后決定分別選用土工格室施工技術(shù)、水泥改良土施工技術(shù)、砂礫摻配改良施工技術(shù)來改良處理挖方路段中分布的低液限粉黏土，然后將改良處理后的挖方土作為路基填方土。

3 公路改良粉黏土路基施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 水泥改良土施工技術(shù)要點(diǎn)

選用42.5R 水泥來改良處理挖方路段分布的低液限粉黏土，對填方路基施工時采用分層填筑施工工藝，每層厚度控制在30cm 左右，施工環(huán)境溫度應(yīng)控制在5℃以內(nèi)，具體施工流程為：施工前期準(zhǔn)備；基底處理；分層填筑；碾壓；包邊；養(yǎng)生；檢驗施工質(zhì)量。其中，文章不再介紹施工前期準(zhǔn)備、基底處理這兩個施工內(nèi)容。

3.1.1 分層填筑

選用自卸車將低液限粉黏土運(yùn)輸至施工現(xiàn)場；松鋪厚度控制在30cm 左右，利用平地機(jī)與推土機(jī)來進(jìn)行粗、精平處理；在低液限粉黏土層上均勻撒布2cm厚度的水泥[4]；翻轉(zhuǎn)犁在拖拉機(jī)牽引下，對水泥與低液限粉黏土進(jìn)行均勻拌和，不得出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，拌和結(jié)束后及時進(jìn)行灑水，然后再拌和1 遍，對混合料的含水量進(jìn)行檢測，檢測其是否滿足施工要求；選用平地機(jī)，對混合料進(jìn)行整平處理，按照由道路兩側(cè)到中間的順序來進(jìn)行刮平，若局部位置出現(xiàn)凹陷現(xiàn)象，需添加填料。

3.1.2 碾壓

選用振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，按照由道路兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行碾壓施工，前輪碾壓輪跡與后輪碾壓輪跡應(yīng)保證存在1/2 輪寬的重疊；依次進(jìn)行1 遍靜壓、1 遍振動碾壓、1 遍靜壓[5]；在對交接位置處進(jìn)行碾壓時，每層填筑接頭位置處至少要錯開3m，縱向搭接長度至少為2m，行輪跡之間應(yīng)保證至少存在0.2m 寬度的重疊；在水泥初凝結(jié)束前進(jìn)行碾壓施工，基層填料要保持濕潤狀態(tài)，基層填料的含水量應(yīng)比最佳含水量高出1%；在進(jìn)行碾壓施工時，嚴(yán)禁出現(xiàn)基層起皮、基層松散現(xiàn)象；碾壓施工結(jié)束后，需對基層進(jìn)行整平處理；在基層上碾壓施工過程中，振動壓路機(jī)不得出現(xiàn)急剎車、突然掉頭等現(xiàn)象。

3.1.3 包邊

在試驗路段中，為有效保護(hù)路基邊坡，對路基邊坡進(jìn)行包邊，包邊厚度至少0.3m。

3.1.4 養(yǎng)生

施工結(jié)束后，開始進(jìn)行至少7d 的養(yǎng)生；在養(yǎng)生期間，該施工路段不對外開放交通。

3.1.5 檢驗施工質(zhì)量

在此次試驗路段中，主要采用分層填筑施工方法，對水泥改良土的各項施工質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢驗。其中，水泥改良土路基施工質(zhì)量檢驗技術(shù)要求，如表1所示。

根據(jù)表1 進(jìn)行施工質(zhì)量的檢測，檢測結(jié)果具體為：在此次試驗路段施工中，水泥摻量為5%，7d、28d、60d、90d 的抗壓回彈模量分別為0.24、0.57、0.82、0.87，7d、28d、60d、90d 的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度分別為908.31kPa、1306.85kPa、1450.14kPa、1567.26kPa；水泥改良土的承載比為82.7%；在改良前，低液限粉黏土的滲水系數(shù)為7.1×l0-4cm/s，在改良后，改良粉黏土的滲水系數(shù)為5.9×l0-4cm/s。由此可知，利用水泥改良土路基施工技術(shù)，可有效改善路基的力學(xué)性能，提高路基的水穩(wěn)定性，該技術(shù)施工簡單，不但可在施工現(xiàn)場拌和混合料，也可利用拌和站制備混合料，有效提高施工效率。

3.2 土工格室施工技術(shù)要點(diǎn)

采用土工格室施工技術(shù)對低液限粉黏土進(jìn)行改良處理，對土工格室進(jìn)行分層鋪筑，在土工格室下面設(shè)置5cm 的砂墊層。

3.2.1 施工前期準(zhǔn)備

在施工前，對底基層橫坡、厚度、壓實度、高程等指標(biāo)進(jìn)行檢測，檢測其是否滿足規(guī)范要求[6]；底基層清理干凈后，鋪設(shè)5cm 厚度的砂墊層，然后進(jìn)行整平與碾壓，直至滿足施工要求為止。

3.2.2 拌和填料

選用含砂石的礫類土作為路基填料；在料場中，對填料進(jìn)行集中拌和，加入一定量的水分；填料拌和結(jié)束后，利用自卸車將填料運(yùn)輸至施工現(xiàn)場。

3.2.3 土工格室的鋪設(shè)

選用1mm 厚度的高分子聚合物焊接制成呈網(wǎng)狀的土工格室；土工格室的高度為0.2m，對土工格室的伸展性、強(qiáng)度、模量進(jìn)行檢測，保證其滿足施工要求[7]；在砂墊層中，對土工格室進(jìn)行拉展，拉展后各格室呈菱形，面積為5m×4.4m；選用高0.55m、直徑為6mm 的U 形鋼筋，對土工格室進(jìn)行固定，避免土工格室在填筑填料時變形。

3.2.4 攤鋪與整平

自卸車到達(dá)施工現(xiàn)場后，應(yīng)將填料堆放在土工格室的一側(cè)，不得將填料直接卸在土工格室上；利用裝載機(jī)在土工格室中推填填料，松鋪厚度為0.3m[8]；填料填滿土工格室后，利用平地機(jī)對填料進(jìn)行2 遍粗平與1 遍精平。

3.2.5 碾壓

路基填料整平處理結(jié)束后，開始碾壓路基填料。選用振動壓路機(jī)，按照由兩側(cè)到中間的順序進(jìn)行碾壓；依次進(jìn)行2 遍靜壓、2 遍微振、2 遍強(qiáng)振、1 遍靜壓；碾壓施工結(jié)束后，利用平地機(jī)，對基層進(jìn)行刮平處理[9]。

3.2.6 施工質(zhì)量的檢測

在此次試驗路段中，主要采用土工格室施工技術(shù)，應(yīng)對改良后路基的各項施工質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行檢驗。其中，土工格室施工質(zhì)量檢驗技術(shù)要求如表2 所示。

表2 土工格室施工質(zhì)量檢驗技術(shù)要求

根據(jù)表2 進(jìn)行施工質(zhì)量的檢測，檢測結(jié)果具體為：在此次試驗路段施工中，采用土工格室施工技術(shù)，路基的承載力由75kPa 上升至255kPa。由此可知，采用土工格室施工技術(shù)可使土體受到一定的側(cè)向約束力，提高低液限粉黏土路基的承載力；車輛荷載在土工格室網(wǎng)兜的支撐作用下發(fā)生分散，可降低車輛荷載對路基產(chǎn)生的橫向沉降作用。

3.3 砂礫摻配改良路基施工技術(shù)要點(diǎn)

3.3.1 分層填筑

分層填筑施工流程為：第一，利用挖掘機(jī)，開挖挖方路段的土方；第二，利用自卸車，將開挖土方運(yùn)輸至施工現(xiàn)場[10]；第三，分層填筑低液限粉黏土，松鋪厚度控制在18cm 左右，灑水整平，然后松鋪12cm 礫類土，再進(jìn)行灑水整平；第四，利用翻轉(zhuǎn)犁來翻拌混合料，施工作業(yè)深度控制在0.4m 左右；第五，利用圓耙摻拌礫類土，施工作業(yè)深度控制在0.25m 左右；第六，利用平地機(jī)進(jìn)行精平。

3.3.2 碾壓

碾壓混合料前，對混合料的施工技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢測，混合料的均勻性、含水量等均需滿足規(guī)范要求；改良后粉黏土的含水量不得超高最佳含水量的1%；利用振動壓路機(jī)，對混合料依次進(jìn)行1 遍靜壓、2 遍弱振、2 遍強(qiáng)振、1 遍靜壓，確?；旌狭系膲簩嵍葷M足規(guī)范要求；碾壓施工結(jié)束后，利用平地機(jī)，對基層進(jìn)行刮平處理；在碾壓施工前，對鋪筑土層的含水量、厚度等進(jìn)行檢測，檢測其是否滿足設(shè)計要求，并檢測混合料中是否含有雜質(zhì)；檢測結(jié)果滿足設(shè)計要求后，開始進(jìn)行碾壓施工；壓路機(jī)在碾壓施工過程中，嚴(yán)禁急剎車、掉頭。

3.3.3 施工質(zhì)量的檢測

采用砂礫摻配改良路基施工技術(shù)，應(yīng)檢測改良后路基土的均勻性、平整度、壓實度與含水量等指標(biāo)。若檢測結(jié)果不達(dá)標(biāo)，應(yīng)及時進(jìn)行返工整改。其中，砂礫摻配改良路基施工質(zhì)量檢驗技術(shù)要求，如表3所示。

表3 砂礫摻配改良路基施工質(zhì)量檢驗技術(shù)要求

根據(jù)表3 進(jìn)行施工質(zhì)量的檢測，檢測結(jié)果具體為：在該工程中，按照1∶1 的比例摻配礫類土和低液限粉黏土；改良后，低液限粉黏土的滲水系數(shù)由7.1×10-4cm/s 降低至5.54×l0-4cm/s，路基填料的承載比為95.7%，抗壓回彈模塊為81.5MPa，抗壓強(qiáng)度為408.24kPa，均滿足規(guī)范要求，通過施工質(zhì)量驗收。由此可知，利用砂礫摻配改良路基施工技術(shù)，可通過利用礫類土的骨架結(jié)構(gòu)作用減小路基填筑后的沉降量；該施工技術(shù)簡單，將礫類土鋪設(shè)在粉黏土層上方，可使水分均勻滲透至路基填料中，提高路基填料的壓實度；采用該施工技術(shù)，不需要進(jìn)行悶料，僅需16h 便可完成施工，加快施工速度，提高施工效率。

4 結(jié)語

綜上所述，在公路路基施工過程中，若挖方路段存在低液限粉黏土，應(yīng)通過采取有效措施來改良低液限粉黏土，將其作為填方路基用土，有助于加快施工速度與降低施工成本。在未來發(fā)展中，相關(guān)人員應(yīng)進(jìn)一步深入研究不良路基土改良技術(shù)，提高公路路基的施工質(zhì)量。