湿陷性黄土换填施工技术研究

李红康

(新疆交通建设管理局项目执行一处，新疆　乌鲁木齐　830000)



湿陷性黄土换填施工技术研究

李红康

(新疆交通建设管理局项目执行一处，新疆乌鲁木齐830000)

在湿陷性黄土路基的施工过程中，需要采取特殊措施进行加固处理，才能增加公路强度。文章结合某公路工程实例，针对该工程中的湿陷性黄土提出换填处理方法，介绍了湿陷性黄土换填施工方案，并系统探讨了湿陷性黄土的路基处理工艺。

公路施工；湿陷性黄土；路基换填

0　引言

湿陷性黄土属于一种特殊土，因为湿陷性黄土的土质相对比较均匀、结构相对松软，而且土体中间有空隙。这种土体在没有受到雨水侵蚀时，强度相对高一些，但是在一定压力下，特别是受到雨水侵蚀后，强度会迅速降低，结构会发生较为明显的变化，在湿陷性黄土下的路基常会发生变形、开裂等现象[1]。因此在湿陷性黄土路基的施工过程中，要采取特殊的措施进行加固，以增加公路的强度，保证安全。本文结合具体工程项目，对湿陷性黄土换填施工技术进行探讨，为类似工程处理提供借鉴。

1　项目概况

G218线病害段(K192～K220、K249～K277)改建项目，是对现有国道218线

进行病害改建，原路基路面存在的病害有：(1)道路两侧为农田，路基较低，路面翻浆破坏严重，常发生因两侧路肩压实度不足停留车辆侧翻现象，给道路通行带来安全隐患；(2)部分路段翻浆、路面破损、沉陷、车辙严重。尤其是K192+000～K193+700、K200+200～K202+000段路面破损严重，水泥稳定砂砾粘结性差，弯沉值较高，综合强度低，路基以下地基土不稳定，地基承载力较低，主要表现为翻浆、沉陷、修补、横纵向裂缝、块状裂缝、龟裂等。

2　病害原因分析

由于K192+000～K193+700、K200+200～K202+000段原路基是由两侧粉土就地挖土填筑，根据15处探坑湿陷性试验，路基低液限粉土土层平天突然含水量为15.3%～17.6%、天然密度1.71～2.01 g/cm3、空隙比为0.57～0.86、孔隙率为0.36～0.46、路基低液限粉土部分压实度为75.9%～90.1%，压实系数a1-2=0.56～0.70 MPa-1(高压缩性土)、湿陷性系数§s200=0.035～0.079(湿陷性中等和湿陷性强烈)，地基承载力基本容许值f=100～160 kPa，具有从中等～强烈的湿陷性，因此导致大部分路基沉陷。每年春融季节，这些溶段均会出现不同程度的发生翻浆、土体失稳。由此可见，路基填料不当，压实度不足，路基本身发生压缩沉降。同时，在荷载和水温作用下，易引起路基沉陷，进而引发路面裂缝、车辙、沉陷等病害。

3　湿陷性黄土病害处置方案

该段采用换填1.5 m天然砂砾处理，有条件路段在挖除部分路基后的旧路基顶面铺设两布一膜防渗土工布，隔断雨雪水，设置反压护坡道，具体采取以下两种方案：

(1)原路基高度<1.5 m

挖出原有路基后，再从原地面向下挖除湿陷性黄土，满足新建路基换填天然砂砾1.5 m的高度，当原路基高度>0.8 m时，在路基左侧设置反压护坡道。

(2)原路基高度≥1.5 m

挖出原有路基1.5 m，换填天然砂砾，在原路基顶铺设两布一膜防渗土工布，为了保证路基的整体性，在原路基坡面挖台阶，台阶宽度≥1.0 m，在新老路基搭接处铺设土工格栅，在路基左侧设置反压护坡道。

4　施工技术

4.1试验段

本合同段湿陷性土段落较多，路基清表后先对湿陷性段落的基地进行碾压。路堤按试验→填筑→检测顺次进行分层施工。路堤施工前，先选一段长度≥200 m的试验段，对压实度、机械组合进行确认，确定施工控制参数，以指导和规范后续大范围路基填筑施工[2]。

4.2防排水措施

雨季施工做好施工场地的排水，保持排水沟渠的畅通。在低洼地段进行路基施工时，应错开雨季，能提前在雨季到来之前进行施工最好。如果遇到雨季，首先应做好排水工作，然后进行填筑堤坝，并本着同时进行的原则对挖、运、铺、压、整等各个环节进行操作，在保证质量的同时保证速度，不能因为雨季而影响工程质量。

每层填土表面应筑成2%～4%的施工横坡，方便排水，在雨前和收工前，需要把铺填的松土碾压密实，防止路面积水或浸泡路基。中途长期停工时，对表层及边坡加以整理，使之不积水，复工时，在路堤表层含水量接近正常时再继续填筑。在路基施工时，为了有效防止雨水对路基的冲刷，在雨季来临前应该随时做好疏排水工作。

4.3基底处理

(1)清表范围为路基坡脚所占面积，推土机与自卸汽车配合挖除1.5 m的表层土。清除表层土后的地面，采取振动碾压的方式进行基底处理。

(2)地面纵、横坡为陡于1∶5时，沿原地面挖台阶，台阶宽度≥21 m。台阶底有2%～4%向内倾斜的坡度。高填路堤和陡坡路堤严格按照设计及规范处理好，必要时进行稳定性检算，以确保路堤稳定。

(3)在旧路基铺设土工布时，采用长丝机织两布一膜防渗复合土工布，单位重量≥300 g/m2；总厚度≥2.4 mm；极限伸长率≥30%；撕破强度≥0.42 kN；刺破强度≥0.5 kN；CBR强度≥3.0 kN。

(4)在新老路基搭接处铺土工格栅，宽3.0 m，新老路基各占1.5 m，采用聚丙乙烯土工格栅，在5%伸长率的受力方向时的拉伸力≥55 kN·m，在受力方向联结处的强度≥25 kN·m，叠合长度≥30 cm，并按设计要求锚固牢固。

4.4路基填筑

本段使用的路基填料为透水性良好的天然砂砾料，按照横断面全宽分成水平层次(分层厚度由试验段试验确定)，由最低处分层填筑，卸料后装载机配合平地机摊平，现场洒水闷料(根据试验室确定的填料天然含水量和填料方量，确定洒水量)。对洒水量也是有严格要求的，不能过多或者过少，过多和过少都会影响工程的质量。水量过多要进行及时翻晒、水量过少要及时补水，必须保持水量适中，才能达到碾压的最佳要求[3]。具体施工工艺如图1所示。

图1　换填砾石土施工工艺图

(1)路基填筑前，先选择有代表性的段落(长度200 m)进行试验段路基填筑施工，这里需要说明几个问题：①对于压实的机械需要特别选定；②压实的遍数需要进一步精确；③压实的有效层数也要精确。报请监理工程师批准后，据此来规范以后的路基填筑施工，为全段路基施工提供施工及技术依据。路基土方填筑之前，先对路基基底进行处理，清除地表杂物及原有路面构筑物，同时做好整个施工地段的防排水设施。

(2)本合同段路基工程，采用挖掘机械装料，自卸汽车运输，人工配合推土机及平地机摊铺整平，自喷式洒水车洒水，20 t振动压路机碾压密实，涵洞缺口，零星段落路基压实在大型压路机达不到的位置，采用手扶压路机碾压。

(3)根据设计的路基高度，基底处理后的实测高程及相应地段的设计沉降值进行施工放样，确定出路基的填筑边线，并用一定材料比如石灰线进行标注，根据试验段确定的松铺系数、料车方量等计算出方格内布料的多少，以便填筑时指挥卸料到位，中间过程的填筑每2～3层进行一次施工放样，这样能保证施工路基的高度和宽度。

(4)分段施工时，如段与段的交接处不在同一时间填筑时，要求先填段按坡度留台阶，如两段同时施工时，要求分层相互交叠衔接，其搭接长度≥2 m。结构物回填采用人工配合机械回填，分层对称填筑，小型机具辅助夯实。路堤填筑材料指标试验、重型击实试验，由工地试验室专人负责，严格按照施工规范和试验规程执行。

(5)填筑时分层控制填土标高，分层平行摊铺，并保证对路堤的压实密度。每层松铺厚度≤30 cm，每种填料层总厚度≥50 cm，并适当开口作好相应的临时排水措施。填筑完成经监理工程师验收合格后方可进行上一层填筑作业。

(6)路基填筑以重型压路机为主，辅以少量中轻型压路机，涵洞台背配备≥1 t的小型振动压路机和冲击夯。在进行碾压前，对填料后的地面含水量是有具体要求的，含水量必须要达到最佳状态才能

进行碾压，因为这样压完后路面的效果是最好的。在碾压的过程中，对大、小压路机的碾压遍数也有具体要求。一般来讲在路面含水量适中的情况下，先用18 t的振动型压路机进行两遍静压，期间进行对路面的平整，随后再进行4～5遍碾压，这个过程中用到的依然是18 t的振动型压路机进行操作，然后再进行2～3遍静压。需要说明的是在碾压的过程中，压实路面的顺序应该是先路的两边向路的中间进行碾压，这样中间的部分必定会有一个重叠，重叠部分一般要控制在40～50 cm。仍需要注意的是，在进行路面碾压时，对压路机的行驶速度也必须严格要求，太快容易造成路面铺设的紧张，太慢容易引起铺设路面的干燥。行驶的速度一般是：前两遍采用1.5～1.8 km/h，以后用2.0～2.5 km/h(具体数据可根据试验段得来)。如果在碾压的过程中，因为别的杂物混进铺设路面而引起翻浆、松散、起皮等现象，要及时进行修整，必须要使工程质量达到最佳要求。

5　结语

文章通过结合某公路工程实例，针对该工程中的湿陷性黄土提出换填处理方法，介绍了湿陷性黄土换填施工方案，系统地探讨了湿陷性黄土的路基处理具体工艺，总结出工程中的施工经验，可为同类工程提供参考。

[1]樊保平.龙城高速公路湿陷性黄土地基处理技术应用研究[D].北京：中国地质大学，2013.

[2]高凌，刘文进.晋侯高速公路湿陷性黄土处理措施[J].山西建筑，2009，(35)：270-271.

[3]哈双.宁夏扬黄工程湿陷性黄土的工程处理实践与体会[J].中国水利，2007(8)：22-23.

Research of Collapsed Loess Replacement Construction Technology

LI Hong-kang

(Project Implementation I Division，Xinjiang Communications Construction Authority，Urumqi，Xinjiang，830000)

During the construction of collapsed loess subgrade，it is necessary to take special measures for reinforcement treatment，so as to increase the highway strength.In combination with a highway pro-ject example，this article proposed the replacement processing method for collapsed loess in this project，introduced the collapsed loess replacement construction program，and systematically discussed the subgrade treatment process of collapsed loess.

Highway construction；Collapsed loess；Subgrade replacement

U416.1+6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.03.013

1673-4874(2016)03-0047-03

2016-03-08

李红康(1974—)，工程师，研究方向：公路施工管理。