砂性黏土路基質(zhì)量控制分析

張亞顯

（中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司 江蘇蘇州 215151）

0 導(dǎo)言

當(dāng)前，砂性黏土作為路基填料進(jìn)行路基施工已被廣泛的使用，本文首先介紹了路基填料為砂性黏土?xí)r相關(guān)的力學(xué)性質(zhì)，然后以巴基斯坦白沙瓦（Peshawar）-卡拉奇（Karachi）高速公路項(xiàng)目M3段為工程實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明了砂性黏土在填筑時(shí)的質(zhì)量控制要點(diǎn)，最后總結(jié)出砂性黏土在路基施工過(guò)程中如何才能保證其質(zhì)量。

1 砂性黏土的定義

砂性黏土是介于粘土和砂土之間的一種地基土，這類(lèi)土壤泛指與砂土性狀相近的一類(lèi)土壤，主要分布于山前平原以及各地河流兩岸、濱海平原一帶。在現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定，粘性土的分類(lèi)是按土的塑性指數(shù)來(lái)劃分的，如：Ip≥17的稱(chēng)粘土；17＞Ip≥10的稱(chēng)砂質(zhì)黏土；10＞Ip≥3的稱(chēng)為粉土；砂土的塑性指數(shù)一般都小于3。塑性指數(shù)越小，說(shuō)明土的顆粒越粗，可塑的范圍越小。對(duì)粘性土來(lái)說(shuō)，還有一個(gè)指標(biāo)叫液性指數(shù)，是判斷土的軟硬狀態(tài)的，如：IL≤0的為堅(jiān)硬；0＜IL≤0.25 的為硬塑；0.25＜IL≤0.75 的為可塑；0.75＜IL≤1的為軟塑；IL＞1的為流塑。

2 施工工藝及控制要點(diǎn)

巴基斯坦白沙瓦（Peshawar）-卡拉奇（Karachi）高速公路是我國(guó)“一帶一路”倡議的旗艦項(xiàng)目，作為中鐵二十局集團(tuán)的一名工程師，我有幸參與建設(shè)了阿卜杜勒哈基姆（Abdul Hakeem）-拉合爾（Lahore）M3合同段，M3合同段全長(zhǎng)229.95km，項(xiàng)目為聯(lián)合體模式中標(biāo)，中國(guó)公司CR20G建設(shè)137.95km，巴基斯坦公司ZKB建設(shè)92km。線(xiàn)路地處平原地帶，沿線(xiàn)地質(zhì)基本為粘土及砂土。為指導(dǎo)路基土方填筑施工，項(xiàng)目在K1017+650-K1018+250段進(jìn)行了路基填方試驗(yàn)段施工，采用就近取砂性黏土進(jìn)行填筑，并測(cè)定相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為大面積的土方施工提供可靠的依據(jù)。

2.1 施工準(zhǔn)備

選好土源，然后采用標(biāo)準(zhǔn)的方法分析土壤的顆粒狀況、含水量、密實(shí)度以及現(xiàn)場(chǎng)密度，并且還要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)以及承載比（CBR）試驗(yàn)。本次選擇路基填料來(lái)自紅線(xiàn)外500m，該取土場(chǎng)土樣最佳含水率為12.7%，最大干密度1.90g/cm3。

2.2 測(cè)量放樣

首先用GPS恢復(fù)路基中線(xiàn)并做好標(biāo)記，然后根據(jù)路基坡腳底填筑寬度用長(zhǎng)鋼卷尺測(cè)放出路基坡腳點(diǎn)，并引樁放大做好標(biāo)記。路基坡腳底填筑寬度=31.5m（路面頂寬）+2×（土路肩邊緣頂設(shè)計(jì)標(biāo)高-原地面標(biāo)高）×1.5（路基邊坡坡率）+2×0.5m（路基每側(cè)超寬填筑寬度）。為了保證路基施工作業(yè)范圍清晰，用白灰全部標(biāo)記出路基施工范圍，并做好引樁保護(hù)。

2.3 基底處理

填筑路基之前，需要先清表，包括表層的植被、內(nèi)部的樹(shù)根，松軟的表土以及腐植土等，只有通過(guò)檢驗(yàn)才能進(jìn)入下一道工序。采用20t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行填前碾壓，且要根據(jù)原地面的實(shí)際情況進(jìn)行，一般情況下，羊角振動(dòng)2遍→平板壓路機(jī)強(qiáng)振2遍→平板壓路機(jī)靜壓1遍，特殊情況下要增加碾壓遍數(shù)。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)壓實(shí)度及標(biāo)高，當(dāng)壓實(shí)度達(dá)到90%以上、記錄填筑前標(biāo)高后，方能開(kāi)始填筑路基作業(yè)。

2.4 布土及粗平

本次試驗(yàn)段長(zhǎng)度為600m，平均底寬47m，計(jì)劃填筑5層，第一層壓實(shí)厚度15cm，其余4層實(shí)厚度為20cm，初擬松鋪系數(shù)1.2。填筑前標(biāo)高每斷面測(cè)5點(diǎn)。根據(jù)運(yùn)土車(chē)的平均拉載量以及初擬松鋪系數(shù)劃定會(huì)線(xiàn)格，其標(biāo)準(zhǔn)為每車(chē)土可以回填一個(gè)會(huì)線(xiàn)格，每個(gè)方格卸一車(chē)，并即時(shí)用推土機(jī)推平。

2.5 含水率調(diào)整

在經(jīng)過(guò)填筑并粗平以后，要有專(zhuān)人檢測(cè)填筑材料的含水量，如果填筑材料的含水量不超過(guò)最佳含水量±1%的話(huà)，就可以開(kāi)始下一道工序。

2.6 精平

在路基填筑好以后，要在材料上設(shè)置標(biāo)高臺(tái)，間距為10m，然后按照設(shè)計(jì)的攤鋪厚度利用平地機(jī)精平，使路基填筑材料的平整度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。在進(jìn)行精平處理的時(shí)候，要使路基橫坡向外側(cè)傾斜，方便路基進(jìn)行排水。

2.7 路基碾壓

路基碾壓按照“先輕后重、先慢后快、先邊緣后中間、均勻壓實(shí)”的方法進(jìn)行碾壓。碾壓順序：羊角壓路機(jī)弱振2遍→平板壓路機(jī)強(qiáng)振3遍→平板壓路機(jī)靜壓1遍，每碾壓1遍均檢測(cè)壓實(shí)度、含水量等，其中當(dāng)羊角壓完成后使用平地機(jī)再次對(duì)路基表面進(jìn)行精平。

2.8 路基檢測(cè)

在完成碾壓以后，要有試驗(yàn)員員對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，如果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，而含水量又正常的話(huà)，就再次進(jìn)行碾壓，直到滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，之后對(duì)路基的標(biāo)高、平整度以及寬度進(jìn)行檢測(cè)。每?jī)蓪泳鸵v橫找坡一次，確保填筑面的縱坡與橫坡都符合設(shè)計(jì)要求。放樣也要精確，如果有超填的話(huà)，在其邊緣位置灑上會(huì)線(xiàn)，人工進(jìn)行修整。

3 技術(shù)總結(jié)

3.1 數(shù)據(jù)總結(jié)

通過(guò)試驗(yàn)標(biāo)高檢測(cè)計(jì)算松鋪系數(shù)，得出第一層90區(qū)松鋪系數(shù)為1.17，平均壓實(shí)厚度為15.1cm；第二、第三層90區(qū)平松鋪系數(shù)均為1.17，平均壓實(shí)厚度為20.5cm；第四層93區(qū)松鋪系數(shù)為平均1.19，平均壓實(shí)厚度為20.2cm；第五層95區(qū)松鋪系數(shù)為平均1.2，平均壓實(shí)厚度為20cm。含水量應(yīng)控制在12.7%左右即不大于最佳含水量±2%時(shí)開(kāi)始輾壓效果最好。

3.2 最佳機(jī)械組合方式

根據(jù)試驗(yàn)段施工，以及土方路基填筑機(jī)械組合應(yīng)以壓路機(jī)的碾壓速度和遍數(shù)為組合起點(diǎn)，結(jié)合挖掘機(jī)、裝載機(jī)的挖裝工效進(jìn)行機(jī)械組合。按照每天完成2500m3填筑任務(wù)，作業(yè)段長(zhǎng)度以300～400m為宜，每個(gè)作業(yè)段應(yīng)保證3臺(tái)挖機(jī)、15臺(tái)自卸車(chē)、2臺(tái)推土機(jī)、5臺(tái)裝載機(jī)、2臺(tái)平地機(jī)、2臺(tái)羊角壓路機(jī)、3臺(tái)平板壓路機(jī)、2臺(tái)旋耕機(jī)、2臺(tái)鏵犁、4臺(tái)灑水車(chē)的機(jī)械組合。

3.3 測(cè)定的碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系（見(jiàn)表1）

通過(guò)對(duì)表1試驗(yàn)結(jié)果：第一層15cm厚90區(qū)第3遍壓實(shí)后壓實(shí)度能夠達(dá)到90.3%；第2、3層20cm厚90區(qū)第4遍壓實(shí)后壓實(shí)度能夠達(dá)到91.3%；第4層20cm厚93區(qū)第5遍壓實(shí)后壓實(shí)度能夠達(dá)到94.3%；第5層20cm厚95區(qū)第6遍壓實(shí)后壓實(shí)度能夠達(dá)到96.7%。

4 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合實(shí)際的工程實(shí)例中對(duì)路基填筑試驗(yàn)段所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到砂性黏土作為路基填料時(shí)的施工工藝和相關(guān)的技術(shù)參數(shù)，可為今后砂性黏土地區(qū)的公路建設(shè)提供一定的施工參考，以保證工程質(zhì)量，創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 碾壓順序、碾壓遍數(shù)與壓實(shí)度關(guān)系