大厚度低液限粉土路基填筑施工技術的應用

高建新 秦 雷

（中交一公局第二工程有限公司，江蘇 蘇州 215000）

0 引言

沾臨高速二標項目工程處于黃河沖擊平原區，大多為6～10m的高填方，土場土資源為常年黃河沖刷后的砂性土，加之橋梁、涵洞穿插其間，填方區域長期耕種農作物，使得地基多為軟土處理區域，路基施工組織難度大，工期緊張，質量控制難度大。為了加快施工進度，更好地完成施工任務，項目采用大厚度低液限粉土路基填筑施工技術。本文就該技術的應用進行總結。

1 工程概況

沾化至臨淄公路工程施工二標段高速全長32.25km，合同段起止樁號為K23+800—K56+050，全長32.25km，本段路基試驗段位于二標三分部二工區K55+400—K55+600段，此段為8.6m高填方，經軟基處理后作為試驗段。

該段長度200m，填筑厚度65cm，寬度50m。現有取土場土質經實驗室檢測，得出最大干密度1.8g/cm3，最佳含水量為15.2%。標段選用XS335型超重噸位超大激振力全液壓自行式壓路機對路基采用大厚度填筑施工，以達到《公路路基施工技術規范》（JTG/T 3610—2019）[1]及施工指南中要求的碾壓質量要求及施工的進度要求。

2 大厚度路基填筑施工壓實度影響因素的分析

2.1 光輪壓路機碾壓效果差

達標標準：碾壓有效率≥75%。

確認過程：光輪壓路機對黏土類填料的碾壓效果較好，該項目碾壓低液限粉質黏土時，由于黏性顆粒含量極少，因而碾壓效果不佳。現場測試驗證于2021年6月12日下午進行。

通過反復對比和觀察，結果表明，鋼輪與路面土體的單獨壓路機摩擦阻力較小，在地振和受壓時壓迫、擠壓土體，使土體下陷。在土質上松木厚度為30cm，其含水量與最佳的含水量相近時，其下陷振幅為4cm；鋼輪具有橫向推擠土壤的作用，2cm高鋼輪前后的土壤具有包裹性能，圖1所示為鋼輪碾壓示意圖。

圖1 鋼輪碾壓示意圖

碾壓時出現2種情況：如果同向碾壓，土體上部被逐次向同一方向推移；如果反向碾壓，土體上部被反復搓揉。這兩種情況都導致了上部14cm土體松散。

碾壓有效率η=[30-（5+9）/30]=53.3%＜75%。

確認結論：主要原因。

2.2 現場補水不均勻

確認標準：土方含水量均勻，與最優含水量差值≤±2%。

確認程序：2021年5月19日上午，填充物從土壤中拉入到實驗填充段（位置K55+450-600右邊），對填充物進行多個含水量的探測后方可進行碾壓。

確認結果：壓路機準備碾壓前，對8個土樣的含水量進行測試，有6個點與11.5%的最優含水量的差值超出允許偏差值的2%。所以土方中所含的水分是不均勻的，不能保證碾壓的效果是均勻的。

2.3 上料前基底干燥

確認標準：下層路面積水或原地面積水≥10cm。

確認程序：由試驗室工作人員進行現場監督，2021年5月18日填寫實驗。

確認結果：在自卸車卸載之前，首先要有專人對基底進行灑水作業，以確保基底的濕潤度。通過實地測試，表面的水分含量是14.3%，偏差在2%以內。

確認結論：沒有任何理由。

2.4 碾壓遍數統計有誤

確認標準：靜壓1遍、輕振2遍、重振4遍。

確認過程：確定現場測定壓路機碾壓遍數，在2021年5月5日下午的基礎上進行現場填充實驗。

確認結果：在碾壓時，首先進行1次靜壓，然后進行1次輕振，最終進行4次復原，滿足方案要求。

確認結論：非主要因素。

2.5 不按方格排列而定布

確定標準：一車填料的卸料攤鋪，每一位方格面積均勻。

確認程序：2021年5月5日上午填方實驗之前，實地觀察表明，在現場待填方地區，有按規定灑灰線網格，在開展填方工作時，有專人指揮卸料，裝載機按方格子進行攤鋪作業。

確認結果：每車料都由一個方格內卸載，在一個方格中攤鋪每車料。

確認結論：非主要因素。

2.6 未控制碾壓速度

確定標準：3500m/h。

確定過程：對壓路機碾壓速度進行復核，并于2021年5月5日下午在現場進行填筑實驗。

確認結果：150m的碾壓長度平均耗時184s，經計算發現，碾壓速度達到≤3500m/h的方案要求。

確認結論：非主要因素。

2.7 土樣測試次數過多

確定標準：土樣測定頻率為5000m3/次。

確認期間：2021年4月26日，詳細閱讀以前的土工試驗報告，發現各最大干密度、最大含水量的測定都是根據土樣測定頻率取樣進行一次；另外，根據勘察，填充物均按照現場取土場的面積、進深等進行數量控制。

確認結果：按照每5000m3填料抽樣檢測一次的頻率進行試驗檢測，符合規范要求。

確認結論：非主要因素。

2.8 現場檢測數據偏差大

確認標準：現場測試偏離標準范圍≤±0.2%。

確認過程：在路面上對土樣的含水量進行檢測時，很容易被風吹到，從而導致質量下降，因此，在車上進行含水量檢測、質量稱量等步驟。為了避免誤差，在2021年5月5日對壓實度進行測試時，4組土樣送至標準試驗室進行平行測試。

確認結果：現場檢測數據與標準條件下檢測偏差±0.1%＜±0.2%。含水量檢測比較如表1所示。

表1 含水量檢測比較（單位：%）

確認結論：非主要因素。

2.9 檢測方法不適合

確定標準：試驗結果偏差和0.2%。

確認過程：目前都是采用灌砂法對壓實度進行現場檢查（見圖2），并查閱檢測報告后得出結論。此外，為防止因試驗方法不同而出現偏差，在2021年5月5日試驗段填筑時，采取現場灌砂測定儀2套，每3組進行壓實度對比檢測，取樣點之間相距1m，時間間隔為10min。

圖2 實測壓實度照片

確認結果：兩套灌砂法比對平均檢測結果分別為91.6%和91.7%，相差僅0.1%＜0.2%。比對試驗偏差統計如表2所示。

表2 比對試驗偏差統計（單位：%）

確認結論：非主要因素。

綜上所述，壓路機碾壓效果差、現場補水不均是影響低液限粉質黏土路基壓實度的主要因素。

3 大厚度低液限粉土路基填筑施工技術要點

路基填筑K55+400—K55+600段軟基處理設計為沖碾，完成處理后經報檢為合格，可以進行下道工序。土的各項指標均為合格，檢測設備機械配置為32t單鋼輪壓路機1臺、路拌機1臺、推土機1臺、刮平機1臺、膠輪壓路機1臺、拉土車20輛。

（1）畫方格倒車上土。根據運輸車載重噸位，施畫現場方格網[2]，控制規范上土量。采取邊上土邊推平的倒車上土方式，避免下承層被破壞。

（2）整平穩壓。首先用推土機進行粗平，如含水量過大，應進行旋耕犁翻曬處理，含水量過小時進行補水[3]。對含有黏土塊較多土質進行路拌機拌合。采用推土機、膠輪壓路機、單鋼輪壓路機3種形式分別進行穩壓，穩壓后用刮平機進行精平，檢測并控制高程。對比3種碾壓方式發現，單鋼輪速度快，效果好。

（3）壓實。采取多種碾壓組合，具體為：碾壓組合A：單鋼輪振動壓路機錯1/2輪，輕振1遍+重振2遍+輕振1遍；碾壓組合B：單鋼輪振動壓路機錯1/2輪，重振3遍+輕振1遍；碾壓組合C：單鋼輪振動壓路機錯1/2輪，重振2遍+輕振2遍。3種壓實組合進行碾壓后，壓實度檢測結果如表3所示。

表3 壓實度檢測結果（單位：%）

（4）收面驗收。結合粉砂性土水分損失較快的特性，采用多種收面形式進行外觀處理：避開高溫時間，采取早、晚時間收面；灑水悶料碾壓收面；干土碾壓后刮除表層浮土后，單鋼輪壓路機正常碾壓收面。經試驗后表面仍存在起皮、裂縫現象。檢測路基素土壓實度合格后，采用膠輪壓路機、單鋼輪壓路機（倒車靜壓）對表面外觀不合格情況碾壓一遍進行表層處理，效果較好。

（5）灑水養護。驗收完成后進行養護，保持表面濕潤，保證路基填筑質量及下道工序施工質量。

4 大厚度路基填筑施工效果評定

（1）質效方面。經檢查，路基壓實度平均由88.7%上升到94.4%，超過規范要求的94%。

（2）社會效益。在有關部門和專家的幫助、指導下，解決了低液限粉質黏土大厚度路基填筑難題，合理地消化了路基開挖棄方，一定程度上保護了生態環境，提高了功效。

（3）經濟效益。合理消化路基開挖棄方，土方填筑功效大幅度提高。同時，壓路機從原先的光輪靜壓1遍→輕振2遍→重振7遍，共10遍，調整到高性能壓路機碾壓共4遍，碾壓遍數減少6遍，節約壓路機2/3臺班和施工時間。

（4）無形效益。經過不懈努力，大厚度低液限粉質黏土路基填筑施工難題得到圓滿解決。施工人員從中得到了鍛煉，不僅邏輯思維能力得到加強，質量意識得到提高，團隊協作精神也得到了加強。

5 施工后鞏固效果檢查

工程達到預期效果后，最終總結出作為作業指導書(YS6S-ZDS-3)的“料場燜土，現場補水，分段施工，羊足碾壓”的可行性施工工藝，為全段大面積填土施工提供了指導性的工藝參數和方法。根據跟蹤調查隨訪填筑壓實度檢測情況，全部達到了93%以上，取得了較好的成績。

對后續填筑的路基壓實度，項目部試驗室進行了抽樣檢測，全部采用低液限粉質黏土。檢查采取現場采樣和環刀法檢測相結合的方式，共采樣105個點，其壓實度平均為95.1%，按數理統計方法計算為94.7%。

可見，通過本次分析與現場施工情況，低液限粉質黏土路基填筑壓實度從對策實施前的88.7%提高到了對策實施后的94.4%，而且鞏固措施有效，鞏固期壓實度也達到了94.9%，取得圓滿結果。

6 結束語

該工程試驗段的路基施工確定采用大厚度低液限粉土路基填筑，其具體施工工藝流程為：畫方格倒車上土，推土機粗平；檢測含水量，對含水量較大的素土采取旋耕犁翻曬，對含水量較小的素土進行補水處理。對含有較多黏土塊素土進行路拌機拌和處理；用壓路機進行穩壓，平地機進行精平；采用重振3遍+輕振1遍碾壓組合方式進行碾壓；碾壓完成檢測壓實度，合格后用平地機刮除表層3～5cm素土，單鋼輪配合膠輪收面、養護。

通過試驗段項目正式運用大厚度填筑施工工藝進行施工，加快了施工進度，提高了路基質量，比普通填筑的30cm相當于少處理1次施工工序，降低了路基施工成本，提高了施工效率，可為今后類似工程提供借鑒。