市政道路不良路基填料改良施工控制技術(shù)

劉麗斌

（太原市政建設(shè)集團有限公司，山西太原 030000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通運輸?shù)缆方ㄔO(shè)需求量越來越大，城市市政道路的發(fā)展建設(shè)不斷加快，推動了我國建筑行業(yè)道路路基施工技術(shù)的更新發(fā)展。在路基建設(shè)施工中，路基填料是重要環(huán)節(jié)，好的路基填料施工技術(shù)可以提升道路的施工質(zhì)量以及整體的施工效率。路基建設(shè)的質(zhì)量控制是保證道路穩(wěn)定運營的根本，因此，在施工中需要對路基的變形程度以及路基的沉降度等施工項目進行控制。在市政道路路基施工中，一般分為3 層建設(shè)，分別是基床、填土以及地基土。基床與填土部分應(yīng)用填料施工，填料施工技術(shù)可以直接影響路基的施工質(zhì)量，對填料的組成、力學(xué)性質(zhì)以及粘聚力都有一定的建設(shè)要求。

1 市政道路不良地基情況

（1）現(xiàn)有道路建設(shè)是由豐富多樣的填土組成的。這些填料包括生活垃圾、建筑垃圾、糞土等，這些往往難以適應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)計的要求，因此需要進行相應(yīng)的處理。

（2）為便利兩側(cè)居民區(qū)的流出，街道往往較厚，街道潮濕。道路兩側(cè)積聚的地下水會有少量水分進入路基，由于地面溫度波動而積聚水分，容易影響路緣的穩(wěn)定性，從而影響臨街面，甚至導(dǎo)致裂縫和塌方。舊區(qū)改造，往往也是受原有住宅區(qū)的地下管網(wǎng)影響，城市道路路基有較為復(fù)雜的管網(wǎng)，鋪設(shè)較淺，使得施工難以實施，從而難以滿足城市設(shè)計實踐的要求。

（3）城市道路建設(shè)在很大程度上受到居民生活的影響，既受當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響，又受氣候的影響，還容易受到地面層柔軟性的影響[1]。地下水位的影響和管道的無意滲透，再加上歷史沉積和微生物的影響，增加了土壤水分，形成了軟土地基。軟土具有較高的天然含水量、較大的天然空腔、較低的剪切強度、較高的壓縮系數(shù)、較低的壓縮程度等。在荷載作用下，地面嚴重失真，下降幅度不均勻。道路必須使用較差的道路設(shè)計條件進行處理，以滿足相關(guān)的要求。

2 影響道路路基路面質(zhì)量的因素

2.1 人為方面產(chǎn)生的影響

在施工過程中，人們的行為會對高邊坡產(chǎn)生影響，會造成其的不穩(wěn)定性，例如，在挖掘過程中，技術(shù)人員會采用大型的設(shè)備輔助施工，而大型設(shè)備發(fā)出來的震感就會使周圍的土體發(fā)生變化，一直處于動態(tài)的活動中，從而會在一定程度上導(dǎo)致滑坡的事故，此外，對排水的處理以及挖掘的時候，都會影響著穩(wěn)定性，增加了不安全的因素。

2.2 自然環(huán)境因素

由于在開展道路施工過程中，受自然環(huán)境因素的干擾比較大，因為道路施工一般都是選在空曠的地塊進行的，因此自然環(huán)境對建筑施工環(huán)境有著直接的影響。例如，在復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中，一定會對地基的建設(shè)有著更嚴格的標(biāo)準，如果沒有處理好就會對構(gòu)造安全產(chǎn)生非常不好的影響。如果是在地下水位線太深的地域，在雨季開展挖掘工作的過程中，就會面臨持續(xù)降雨，導(dǎo)致無法將積水排出，就會造成地基坍塌或者是由于雨水浸泡時間過長進而降低了地基的承重能力。如果是在嚴寒地域的冬季施工且沒有相對的應(yīng)對措施，工程就會遭受到冰雪的覆蓋進而使工程的質(zhì)量受到影響[2]。因此，條件非常差的環(huán)境，不但會對施工的速率產(chǎn)生影響，還會使施工材料等受到破壞，進而導(dǎo)致工程質(zhì)量產(chǎn)生問題。

3 市政道路路基填筑施工工藝

3.1 施工準備

準備工作必須在公路建設(shè)正式開工前完成，包括全面施工調(diào)查。通過系統(tǒng)驗證設(shè)計數(shù)據(jù)的安全分界；進行徹底的綠化試驗和道路充填試驗；測量標(biāo)高。對填挖方的調(diào)查應(yīng)當(dāng)詳細，如路線狀況、道路狀況、地下水狀況、基地薄弱環(huán)節(jié)等。在特殊情況下，調(diào)查期間必須及時通知有關(guān)機構(gòu)，以確保后續(xù)項目順利進行。在正式調(diào)試前定期檢查進度，例如，按圖紙和相應(yīng)的建議，并檢查控制樁的狀態(tài)，也可以結(jié)合測量結(jié)果生成系統(tǒng)的測量結(jié)果報告，報告應(yīng)由監(jiān)理工程師審閱，然后由監(jiān)理工程師簽字。

3.2 處理路基表面

在路基填筑施工前，需要根據(jù)工程所在位置的地質(zhì)實際情況，對路基表面清表處理。通常情況下，清表處理的厚度應(yīng)控制在20～30cm。對于施工中遇到的個別耕植土層或腐殖土層，可適當(dāng)增加清表處理的深度。處理時，輔助挖掘機械設(shè)備、裝載機械設(shè)備與推土機械設(shè)備執(zhí)行作業(yè)。根據(jù)《城市道路路基設(shè)計規(guī)范》（CJJ 194—2013），結(jié)合工程項目施工設(shè)計要求與地表表層土情況，進行地表灌木、植被、垃圾、淤泥、作物、根系等雜物的集中清理。完成處理后，對路基表層降水處理，并在路基的兩側(cè)位置設(shè)置土溝形式的排水渠道[3]。當(dāng)施工的路基高度小于低洼路段時，應(yīng)增加邊溝的開挖深度，保證對地表排水的及時性，降低地表水對市政道路路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。同時，對路基結(jié)構(gòu)沿線水位實時檢測，掌握不同狀態(tài)下地下水的水情。

3.3 路塹開挖

路塹開挖過程中需要以基底標(biāo)高為依據(jù)，控制開挖量，避免出現(xiàn)超挖情況，現(xiàn)場可以用推土機、挖掘機等設(shè)備從上而下開挖，并通過臨時便道將開挖的土方及時運輸出去，可以作為路基填方使用。路塹開挖過程中，需要利用推土機配合平地機開展路塹平整工作。現(xiàn)場極容易出現(xiàn)大量的地下水，對此，現(xiàn)場技術(shù)人員要及時開挖排水溝清除地下水，避免路基長期浸泡，降低其承載強度。對于水量豐富的地區(qū)，則可以采取透水性較好的材料進行路基換填處理。

3.4 填料選擇

（1）對于填料的選擇，應(yīng)該在測量材料標(biāo)準后進行填筑工作。在路基填筑的過程中，對陸地區(qū)域內(nèi)的土料應(yīng)當(dāng)確定用量后，施工單位根據(jù)文件的要求，對區(qū)域內(nèi)的土料檢驗和取樣調(diào)查等。通過對區(qū)域土料的調(diào)查，包括土壤的含水率，塑限、液限，標(biāo)準及實驗測量CBR 強度試驗以及土壤的密度、膨脹量等分析，如果外表面具有很多的垃圾、樹根等摻雜物，會對土料有較大的影響。

（2）對選擇的土料分析檢測后，如果其液限指數(shù)大于51%，塑限指數(shù)大于27%。填料含水量應(yīng)在（17.9%±2%），則對于路基長路填入土料的CBR 值應(yīng)不小于6，用于下路床填筑的土料CBR 值應(yīng)不小于4。對于土料的強度檢測，可以通過對添加的粗料或?qū)嶒灆z測方法來對土料進行檢測。如果滿足要求同時土料內(nèi)的有機含量、膨脹量、密度等符合路基建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準，則可以開展填料工作。

（3）對取料機土料的檢驗可以得到，其塑限指數(shù)為62.8%，液限指數(shù)為28.3%，含水率為18.6%，均在要求范圍內(nèi)[4]。根據(jù)在不同場地以及對不同場地填料的取樣來看，本次的施工建設(shè)通過填料摻加石灰來增加材料的質(zhì)量。通過檢測后可以得知滿足CBR 的要求。在正常的施工中，可以用購買的土料開展填筑工作，在填筑過程當(dāng)中也應(yīng)當(dāng)選用較大的運輸車運送，可以提高施工效率，同時也可以加快施工進度，提升施工質(zhì)量。

3.5 路基邊坡軟土路基處理

應(yīng)遵循因地制宜、就地取材的原則，根據(jù)地基情況分段設(shè)計，采用經(jīng)濟合理的措施降低路堤自重和減小工后沉降。路堤邊坡坡率取1.75～2.0，對于邊坡總高超過6m 的路堤，采用階梯式邊坡，同時結(jié)合所選用的路基填料，根據(jù)邊坡穩(wěn)定分析指標(biāo)綜合調(diào)整。此外，還應(yīng)針對其中的高風(fēng)險點展開細化研究，對于存在特殊地質(zhì)條件的路基，如浸水路段的水位下部分，應(yīng)采用漿砌圬工防護。

4 路基填料的改良

4.1 膨脹土作為路基填料

膨脹土，顧名思義就是其構(gòu)成材料都容易發(fā)生體積膨脹的現(xiàn)象，而且容易出現(xiàn)分裂，這種土壤如果沒有經(jīng)過加工處理就直接用于道路路基的填料，將會存在巨大的隱患。因此，可以通過和一些高品質(zhì)的土壤進行中和，添加適宜的材料防止土壤膨脹。目前對膨脹土加工處理的方法有廠拌法和集中預(yù)拌路拌法。廠拌法，就是指在工廠里進行填料加工，然后把生產(chǎn)出來的合格填料運送到需要填筑的路段。廠拌法的主要步驟如下。

（1）在取土的地方勘察，確定取土范圍和深度，然后對土壤進行科學(xué)測定，得到其干密度的數(shù)據(jù)，同時在消解熟石灰的時候，要收集過篩后的石灰，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)，按照2%的最佳布灰比例計算出每一車生石灰的攤鋪面積。將取土地表修整后，對地面劃格，并把石灰鋪上，按照預(yù)拌技術(shù)攪拌[5]。最后，把攪拌后的混合材料運送到碎土場，把碎土過篩測定。

（2）準備好石灰。無論是在備土布灰，還是廠拌供灰的過程中，如果是袋裝的石灰粉可以直接使用，如果是熟石灰，就必須把塊灰完全消解后送往備土布灰處和廠拌供灰處。

（3）測定好石灰和混合料中的含水比后，計算出廠拌摻灰比。準備好所有的數(shù)據(jù)和程序后，開始拌和試生產(chǎn)，當(dāng)生產(chǎn)出來的材料符合所有標(biāo)準就可以開始正式運行了。把符合規(guī)格的材料運往路基建設(shè)區(qū)段。

集中預(yù)拌路拌法在施工順序、方法和技術(shù)上都有所不同。其主要步驟是：①對取土場地布灰，控制土壤的含水比例以及摻灰比例，確保土壤“砂化”。②采用水平分層法進行路基填筑，將準備好的土料用推土機均勻鋪攤在路基建設(shè)區(qū)段。③土料鋪攤后，就開始對土料翻曬和破碎，并依據(jù)其中的含水量確定第二次摻灰的時間和比例。④將第二次的石灰均勻攤平后，立即對土料粉碎，然后拌和，直至其中的含灰量含水量達到標(biāo)準后，用壓路機穩(wěn)壓整平。

4.2 粉砂巖作為路基填料粉

砂巖這種土壤在很多地區(qū)都有廣泛的分布，資源豐富，可以作為路基填料的良好選擇。但是粉砂巖中含有大量的泥質(zhì)和粉砂質(zhì)，泥質(zhì)容易膠結(jié)，而粉砂物質(zhì)有容易碎裂、遇水容易軟化等特點，所以不能直接用于路基填料，要對其進行一定的改良后才能用于正常的工程建設(shè)中。通過對粉砂巖的成分探究和實驗，改良技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，主要是在粉砂巖中添加水泥或者石灰。對粉砂巖的改良首先利用顆粒分析和擊實試驗的科學(xué)方法確定選取土樣的基本特性，得出的結(jié)果就是，對于兩種不同的土質(zhì)，強風(fēng)化土和中風(fēng)化土，都可以采取相同的改良措施，即摻入石灰或水泥等添加劑。采取的樣土與添加劑混合以后，土壤中較大粒的含量增多，而相應(yīng)的膠粒減少，使得土粒相互聚集，分散程度降低，形成較為緊密的空間結(jié)構(gòu)，這樣可以減少土壤中的含水量，解決了粉砂巖遇水易軟化的問題。其次，利用無側(cè)限抗壓強度和CBR 對比試驗的科學(xué)方法分析，發(fā)現(xiàn)水泥比石灰更加利于粉砂巖的改良，效果更佳，更符合道路路基填料的標(biāo)準要求。通過詳細的實驗數(shù)據(jù)分析，在粉砂巖中摻入3%的水泥，則能增強3 倍以上的強度，而加入同樣比例的石灰則沒有明顯效果，反而會讓土壤的壓實度降低[6]。所以，為了解決粉砂巖錘擊易碎、脫水易碎裂的問題，應(yīng)該選用水泥作為添加劑，并且依據(jù)數(shù)據(jù)分析，經(jīng)濟效益最高的是3%的摻入比例。最后，對加入了水泥的粉砂巖進行干濕循環(huán)試驗，通過試驗也證實了混合材料的抗風(fēng)化能力以及較強的壓實度。

5 市政道路路基的質(zhì)量控制措施

5.1 道路路基填方施工質(zhì)量的把控

通過路基填料環(huán)節(jié)嚴格控制，把控路基填料的最大粒徑及最小強度，不達標(biāo)的填料則不可應(yīng)用于施工現(xiàn)場。嚴格把控道路路基填料的填筑寬度及虛鋪厚度，控制好道路路基填料的最佳含水量，通過嚴格控制填料來嚴格把控道路路基施工的填筑質(zhì)量。對于施工機器設(shè)備的選擇環(huán)節(jié)，要根據(jù)實驗段選擇的機器來配備施工機器，對道路路基的碾壓次數(shù)及許可速度嚴格把控，從而保障道路路基填筑的施工效率及質(zhì)量。

5.2 選用配套且科學(xué)的路基施工技術(shù)

在市政道路建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)不同的施工條件和環(huán)境差異，選擇相應(yīng)的施工技術(shù)，以確保總體施工質(zhì)量，提高施工效率。如果施工技術(shù)不合理，可能會產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的后果，同時危及施工人員的生命并給企業(yè)造成經(jīng)濟損失[7]。在實踐中，應(yīng)參考其他工程案例，如排水工程案例。國內(nèi)西北部的環(huán)境相對平坦，采用了分散排水的方法對其建筑進行排水。但是，實踐不可能按照一個方案施工，這就需要視當(dāng)?shù)厍闆r而定，采取集中的排水方法進行工地排水，同時建筑單位也需要嚴格監(jiān)督和管理，必須滿足當(dāng)?shù)氐慕ㄖ螅瑖栏駡?zhí)行監(jiān)管工作，以便于后期施工和管理工作。

6 結(jié)語

綜上所述，隨著我國道路建筑工程的發(fā)展，對道路的建設(shè)質(zhì)量要求越來越高，穩(wěn)定、合理的道路施工設(shè)計對我國經(jīng)濟的發(fā)展具有促進作用。因此，優(yōu)化研究市政道路不良路基基料的改良施工控制技術(shù)，可以有效提高路面的建設(shè)質(zhì)量，延長道路的使用壽命，保證我國道路建設(shè)以及道路運輸行業(yè)的長久穩(wěn)定發(fā)展。