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高速公路路基施工中填筑高含水量粉土的对策

张明
【摘要】针对高含水量粉土填筑高速公路路基存在的难点，采取相应的措施，降低取土场土的天然含水量，提高机械利用率，加强成型路基雨季的防护，达到按期保质保量完成路基施工的目的。
【关键词】 高含水量 粉土 高速公路 路基施工
一、工程概况
济乐高速公路K8+000～K19+350段位于山东省乐陵市西侧，本合同段地处黄河等多砂河流冲积作用形成的鲁北平原，地质为全新统地层Q4，取土场土质多为粉土，其特点是：（1）取土场地下水位高（地表下0.5～1.5m），而取土深度在3.0～5.0m，（2）1.5m以下土的天然含水量达到28%～36%，但土的液限却在25%～30%，同时经试验土的最佳含水量仅为12%～14%，（3）粉土黏性差，雨季流失严重。
本合同段土方量巨大，共有粉土填筑路基220万m3，由于红线征地拖后近1年，工期紧，要按期完成路基填筑困难重重，因此所遇的高含水量低液限粉土填筑高速公路路基的技术问题在该地区路基施工中具有典型性和普遍性。本文将我项目部在路基施工中针对高含水量低液限粉土的采取了一系列的应对措施作简要介绍。
二、解决土的天然含水量大的方法
取土场土的天然含水量大，粉土的液限低，给土方施工带来的困难：一是取土场运输道路难修；二是粉土液限低造成运输过程中发生液化，导致土无法运输；三是由于土的天然含水量与最佳含水量相差太大，造成每层路基晾晒时间过长，制约工期且造成机械设备窝工，增加成本。
主要采取以下7个办法来解决
1、取土场内便道宜采用石灰土处理，或铺设2cm厚钢板。
场内主便道灰土时，处理深度不宜小于1m，否则便道经常会陷车，需经常机械设备维修便道，不但会增加机械维修便道的台班费用，还会造成机械设备窝工，严重影响施工进度。不宜在取土场内用开山渣或建筑垃圾修筑便道，因为土运至现场还需铧犁翻晒，土里含有石块或建筑垃圾会损伤铧犁，影响翻晒速度。我项目部丁坞取土场最大，100余亩采用铺设2cm钢板作场内运输便道，其他土场规模较小，大部分场内便道采用灰土处理，工程前期也有用建筑垃圾修筑的便道，在运至现场后发现经常损伤铧犁，导致频繁更换铧犁片，翻晒速度大大降低，并造成其他机械设备窝工，影响施工进度。
2、取土场及早清表开挖环形深沟。
取土场征地完成后，要第一时间将场内地表附着物清理干净，可加快场内表层土的晾晒。由于地下水位比较高，粉土已发生液化，开挖环形深沟时无法一次成型，可分两次开挖完成，第一次开挖深度在3m左右，开挖完成开始降水，等地下水位降至水沟底附近，再次向内侧错开原水沟位置深挖2～3m，水沟比取土深1m左右。在施工发现，取土场征地完成越早对施工越有利，一般要至少提前十天才不会影响正常施工。施工前期也出现用长臂挖机一次开挖水沟深4～5m，结果水沟很快淤至3m左右，而且淤泥再次挖出无法堆放；二次开挖沿原水沟开挖同样出现挖出的土不能堆放成型，因此，二次开挖必须向内错开开挖。
3、取土场分层取土，严禁干湿土混装。
根据取土場地下水位及土的天然含水量情况先将地表以下1.0～1.5m干土取出，干湿分离可加快施工进度，防止路基填土干湿极其不均匀，局部土干得压不住了，局部还是碾压出现“弹簧”现象。第二次取土要将土堆放在取土后的地面上，在取土场沥水晾晒，严禁将湿土备在土场原地面，把原地面干土变为湿土。
4、严格控制路基填土厚度，及早摊开翻晒。
路基填土松铺厚度宜控制在25cm左右，采用的铧犁翻深最大一般在30cm，如果松铺过厚，铧犁翻不到底层，再加上湿土会浸湿下层土的表层部分，便会产生弹簧夹层，影响路基填筑质量，这层土的翻晒时间也会加长很多，导致其他机械设备闲置窝工，施工成本增大，拖延工期。另外，土运到路基后，及时摊平并用铧犁翻晒，铧犁翻晒时，几台铧犁同时在一个作业面施工，1小时内完成一个工作面，严禁分头作业，分段不宜过长，分段宜在300m左右。
5、雨季路基不能施工时，取土场降水不能停，并做好取土场内地表、施工便道和路基顶面防排水，雨后，派人将土场内、施工便道和路基顶面积水及时排除。2013年7月9日进入雨季，8月19日雨季结束，马上组织恢复施工，仅仅4天后便掀起了路基大干高潮，为顺利按期完成路基施工提供了宝贵的时间。
6、科学安排施工队伍，机械设备配置合理。
由于取土场的粉土含水量高，土运至施工现场还需翻晒，施工队伍必须科学安排，施工段落的长度要至少满足1套机械设备组合的施工能力，根据现场实际经验，施工段落每段不宜低于1.5km。每个施工队伍根据自己的施工任务，合理安排机械组合，并根据实际情况及时调整机械组合，要做到能平行流水作业，做到尽量少窝工。
7、冬季备土
鲁北冬季寒冷，路基土方填筑不能施工，利用冬季先将取土场土堆高备在场内，或新征备土场存放，合同段内有服务区的可堆放在服务区场平内。
三、解决粉土路基难压实，CBR值低的问题
1、严格控制土的含水量
现场掌握最佳含水量可采用“手抓成团，扔即分散”的方法，但由于取土场土的天然含水量不均匀，可能发生局部“弹簧”现象。如果出现局部“弹簧”时要及时处理，可在天气好时，将“弹簧”部分翻起，掺入少量消石灰，晾晒2～3h后重新碾压，严禁掺拌生石灰块。在蒸发量大的季节，可比最佳含水量高2%～3%时，即可静压。
2、严格控制松铺厚度
路基填土的松铺厚度受铧犁翻深影响，松铺厚度在25cm左右。
3、控制好路基平整度
每层路基的平整度对路基是否压实均匀有极大影响，为获得均匀的压实度，在静压之后振压之前须使用平地机进行精平，使平整度达到使用3m直尺测量，偏差5cm之内。
4、掺加5%石灰增加土的CBR值
由于高含水量低液限粉土的CBR值低，施工图中路床以下40cm设计为5%石灰土处治层。由于经试验该区域的粉土实际CBR值不能满足94区土的CBR值要求，设计对94区原素土填筑变更为5%石灰土。
为缩短工期灰土采用用生石灰焖料场拌。
四、粉土路基的雨季防护
粉土路基由于粘性差的特点在雨季边坡易被冲毁，粉土流失严重，一旦发生边坡冲刷后须用灰土挖台阶分层夯实回填，费工费力，成本高，效果差，质量难保障，因此必须做好成型路基的雨季防护。
1、设挡水埂。
在路基两侧设挡水埂，挡水埂底宽50cm，顶宽20cm，高30cm。挡水埂必须用人工踩实。
2、设临时急流槽。
挡水埂每隔25m左右设一道临时急流槽，路基最低处增设一道。临时急流槽可用塑料布铺设，注意上端一定埋深踩实，两侧用土培实。
3、设排水路拱。
由于济乐高速公路为双向6车道，路基较宽，路基在到93区顶前，每层设4%的人字排水横坡，以利排水。等到93区顶面找平到设计横坡。
4、保持路基两侧排水沟通畅不积水。
5、下雨时派人上路看护，及时疏导积水，修复挡水埂和急流槽，检查两侧排水沟是否通畅无积水。
通过2013年雨季的实践证明以上措施极为有效，本合同段内路基边坡基本无冲刷，相邻合同段边坡冲刷严重，两侧排水沟几乎被冲刷的边坡土填平。
五、小结
高含水量粉土在济乐高速公路我合同段路基施工中取得了一定的成功经验，解决了制约工期的施工难点，顺利率先完成业主下达的路基施工任务。在以后的类似施工时，仍需不断总结经验，探索新的施工工艺。

-全文完-