高速公路高液限土路基填筑施工技術(shù)應(yīng)用路徑

李德龍

（中鐵三局集團(tuán)廣東建設(shè)工程有限公司，廣東廣州511400）

0 引言

高液限土主要是指強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差、含水量高、容重輕的細(xì)粒土，一般其液限＞50%。而由于高液限土路基特性因素影響，其較難壓實(shí)，非常容易出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象[1]。因此，對(duì)于復(fù)雜、關(guān)鍵路段，高液限土路基填筑對(duì)于整個(gè)路段質(zhì)量而言，擁有十分明顯的作用。據(jù)此，有必要探究高速公路高液限土路基填筑施工技術(shù)應(yīng)用。

1 大豐華高速公路基本情況分析

大豐華高速公路豐順至五華段TJ5 合同段位于梅州市五華縣，主要工程內(nèi)容包括標(biāo)段內(nèi)的路基、橋梁、涵洞、梁體預(yù)制、梁體架設(shè)、排水防護(hù)、綠化工程。起止樁號(hào)為K104+920～K112+780，主線全長(zhǎng)7.86km。

全線采用高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)速度100km/h，整體式路基寬度26m，主線采用4 車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)。

主要工程內(nèi)容包括：路基挖土方254 萬(wàn)m3，挖石方57 萬(wàn)m3，填方264 萬(wàn)m3。其中挖方路基24 段，填方路基17 段，涵洞14 道，橋梁8 座。

2 大豐華高速公路高液限土路基填筑施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 軟基處理

第一，在軟基施工前，應(yīng)結(jié)合挖探與輕型動(dòng)力觸探驗(yàn)證所有設(shè)計(jì)軟基段落，如地基承載力不足，可提前變更。若未給出地基處理的填方段落，也可用此方式經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證；第二，軟基換填施工應(yīng)避開(kāi)雨季，若必須在雨季施工，應(yīng)事先開(kāi)挖環(huán)形排水溝[2]；第三，開(kāi)挖至距設(shè)計(jì)標(biāo)高30cm 后，檢測(cè)基地承載力，如不符合要求需及時(shí)進(jìn)行變更加深處理；第四，軟基采用換填片石處理方式的，分層填筑片石粒徑（粒徑＜30cm，厚度＜50cm），層面以小片石、碎石嵌填空隙，找平后采用22t 壓路機(jī)進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)。需注意：嚴(yán)禁混合使用軟質(zhì)石料與硬質(zhì)石料填筑材料，以免造成后期不均勻沉降。

2.2 路基填筑施工質(zhì)量控制

高液限土直接填筑的質(zhì)量控制（此處特指每層填筑的質(zhì)量控制）包括三個(gè)方面，即填料的質(zhì)量控制、施工的質(zhì)量控制和施工質(zhì)量的檢測(cè)。

2.2.1 填料質(zhì)量控制

首先，選擇填料。依據(jù)高液限土的工程分類，嚴(yán)格劃分各填筑區(qū)的填料，根據(jù)試驗(yàn)段總結(jié)成果指導(dǎo)填筑施工；其次，控制填料粒徑，最大土塊粒徑不大于100mm；最后，填料的壓實(shí)含水量差控制在-2%～+6%范圍內(nèi)即可，但必須滿足稠度大于1.15、塑性指數(shù)不大于26 的要求。

2.2.2 施工質(zhì)量控制

第一，碾壓前的松鋪厚度控制，應(yīng)按實(shí)測(cè)松鋪厚度與試驗(yàn)路段結(jié)果值，二者相差范圍控制在±10%以內(nèi)，并保證均勻性，即：檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)值離散性不大于5%。若達(dá)不到要求，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)平或去除，并調(diào)整攤鋪和整平工序；第二，最后兩遍碾壓的壓實(shí)度差或沉降差的控制，應(yīng)按最終碾壓遍數(shù)以最后兩遍碾壓的壓實(shí)度之差小于0.5%或沉降差觀測(cè)值小于3mm 為準(zhǔn)。若達(dá)不到要求，需繼續(xù)碾壓。增加碾壓遍數(shù)后仍達(dá)不到要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整碾壓工藝和改用其他處理方法。

2.2.3 施工質(zhì)量檢測(cè)

一是表觀質(zhì)量檢查，每層碾壓施工完成后，填筑路堤表面應(yīng)平整，無(wú)明顯輪跡，并具有規(guī)范要求的路拱；二是平整度檢測(cè)，采用3m 直尺檢測(cè)，沿路堤縱向每200m 檢查4 處，每處檢查1m 長(zhǎng)。平整度按最大間隙的平均值小于3cm，各尺最大間隙數(shù)值的離散性小于5%控制。若達(dá)不到要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整攤鋪和整平工序；三是填筑厚度檢測(cè)，按實(shí)測(cè)壓實(shí)厚度與試驗(yàn)路段結(jié)果值相差±10%以內(nèi)控制，檢測(cè)頻率應(yīng)與壓實(shí)度檢測(cè)同步進(jìn)行。若達(dá)不到要求，應(yīng)及時(shí)調(diào)整松鋪厚度；四是高液限土路堤的填筑質(zhì)量控制必須采用雙控指標(biāo)，即：壓實(shí)度檢測(cè)、空氣率檢測(cè)。檢測(cè)頻率為每層沿路堤縱向每100m 不少于3 點(diǎn)（不足100m 取3 點(diǎn)）。

3 強(qiáng)夯補(bǔ)強(qiáng)施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 擬定技術(shù)參數(shù)

依據(jù)該工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)如下參數(shù)：參數(shù)一，擬采用點(diǎn)夯2 遍，滿夯2 遍進(jìn)行試驗(yàn)；參數(shù)二，點(diǎn)夯參數(shù)暫定為1000～3000kN·m/m2,采用落距為5-15m，夯擊次數(shù)為4-6 擊，若達(dá)不到收錘標(biāo)準(zhǔn)，則繼續(xù)夯擊；參數(shù)三，夯擊能為1000kN·m/2000kN·m/3000kN·m 時(shí)強(qiáng)夯收錘標(biāo)準(zhǔn)：一是最后2 擊的平均夯沉量不大于5cm。二是夯坑周圍填筑面不應(yīng)有大的隆起。三是不應(yīng)因夯坑過(guò)深而發(fā)生提錘困難；參數(shù)四，滿夯夯擊能暫定為1000kN·m，滿夯夯擊次數(shù)暫定為3 擊，滿夯錘印彼此搭接50cm；參數(shù)五，固結(jié)時(shí)間周期，兩遍夯擊之間的空隙水壓力消散時(shí)間視填土土質(zhì)情況確定。由于路堤中上部設(shè)有片石夾層，滲透性能滿足要求，暫定為可連續(xù)夯擊，特殊情況可酌情處理。

3.2 點(diǎn)夯+滿夯施工

3.2.1 夯前準(zhǔn)備

首先，測(cè)量放樣。測(cè)出場(chǎng)地平均標(biāo)高，并根據(jù)測(cè)放的點(diǎn)線，按照試驗(yàn)方案進(jìn)行夯點(diǎn)布置。

需注意夯點(diǎn)位置要清晰、準(zhǔn)確，錘位偏差不得超過(guò)5cm，記錄員要對(duì)號(hào)進(jìn)行記錄，不能錯(cuò)號(hào)、漏夯和重夯；其次，測(cè)定夯擊高度，取夯擊需提升的高度，分別為5m、10m、15m 三個(gè)等級(jí)，并做好紅色標(biāo)記。

3.2.2 點(diǎn)夯施工

一是點(diǎn)夯夯擊能，采用1000kN·m、2000kN·m、3000kN·m，錘重與落距的乘積為20t×5m、20t×10m、20t×15m 點(diǎn)夯。同時(shí)點(diǎn)夯第1 遍共16 個(gè)點(diǎn)，1～4#點(diǎn)（縱向第1 排）采用1000kN·m 能擊、5～8#點(diǎn)（縱向第2 排）采用2000kN·m 能擊、9～16#點(diǎn)（縱向第3-4排）采用3000kN·m 能擊；第2 遍共9 個(gè)點(diǎn)，1～3#點(diǎn)（縱向第1 排）采用1000kN·m 能擊、4～6#點(diǎn)（縱向第2 排）采用2000kN·m 能擊、7～9#點(diǎn)（縱向第3 排）采用3000kN·m 能擊。

二是點(diǎn)夯擊數(shù)，依據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)需求，點(diǎn)夯擊數(shù)應(yīng)滿足下列條件：最后兩擊的平均夯沉量不應(yīng)大于50mm；夯坑周圍填筑面不應(yīng)有大的隆起；不應(yīng)因夯坑過(guò)深而發(fā)生提錘困難。需注意，各夯點(diǎn)的夯擊數(shù)，應(yīng)使土體豎向壓縮最大，而側(cè)向位移最小為原則，擬定為4～6 擊。

三是點(diǎn)夯施工線路，夯擊時(shí)先強(qiáng)夯中間，再夯擊兩側(cè)，可以保證高液限土水分向兩側(cè)擠壓，易于消散及土體早固結(jié)，提高夯后土體強(qiáng)度質(zhì)量。

四是點(diǎn)夯試夯試驗(yàn)。第一，起重機(jī)就位，使夯錘對(duì)準(zhǔn)夯點(diǎn)位置并放置在待強(qiáng)夯路基面上，測(cè)量和記錄夯前錘定高程；第二，將夯錘起吊到預(yù)定高度，待夯錘脫鉤自由下落后，放下吊鉤，測(cè)量錘頂高程，若發(fā)現(xiàn)因坑底傾斜而造成夯錘歪斜時(shí)，應(yīng)及時(shí)將坑底整平，同時(shí)做好夯沉量測(cè)設(shè)；第三，重復(fù)夯前準(zhǔn)備、點(diǎn)夯施工的步驟，直至夯沉量達(dá)到收錘標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最后2 擊平均夯沉量小于5cm；第四，單點(diǎn)夯擊完畢后并移至下一夯點(diǎn)，完成第一遍夯擊后推平夯坑，按上述步驟逐次完成所有夯擊遍數(shù)；第五，點(diǎn)夯施工完畢后，推平夯坑，檢查每個(gè)夯點(diǎn)的夯擊次數(shù)和沉降量關(guān)系。

五是點(diǎn)夯效果，根據(jù)設(shè)計(jì)要求最后兩擊夯沉量不大于5cm 確定錘擊數(shù)及遍數(shù)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量，點(diǎn)夯夯擊（夯能1000kN·m～3000kN·m）4～6 次情況下可達(dá)到最后兩擊沉降量不大于5cm 的技術(shù)要求，滿夯夯擊3～5 次情況下可達(dá)到最后兩擊沉降量不大于5cm的技術(shù)要求。

六是夯后夯點(diǎn)壓實(shí)度檢測(cè)。在第1、2 遍點(diǎn)夯中分別對(duì)三個(gè)夯能（1000kN·m、2000kN·m、3000kN·m）的單點(diǎn)夯擊壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，并與夯前的壓實(shí)度進(jìn)行對(duì)比分析，分析點(diǎn)夯后壓實(shí)度提升值與夯擊次數(shù)、夯沉量關(guān)系。

3.3 滿夯施工

首先，單點(diǎn)夯擊能采用1000kN·m，錘重與落距的乘積為12t×10m。

其次，滿夯擊數(shù)及遍數(shù)，滿夯擊數(shù)按照現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)夯得到的夯擊擊數(shù)和夯擊沉量關(guān)系曲線確定，且最后兩擊的平均夯沉量不應(yīng)大于50mm；擬定為3 擊，滿夯2 遍。

最后，滿夯試夯試驗(yàn)，滿夯錘印彼此搭接50cm，以夯沉量小于5cm 之前的遍數(shù)作為夯擊遍數(shù)，分析可知，夯擊每次沉降差逐漸減小，在夯擊3 次時(shí)沉降差符合技術(shù)要求，且總的沉降趨于穩(wěn)定，夯擊后基本不再沉降，說(shuō)明已經(jīng)夯擊密實(shí)。同時(shí)，滿夯距結(jié)構(gòu)物保持20m 的安全距離，距結(jié)構(gòu)物夯點(diǎn)第1～6 排由夯能1000kN·m，分別降至500kN·m。對(duì)比分析壓實(shí)度、夯擊面沉降量。其現(xiàn)場(chǎng)具體情況為：經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)滿夯三擊，最后兩擊的平均夯沉量不大于50mm 均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求；滿夯完后對(duì)夯擊3.5m 深處填層壓實(shí)度檢測(cè)，壓實(shí)度均有提升。

3.4 強(qiáng)夯補(bǔ)參數(shù)總結(jié)

其一，通過(guò)對(duì)強(qiáng)夯試驗(yàn)路段統(tǒng)計(jì)，得出夯擊次數(shù)與沉降量關(guān)系，沉降量隨著夯擊次數(shù)的增加而減少。

其二，點(diǎn)夯平均每50～60s 一次夯擊，每坑4 次夯擊需3～4min，夯機(jī)移動(dòng)到下一試坑就位需1min，每小時(shí)可夯擊10～12 試坑；滿夯平均每30～40s 進(jìn)行一次夯擊，每坑3 次夯擊需1.5～2min，夯機(jī)移動(dòng)到下一試坑就位需1min，每小時(shí)可夯擊15～17 試坑。

其三，點(diǎn)夯夯擊采用3000kN·m 的夯擊能，20t 夯錘提高15m 進(jìn)行夯擊；邊坡兩側(cè)邊緣采用2000kN·m的夯擊能，20t 夯錘提高10m 進(jìn)行夯擊；距橋涵結(jié)構(gòu)物20m 邊采用500～1000kN·m 的夯擊能，20t 夯錘提高2.5～5m 進(jìn)行夯擊。

其四，點(diǎn)夯分2 遍進(jìn)行，滿夯分2 遍進(jìn)行。滿夯采用梅花形布置夯點(diǎn)，夯點(diǎn)間距1.5m，采用跳孔法夯擊。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在現(xiàn)行更高標(biāo)準(zhǔn)的高速路建設(shè)環(huán)境下，企業(yè)要結(jié)合建設(shè)實(shí)際，理清高液限土路基填筑相關(guān)要素，改進(jìn)施工方式，即相關(guān)企業(yè)需重視高液限土路基填筑特點(diǎn)和施工技術(shù)，以自身現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)，優(yōu)化其施工模式，創(chuàng)新施工方式，以期為高速公路建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)。