浅谈雁鸣湖景观大道水泥粉砂土路基设计与施工

摘要：本文根据工程实践，浅谈郑州雁鸣湖景观大道水泥粉砂土路基设计与施工

关键词：雁鸣湖景观大道;水泥粉砂土

Abstract: according to the engineering practice, showing zhengzhou wild goose chirp lake landscape avenue cement powder sand subgrade design and construction

Keywords: wild goose chirp lake landscape avenue; Cement powder sand

中图分类号：U213.1 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概况

1.1雁鸣湖景观大道工程，位于郑州市中牟县北部，项目西距郑州市约35km，东距开封市约22km，南距中牟县城约20km，西北距黄河约6km。道路起点位于连霍高速的中东公路出口附近，线路向北至赵口总干渠止，全长约2.508km，是进入雁鸣湖文明生态示范区的主要道路。施工内容包括：道路、排水、供水、绿化、交通设施等。

1.2 道路采用两块板形式，两幅车行道各宽7.0～11.0m，中央绿化带为丰富景观效果进行园景设计，宽度为8.0～26.0m，两侧人行道宽3.0m，人行道外侧绿化带宽2.0～5.0m，路基总宽18.0～50.0m。路面结构由上至下分别为：4cm 细粒式改性沥青混凝土（AC-13C）+ 6cm 中粒式沥青混凝土（AC-20C）+ 1cm 乳化沥青下封层 + 36cm 水泥粉煤灰稳定碎石 +18cm 水泥石灰土 ，总厚度为65cm。路基填筑层，路面底层0~40cm范围采用5%水泥粉砂土，40cm以外采用3%水泥粉砂土。

1.3 因结合防涝、水文、区内土地开发等要求，道路设计平均标高较原地面标高约提高约1.0m，扣除路面结构层及清表厚度，路基填土厚度平均约为0.75m。

2 地质情况

2.1现场地形地貌

项目位于黄河冲积平原区，线路地表原为林地、旱地（田）、鱼塘等。

2.2地质情况

场区主要出露第四系全新统人工填土层、耕植层（Q4ml）、全新统冲洪积层（Q4 al+pl）。

人工填土层（Q4ml）由杂填土、素填土、耕植土组成，成分为粘性土、粉细砂、碎石及建筑垃圾等，结构疏松，层厚0.50～2.50m。

第四系全新统冲洪积层（Q4 al+pl）主要由粉质粘土、粉土和砂层组成，层厚较大。

场内地下水类型主要有上层滞水、潜水、孔隙承压水。地下水位较高，约为表面以下2.0m。地表水主有灌溉河道水，湖泊（雁鸣湖）、鱼塘储水。

3 试验段施工情况

根据初步设计，先进行100m试验段施工，管沟及路基采用粗砂或砂砾土回填。施工内容包括雨污排水管井及路基填筑施工。试验目的为摸清项目情况，优化设计，合理选择路基（含管沟）回填材料及工艺。

先进行雨污管道施工，管沟开挖最大深度约4m，基坑采用1:0.75坡度分两层放坡。因地下水位较高，故采用轻型井点法降水。管道施工完毕后，管沟采用粗砂回填，但后因停电，井点抽水机停止降水，地下水位24h内上升超过1.5m，部分回填粗砂被泡软液化，并被夹带入细粒粉质土，承载力大大降低，后被迫清挖返工。返工后管沟及路基仍采用粗砂回填。

首次试验段施工，曝露出下列问题：

a. 回填施工受地下水及地表降水等影响较大，质量不易保证；

b. 因场地周边无砂、粘土、砂砾土可采，区内土质均为冲积粉砂土。粗砂由黄河北岸的新乡市山区供应，运输距离近100km，故采用粗砂回填成本较高，且供应量有限。本工程有近10万m3的管沟及路基填方，周边取土取砂不易，如全部采用粗砂填筑，单单这一项成本将超过1000万元。

4 设计优化情况

根据首次试验段施工情况，对路基作如下优化设计：

路基填筑处理方法为，路面底层0~40cm范围采用5%水泥粉砂土，40cm以外采用3%水泥粉砂土。管沟采用3%水泥粉砂土回填。

路

根据对现场土体取样，进一步试验所得，土体最佳含水量为16.4%，最大干密度为1.69g/cm3，液限WL=29.1%，塑限Wp=20.3%，塑性系数Ip=8.7% 。

5 施工准备

5.1 清理表土。先行清理表层种植土、杂填土等，部分用于绿化带回填土，可在场边就近填放。

5.2 测量放线，标定填筑边线和标高，并洒白灰和打木桩（中桩和边桩）。

5.3 对填筑前的表层土进行土工试验，密实度不达要求的，须先进行翻松压实。

5.4 路基两侧修挖排水沟，加快排水，减少地表水对路基的影响。

5.5 土体的来源：

a.可利用路线范围少部分路基挖方；

b.区内其它地块房建项目地下室基坑弃方；

c.雁鸣湖区挖方（水域面积扩大）、当地鱼塘取土挖方。

可用于路基填筑的土体包括：

a.细粒土质砂：小于0.075颗粒的含25%左右（鉴别特征：灰黑色，有细粒粘粒存在）；

b.含细粒土砂（砂）：小于0.075颗粒的含15%以下（鉴别特征：黄色，颗粒均匀）。

不可用于路基填筑的土体包括：

a.腐殖土：含植物根茎、腐殖质的表土、池塘底部土（鉴别特征：含植物根茎，味臭）

5.6 对于部分容易积水、引起路基翻浆液化路段，可增加砂垫层及设盲沟排水。

5.7主要机械配置包括：挖掘机、自卸车、推土机、平地机、压路机、打夯机。

6 施工流程

6.1水泥粉砂土路基施工流程

运料、推平、翻晒水泥布撒平地机拌和整平、碾压养生

6.2水泥粉砂土管沟回填施工流程

堆方推平、翻晒水泥布撒平地机拌和管沟回填、打夯养生

7主要施工工艺

路基部分

7.1 接收土料后，先由推土机配合平地机将土料推平。为避免水泥粉砂土层板结开裂，每层压实后厚度不大于20cm。每层松铺厚度根据试验所得约为28~30cm。土料推平后，先用压路机轻压一遍。土的含水量应控制在最佳含水量的±2%，否则应进行翻晒或洒水。

7.2 水泥布撒。一般整幅路面（2*3.5m）一次性施工。每幅路面每延米的水泥用量计算方法如下：路宽*压实厚度*土料最大干密度*水泥含量。水泥采用425水泥，由人工均匀布撒。

7.3 拌和。平地机收起中部铲刀，放下尾端犁耙，来回走动，拌和水泥粉砂土混合料。

7.4整平、碾压。平地机收地犁耙，放下铲刀，并调整好铲刀的高度和角度，来回走动拉平混合料。混合料碾压采取原则如下：“先轻后重、先静后振、先低（路肩）后高、先慢后快、轮迹重叠。”先采用16T压路机轻压，由平地机再次拉平，再用20T压路机复压，采取“静—振—静（成形）”的顺序碾压。先压路肩再压至路中，碾压形成路基横坡，轮迹前后两次应重复1/3。压路机行走速度不大于4km/h。现场采取灌砂法检测密实度。上下两层错缝应大于2m。

7.5养生。一般终凝后第二天即可进行上一层施工。下层基面应适当保持湿润，必要时可少量洒水。水泥粉砂土路基填筑完成后，一并洒水养护，养护期不小于7天。期间禁止重型车辆通行。

管沟部分

7.6 管沟部分水泥粉砂土回填与路基施工相比，主要差异在于回填和压实方式不同。管沟回填料拌和后，采用推土机配合挖掘机回填，回填至管沟内后，再由人工摊平，用打夯机夯实，每层夯实厚度不大于30cm。其它与路基工艺相同部分，在此不再重复。

8总结

8.1施工中应注意的一些问题

8.1.1注意先处理好软基后，再进行路基水泥粉砂土施工。管坑开挖后，可对地质情况进行详细鉴别，应注意观察当地较常出现的、厚度不均的黑色淤泥质土，并将其清挖后方可进行下一工序施工。

8.1.2注意土质的均匀性，粉砂土中常夹杂小部分粘土或淤泥，这部分土体保水性较好，水分散失慢，碾压时容易出现“弹簧”现象。在填筑过程若现在大块粘土，应予以清除或粉碎为小颗粒体。

8.1.3应注意路基的排水降水，尤其在管坑施工全过程，不能停止管沟降水，否则管沟回填土方极易被泡软。

8.1.4 注意养护，基面应保持湿润，避免水泥混合料表面收缩开裂。

8.2通过优化设计，本次水泥粉砂土施工较原路基填砂方案，很好地解决了高液限粉砂土的改良问题，大大减少了弃方，合理利用了区内平衡土方，加快了施工速度，提高了施工质量，降低了工程造价，取得了很好的社会和经济效益。

参考资料

1《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）

2《公路路面基层施工技术规范》(JTJ 034-2000)

3《城市道路交通规划设计规范》GB50220-95；

4《郑州市雁鸣湖生态文明示范区道路工程及市政管线专项规划》

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。