平定高速公路黄土特性及路基施工浅谈

摘要：本文通过对黄土地区路基施工中的问题的分析，采取了合适的措施进行预防，从而使施工更加完善，使自己的施工水平和管理能力提高。

关键词：湿陷性黄土 黄土陷穴 滑坡 饱和黄土 施工方法 质量控制

平定高速公路沿线不良地质主要有湿陷性黄土、黄土陷穴、滑坡、饱和黄土等。

一、湿陷性黄土

本路基沿线分布的黄土属于乌岭与六盘山之间的黄土，分布于山地斜坡、山间盆地及高阶地，黄土的堆积面基本反映第三系基底地形的起伏。沿线黄土的典型结构为：第四系全新统黄土（Q4），黄土厚度不大，具有湿陷性；第四系上更新统黄土（Q3eo1），土体垂直节理和大孔隙发育，具有自重湿陷性。阶地黄土一般为非自重湿陷性黄土场地，黄土山坡一般为自重湿陷性黄土场地，湿陷性黄土一般4.0～43.9m，地基湿陷等级为Ⅱ（中等）～Ⅲ（严重）。

沿线湿陷性黄土对公路工程危害主要有：导致路基不均匀沉陷、高边坡失稳、桥台沉降以及桥梁桩基负摩阻力增大等。

针对湿陷性黄土路段采取处治措施：对于河谷阶地上的一般湿陷性黄土，其湿陷性土厚度较小，选用浅层处理的换填法或三七灰土措施；对于横向冲沟边缘、高阶地边缘及山地斜坡上的具有自重湿陷性的黄土，选取冲击压实、重型击实以及强夯等处理方法进行处治。

二、黄土陷穴

根据既有资料和地质调查，黄土陷穴主要分布在山地冲沟内和阶地边缘，陷穴一般呈竖井状，深度1.5～6.5m，直径0.5～8m，局部地段呈串珠状或漏斗形，在未形成的冲沟底部有地下暗沟连通，局部形成黄土桥。如果对这些存在的黄土陷穴，在施工的过程中不进行处治会给成型的公路造成极大的危害。沿线黄土陷穴多发育在冲沟边缘和残留阶地，陷穴连通成陷塌区，若处理不当，易引起路基不均匀沉陷;沿线黄土陷穴对拟建公路工程危害主要有：导致路基的不均匀沉陷、高边坡失稳、桥台沉降以及桥梁桩基负摩阻力增大等。对于黄土陷穴，在查明地表水流向、地下水以及暗洞发育的情况基础上，采取开挖回填、灌砂、灌浆、夯实等措施，并布设完善的地表排水系统和地下排水系统。本段路基对陷穴的处理，主要采取的是扩挖回填和灌浆处理。

三、滑坡

沿线滑坡主要分布于黄土沟谷两侧及黄土塬边，原因是这些区域地形起伏较大，上部为风积黄土，下部为第三系泥岩，岩性软弱，遇水易软化。风积黄土区冲沟发育，山体切割破碎，多孔隙，孔隙潜水常沿基岩面溢出。由于河流拓宽，使沟谷深切处斜坡稳定性差，滑坡易发育。在沟谷中部及黄土塬边多以古滑坡地貌形态发育，该类滑坡群长期遭受剥蚀、冲刷，滑坡体残留状，现多处于稳定状态，但在受到外因扰动时，容易诱发滑坡;降雨、地表水和地下水的作用是滑坡发生的首要诱发因素。施工过程中形成坡度在35m以上的高边坡，在施工不当或雨水浸蚀等综合因素作用下，可能会诱发滑坡、表层溜塌或崩塌。因此，采取路线绕避、选用合理的路堑边坡坡率、设置完善的排水系统彻底消除水害，是整治滑坡的主要措施。在施工中，明确以治水为本，支挡为辅，从“水”字上下功夫，采用疏、截、排等综合措施引开地表水，降低地下水，提高土体强度，作好黄土地区地表排水和地下排水两大系统的施工，同时采取措施避免对现有滑坡的扰动、减少产生高边坡。

四、饱和黄土

沿线部分沟谷地下水发育，沟底黄土长期受水浸泡，同时腐植物沿沟底流动（呈流泥状）搬运沉积物形成软基，需作特殊处理。处治措施一般有：预压处理：以沉降为控制的路段采用换填灰土或砂垫层、加铺土工格室结合预压处理。

施工的过程中路堑挖方及路基填方工程的主要施工方法及质量控制

1、开挖路堑前先挖好截水沟，保证排水畅通，并排除路堑范围内的积水。对于较长的路堑采用纵向全宽开挖，按设计横断面由上而下逐层开挖，开挖采用推土机、铲运机进行就近移挖作填，对于短而深的路堑施工采用全断面开挖法，采用挖掘机取土，自卸车运输的方法，施工过程中及时测量检查，避免超欠挖，边挖边修整边坡，以防坍塌；开挖土方，路床面以下土质不良时，修改施工方案及挖方边坡，按图纸所示及监理工程师指示的深度和范围，采取挖除后换填好土或其它措施进行处理；居民区附近的开挖，施工时采取有效措施，以保护居民区房屋及保证居民和施工人员的安全，并为附近居民的生活及交通提供临时便道或便桥。

土质路堑开挖过程中，严格按照设计文件和路基施工技术规范组织施工，并从以下几个方面控制工程质量：①开挖时自上而下进行，不乱挖超挖、不掏洞取土、不进行爆破开挖；②开挖过程中出现设计未预料到的土质变化时，若需修改边坡坡度和施工方案，报监理工程师批准认可；③路堑路床土方为不符合要求的有机土、过湿土等不能用作路床的土时，将其彻底挖除并换填符合质量要求的土质；④挖方土为各种工程性质不同的土夹层时，分别开挖并分批次用于路堤填筑，保证路堤每一填筑层的土质一致，符合分层填筑的施工技术规范要求；⑤做好施工排水设施，保证施工作业面始终处于干燥状态，以便于施工作业、保证路堤填料含水量符合要求。

2、路基填筑工程的主要施工方法

公路路基施工严格按《公路路基施工技术规范》（JTJ033－95）进行，推土机、压路机、装载机、平地机、洒水车等主要机械配合施工；路基填筑之前，必须取代表土样，按现行规范对路基填料进行试验，并根据试验路段所得数据，得出正确的压实方法、各类压实设备的类型及组合工序、最佳组合下的压实遍数及压实厚度；路堤填料选定后，测定土样的最大干容重和最佳含水量，为路堤填筑、压实提供质量检测标准。

（1）、原地面及零填翻挖段的处理：根据设计图纸，原地面处理基本按冲击压实加固地基、强夯等方法进行处理，其处理方法为：首先清除路基范围内的杂草、灌木草根与树根等，全部用推土机推除配以人工清除，然后进行冲击压实或强夯。并对陷穴采用回填夯实或灌浆并用三七灰封口等方法进行处理。

强夯及冲击压实路基:清表后，对农田或地势比较平坦的土质（黄土）地基填方段原土地基，进行冲击压实处理；对土质（或黄土）区挖方路段路堑（含半填半挖段）及挖方段之间长度小于100米的填方路段路床进行冲击压实处理。冲击压实机械采用25KJ冲击式压实机，其速度控制在10―15km/h之间，冲击机距路基地缘净距不小于50cm。距离填土高度小于3m的涵洞中心桩号不小于5m，距桥涵搭板边缘保持2.0m的净距，与挡墙砌体保持1.5m的距离，填土高度大于3m的涵洞按一般路基冲击压实。冲击压实机必须纵横向轮迹交错，冲击夯坑均匀按梅花形散布，横向轮迹重叠20。前后连接的两个冲压段之间应保证30m的搭接长度。施工中应配备平地机，路基面起伏过大时，进行整平然后继续冲压。冲压完成后，用光轮压路机进行整平压实，冲击后经高程检测需进行补土压实时，补土层的最终压实厚度不小于10，且不得进行表层贴补，如补土层厚度较薄，可对表层土用犁钩翻起10厚度，补上摊铺均匀后用压路机压实至设计标高。强夯及冲击压实质量检测方法及标准：在大面积强夯，应选择代表性路段进行强夯，以确定合理的强夯参数与工艺。强夯过程中，每遍每夯点的夯击次数用最后两击的平均夯沉量控制。第一、二遍夯沉量不大于10，第三遍夯沉量不大于5，此外夯坑周围地面不应发生过大的隆起，不因夯坑过深而发生起锤困难。最后的夯沉量控制值以试夯结果确定，但最大不宜超过15。强夯施工结束后2周应对加固地基质量进行检测；冲击压实地段，应在施工前和施工后各检测一遍，用前后数据进行对比以判断冲击压实的质量，并及时调整压实次数及压实方法；强夯及冲击压实质量检测，均采用标准贯入、动力触探、现场荷载等原位测试方法和室内土工试验方法，强夯地基的检测深度要超过设计加固深度1.0m 以上，冲击压实地基，其检测深度一般为2.0 m 。强夯地基每个加固段不小于两处，每处3点，冲击压实地基一般每100 m布设一个检测点。加固范围内质量标准应满足一般路基及高填土路堤的压实标准，湿陷系数小于0.015，当采用重型动力触探检测加固地基时，可按下式换算：γD＝15.58+0.169N63.5 （式中γD=强夯后路基实际达到的密实度， N63.5=检测击打次数，本路段路床0―80N63.5应大于10次/10）;强夯及冲击夯实安全措施:强夯施工应严格按施工规程及步骤进行，施工人员注意力必须高度集中，统一指挥，信号明确，且施工人员要分工明确，各负其责，经常检查施工设备，发现问题及时处理，非施工人员不得进入施工现场，对于强夯及冲击压实地基附近的房屋及其古建筑物，应采取必要的防震措施，以避免施工引起事故。

（2）、路基填土：填土前，检查清理场地后的地面横坡，地面自然横坡或纵坡陡于1:5时，将原地面挖成台阶，台阶宽度满足摊铺和压实设备操作的需要且不小于1m；台阶顶作成2％至4％的内倾斜坡，用小型压路机压实，填筑由最低一层台阶填起并分层压实；对于陡边坡地段，路堤铺设土工格栅进行处理；对于高填方路堤，采用强夯进行处理。填方作业分层平行摊铺，并确保路基的压实度，每层填料铺设的宽度，每侧超出路堤的设计宽度300mm，以保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度；不同土质的填料分层填筑，并尽可能减少层数，每种填料层总厚度不小于500mm；填土分层厚度根据机械性能、设计密实度、不同填料等经过试验确定，每层松铺厚度不大于30cm，由低处分层填筑，从两边向中心填筑，施工中严格控制好摊铺厚度，并配合机械适时调整层厚；当路基填方分段进行时，两个相邻段交接处不在同一时间填筑，先填段按1：1坡度分层留台阶，如两段同时施工，则应分层相互交叠衔接，其搭接长度不小于2m；填土区段完成一层填筑后，用平地机摊铺整平，使填层面纵横向平顺均匀，以保证压路机碾压轮面均匀地接触地面进行压实，达到压实效果；在摊铺整平的同时，推土机对路肩部位进行初步压实，保证压路机进行压实时，路肩不滑坡；用透水性较小的土填筑路堤时，压实时的含水量控制在最佳含水量的±2％范围内。当填筑路堤下层时，其顶部做成4％的双向横坡；如填筑上层时，不覆盖在透水性较好的土所填筑的路堤边坡上；同一填土层尽量采用同种填料，不同填料填筑时，应分段、分层，分别检测，不得混填，每层填料总厚度不小于500mm，土方路堤填筑至路床顶面最后一层的压实层厚度不小于100mm；碾压前对填筑层的分层厚度和平整程度进行检查，确认符合要求后进行碾压，为保证填土压实的均匀性和密实度，每层填土先用推土机摊平，低速行驶压4-5遍，使表面平实，再用平地机进行整平，再用压路机碾压，一般情况下碾压4-6遍；碾压从两侧逐渐向路中间，每次碾压轮迹重叠二分之一轮宽，避免漏压，压实时随时进行整平工作，同时调整水分，碾压过程中严格控制行驶速度，压路机行驶速度不大于4Km/h；接合面土层表面太干，洒水湿润后继续回填，如遭受水泡，先把上层稀泥铲除后，再进行碾压；填方接近设计标高时，加强测量控制，如发现高低不平，及时用平地机人工配合找平，然后再压实，直至达到设计所要求的断面质量。

（3）、高填方路基及坝式路堤填筑

施工质量不理想的高填方路基往往产生较大的变形和沉降，导致路面凹凸不平甚至使路面产生结构性破坏，这主要是由于路堤基底处理不彻底、填料和施工机械选用不当、碾压不密实或施工进度控制不合理造成的。施工质量不合格的高填路基甚至会产生边坡失稳，造成公路的毁坏。高填方路基施工时将在如下几个方面确保填筑质量：①进行原地面清理后，如地基强度不符合设计要求，应按照图纸和监理要求进行处理或加固；②高填方路基自身质量大，施工时将选用路基开挖出的可利用土方或取土方作为填料，禁止用含水量较高的重粘土，以免大体积的高填路基在建成后产生较大干缩变形，如材料的来源不同，其性能相差较大时，应分层填筑，部应分段或纵向分幅进行填筑；③高填方路堤应严格按照设计边坡进行填筑，不得缺填，高填方路堤每层的填筑厚度，应根据所采用的填料来决定；④半挖半填的一侧高填方路基为斜坡时，应按规定挖好横向台阶，并应在填方路堤完成后，对设计边坡外的松散弃土进行清理；⑤高填路基的下部尽管距离路基工作区较远，但该部位路基要承受上部路堤强大自重作用，故必须具有较高的密实度；施工过程中，控制下路堤与上路堤的压实度一致，为93%以上；⑥为保证高路堤有一个相对较长的沉降期，施工时将合理控制上料速度，避免短时间内在同一部位以超高速将路基填筑到较高的高度，确保路基土有足够时间的沉降密实，施工过程中注意进行沉降观测和预测；⑦由于高填路堤施工历时时间长、工程量大，施工过程中要勤测勤检，施工放样时适当加宽碾压宽度，使得经修坡后的路堤边坡密实稳定。

（4）、路基、填挖交界(纵、横)地段路堤填筑：

①横向半挖半填地段填方:应按图纸要求分层填筑，以免因路堤填筑不当而出现路基纵向裂缝;要认真清理半填断面的原地面，将半填断面原地面翻松或挖成台阶，再进行分层填筑;填筑时，必须从低处往高处分层摊铺碾压特别要注意填、挖交界处的拼接，碾压要做到密实无拼痕;半填半挖路段的开挖，必须待下半填断面处理好后，经监理工程师检验合格后，方可开挖上挖方断面。对挖方中非适用材料应废弃，严禁填在半填断面内;若图纸对半填半挖路基采用土工合成材料加筋时，则土工合成材料的设置部位、层数和材料规格、质量要求应符合图纸要求。

②纵向填、挖交界处的路基填方:应分层填筑，以免因填筑不当而出项路基横向裂缝;纵向填、挖交界处施工首先应认真清理填方路段的原地面，清理长度依据填土高度和原地面的坡度而定，原地面清理应符合图纸及规范要求;纵向填、挖交界处的开挖，必须待填方处原地面处理好并经监理工程师检验合格后，方可开挖挖方断面，对挖方中非适用材料严禁用于填筑;纵向填、挖交界处填筑时，必须从低处往高处分层摊铺碾压，特别注意填挖交界处的拼接，碾压要做到密实无拼痕;纵向填、挖交界处常伴随着半填半挖横断面，在施工时应按图纸要求妥善安排，做到纵、横交界填筑均衡，碾压密实无拼痕;若图纸对纵向填、挖交界处采用土工合成材料加筋时，则土工合成材料的设置部位、层数和材料规格、质量要求应符合图纸要求。

以上是本人在平定高速公路十四标施工过程中总结的关于黄土地区路基施工的几点经验，其实在施工过程中随时都会出现新的问题需要我们去解决，所以施工过程也是对设计的一种完善，我们只有在不断的学习中，才能不断地提高自己的施工水平和管理能力。