路基土質(zhì)改良辦法

1、路基土質(zhì)改良辦法湘耒高速公路路基精加工【摘要】路基精加工用于處理南方土質(zhì)不良地段，具有節(jié)約資金、節(jié)省工期、 提高路基承載力等諸多優(yōu)點(diǎn)，是一種好的路基處理方法。本文從其適用范圍、施 工方法等方面作了介紹?！娟P(guān)鍵詞】土質(zhì) 精加工施工方法一、湘耒高速公路工程概況湘耒高速公路北起湘潭南至耒陽，地處多雨的湖南省東南部，是京珠高速 公路的一部分。由我公司負(fù)責(zé)施工湘耒高速公路第十一合同段的一部分，起訖樁 號為K147+092K151+250，全長4.16km。該路段地處多山區(qū)，地形復(fù)雜，土質(zhì) 以風(fēng)化紅砂巖為主。沿線高填大挖情況多，最大挖深14.788米，最高填方高度 10.857米。且彎道地段小半徑居多，橫

2、向超高變化顯著，橫坡度最小為0，最大 達(dá)到4%。二、高速公路土質(zhì)路基（包括石質(zhì)土）施工特點(diǎn)路基是路面的基礎(chǔ)，路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，是保證路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性的基 本條件。因此，路基質(zhì)量的好壞將直接影響著路面的使用質(zhì)量。路面的損壞往往 與路基排水不暢、壓實(shí)度不夠、強(qiáng)度低等有直接關(guān)系。因此，湘耒高速公路對路 基95區(qū)有如下要求：路基頂面土基回彈模量按不小于60Mpa或回彈彎沉（0.01mm）200、路基頂30cm厚材料承載比CBR值N8 （浸水4天、壓實(shí)度 95%）控制。土質(zhì)路基填筑，按填土順序可分為分層平鋪和豎向填筑，分層平鋪是路基 填筑的基本方法，其有利于路基的壓實(shí)，可以保證不同用土按規(guī)定層次填筑，

3、使 不同用土水平分層，以保證路基強(qiáng)度均勻。對于透水性差的粘性土，一般用于填 筑路基下層，且表面形成雙向橫坡，有利于排除積水，以免形成水害。同一填筑 層次用不同土質(zhì)的土填筑路基時，搭接處應(yīng)形成斜面，以保證在此厚度范圍內(nèi)強(qiáng)度比較均勻，防止產(chǎn)生明顯變形。豎向填筑是指沿路中心線方向逐步深填，多用于地面地面高差大，填土面積小，難以水平分層卸土以及陡坡地段上半挖半填路 基，此種路基填筑方法要選用振動式或錘式夯擊機(jī)，選用沉陷量較小及粒徑較均 勻的砂石填料。豎向填筑一般在高等級公路施工中采用較少。路基壓實(shí)作為路基填筑的一個部分，尤其重要。土是三相體，土粒為骨架， 顆粒之間的孔隙為水分和氣體所占據(jù)。土體受壓后，

4、克服顆粒之間的摩擦力與粘 聚力（c、），發(fā)生位移、孔隙減小、氣體排除、擠密。壓實(shí)的目的在于使土粒 重新組合，彼此擠緊，孔隙縮小，土的單位重量提高，形成密實(shí)整體，最終導(dǎo)致 強(qiáng)度增加，穩(wěn)定性提高。松散土粒壓實(shí)可分為四部分，即：a.排列過程、b.填裝 過程、c.分離過程、d.夯實(shí)過程。在湘耒高速公路路基施工前，經(jīng)現(xiàn)場取土樣分析其粒徑集中在0.002mm0.05mm，屬于主要由細(xì)顆粒組成的均勻粘性土。（見表1）粒組 (mm)10.50.50.250.250.10.10.050.050.010.010.0050.005 0.0020.002粒度成分（以重量計(jì)）6.013.230.816.223.710.

5、1表1一土的粒度成分對于細(xì)粒土的路基，影響壓實(shí)效果的主要因素有內(nèi)因和外因兩方面，內(nèi)因指土質(zhì)和濕度，外因指壓實(shí)功能（機(jī)械性能、壓實(shí)時間與速度、土層厚度）及壓(kN/m3)、干容重Y含水量（%）實(shí)時的自然、人為的其他因素等。土的壓實(shí)效果好壞即其形變模量(kN/m3)、干容重Y含水量（%）大小與土的干容重Y有直接關(guān)系，由圖1可見：11Y與3關(guān)系2E與3關(guān)系由圖1中曲線1可見，干容重Y隨含水量3增加而提高，主要是由于水起潤 滑作用，土粒間阻力減小，施加外力后土中孔隙減少，土粒被擠緊干容重（Y） 提高，當(dāng)Y達(dá)到最大值時，3再繼續(xù)增大，土粒中的孔隙被水分占據(jù)，而水一般 不為外力所壓縮，因而3增大，Y隨之降

6、低。在Y達(dá)到峰值時對應(yīng)的含水量為最 佳含水量。由圖1中曲線2可見，土的形變模量Ey隨含水量也具有駝峰型曲線 關(guān)系，此曲線表明土體濕度未達(dá)到最佳值之前，土體強(qiáng)度以達(dá)最大值，這是因?yàn)?土中含水量較少時，土粒間的阻力較高，要使土粒繼續(xù)位移，需要最大的外力 Ek。而隨著土中濕度的增加Ek有所降低?，F(xiàn)行設(shè)計(jì)方法以彈性模量為土基的強(qiáng) 度指標(biāo)，彈性模量與形變模量存在比較固定的關(guān)系（在相對形變?yōu)?. 02時彈性 模量平均為形變模量的2.2倍，可以互相換算）。飽水前后壓實(shí)試驗(yàn)結(jié)果對照見圖2：曲線1表明，飽水后Y與E均有所降低，而在30時，兩者的降低值均最小。 這表明，在最佳含水量30時壓實(shí)的土基，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性

7、最好，因此選用30 作為控制土基壓實(shí)的指標(biāo)。湘耒高速公路全線有65km處于紅砂巖不利地質(zhì)地段，我公司負(fù)責(zé)施工地段 的挖方段地質(zhì)下承層均為風(fēng)化紅砂巖，經(jīng)施工現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，在正常壓實(shí)的 情況下，其壓實(shí)度在93%95%之間，個別點(diǎn)達(dá)到95%，很難大面積達(dá)到95%以 上；承載力即CBR值均小于8。因此，必須采用特殊處理以使路基95區(qū)壓實(shí)度、強(qiáng)度等指標(biāo)達(dá)到規(guī)范要求。經(jīng)多方研究，湖南省設(shè)計(jì)科研所決定采用路基改良精加工來改善紅砂巖的 土質(zhì)，以使路基95區(qū)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其具體方案為：60% （以重量比分類）的 含風(fēng)化紅砂巖的土摻以40%的耒水河出產(chǎn)的天然砂礫（粒徑6cm）作為改良原 料填筑路基。經(jīng)試驗(yàn)室試

8、驗(yàn)及現(xiàn)場生產(chǎn)實(shí)踐表明，此種路基土質(zhì)改良辦法將該種土質(zhì)從 根本上進(jìn)行了改良，使表1中的粒度成分趨向不均勻，改善了其粘性土的土質(zhì)， 并且在施工中取得了良好的效果：（1）其壓實(shí)效果很好，在以震動壓路機(jī)正常碾壓時，其壓實(shí)度均能達(dá)到95% 以上，平均在98%左右（見表2）；經(jīng)過逐車道檢測，成型的路基彎沉值都在5080 之間，個別點(diǎn)達(dá)到100左右，遠(yuǎn)小于湘耒路面設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的0.01mm；其他 試驗(yàn)指數(shù)如CBR值、回彈模量也均達(dá)到規(guī)范要求之內(nèi)。樁號壓實(shí)度（）第一遍碾壓第二遍碾壓第三遍碾壓第四遍碾壓第五遍碾壓K150+43090. 492. 695. 797. 8K150+45089. 892. 695.

9、 597. 3K150+47090. 392. 795. 499. 2K150+49090. 791. 995. 698. 4K150+51091. 593. 296. 599. 5K150+53089. 692. 495. 998. 4K150+55090. 493. 495. 398. 1K150+57090. 393. 396. 6100. 1K150+59090. 693. 196. 098. 1K150+61090. 192. 795. 897. 5表2一碾壓遍數(shù)測定表備注：1、表中個別點(diǎn)的超密是因?yàn)榇嬖诖罅铰咽拢?、壓路機(jī)往返碾壓一次為一遍；3、此數(shù)據(jù)為試驗(yàn)段K150+420

10、K150+620得出。（2）這種土質(zhì)改良精加工取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。湘耒高速公路全線處在 湘江流域，湘江的水系發(fā)達(dá)、支流眾多，沿線支流中天然砂礫資源豐富，對改良 粒料的材料來源是一個有利條件，為全線施工進(jìn)度提供了有利的物質(zhì)保障，又在 一定程度上促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。（3）采用精加工改良土質(zhì)，在環(huán)境保護(hù)方面有良好的效果。使用天然砂礫 料改良土質(zhì)對清理河床，保證水系暢通起到了積極的作用，并且對高速公路周邊 環(huán)境為0污染，這是精加工施工中明顯超過以往常用的灰土改良土質(zhì)提高土基強(qiáng) 度方法之處。三、路基精加工施工方法一施工準(zhǔn)備技術(shù)準(zhǔn)備：施工路段導(dǎo)線點(diǎn)貫通，水準(zhǔn)點(diǎn)復(fù)測完畢；結(jié)構(gòu)物臺背填土壓實(shí) 度達(dá)到設(shè)計(jì)要

11、求；下路床驗(yàn)收合格；制定完整的施工計(jì)劃。機(jī)械準(zhǔn)備：擁有技術(shù)性能良好的推土機(jī)、拌合機(jī)、壓路機(jī)。材料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備足夠量的合格天然砂礫料。二施工工藝流程及施工要點(diǎn)1、工藝流程：中線測量放樣一標(biāo)高測量，放出控制樁和掛線一根據(jù)每車土 的方量計(jì)算堆放距離進(jìn)土一攤鋪一整平一輕壓一精平一碾壓一自檢一修整2、施工要點(diǎn)：（1）在施工過程中，我們發(fā)現(xiàn)由于混合料中存在較大粒徑的卵石，集料的 壓實(shí)系數(shù)不盡相同，因此較難控制的是精加工層頂面的標(biāo)高。湘耒高速公路施工 技術(shù)規(guī)范對標(biāo)高的控制尤其嚴(yán)格，這就要求在施工中機(jī)械拌和精加工混合料時必 須仔細(xì)，盡量使不同粒徑的土與天然砂礫混合料拌和均勻，不出現(xiàn)骨料過分集中 現(xiàn)象，使混合料在

12、不同斷面的壓實(shí)系數(shù)接近相同，且在試驗(yàn)段施工時對松鋪系數(shù) 的測定要盡量準(zhǔn)確。（2）在特殊路段，如：挖填結(jié)合部、基礎(chǔ)軟弱處等，采用土工格柵加固處 理。在鋪設(shè)土工格柵處，為保護(hù)土工格柵的完整，混合料的拌和可采用人工拌和， 或機(jī)械預(yù)先拌和后再由水平運(yùn)輸機(jī)械將混合料運(yùn)至指定地點(diǎn)，此時應(yīng)特別注意混 合料拌和的均勻性。（3）施工前應(yīng)對混合料的含水量進(jìn)行測定，使其含水量控制在最佳含水量 2%范圍內(nèi)，以保證壓實(shí)效果。另外，壓實(shí)厚度對壓實(shí)效果具有明顯影響。在 相同條件下（土質(zhì)、濕度、壓實(shí)功能），實(shí)測不同深度土層的密實(shí)度得知，壓實(shí) 土層的密實(shí)度隨深度遞減，表層5cm密實(shí)度最高，所以在30cm的路基改良精加 工施工中

13、，為保證施工質(zhì)量我們采用分兩層鋪筑，每層15cm。（4）在南方多雨的氣候條件下，施工時必須嚴(yán)格按照測量放線做出路拱橫 坡。每天施工完畢后，應(yīng)檢查路拱橫坡并清除路基頂面的浮土，保證路基表面排 水暢通，以免由于各種原因造成路基表面積水，影響精加工層的施工質(zhì)量。特別應(yīng)注意：在標(biāo)高不足處應(yīng)重新翻開至少10cm拌和、碾壓，嚴(yán)禁薄層貼 補(bǔ)。四、路基土質(zhì)改良精加工的現(xiàn)實(shí)意義土質(zhì)路基頂部約80100cm的深度范圍內(nèi)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，直接關(guān)系到路 面和結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定性和使用品質(zhì)，而且土基受力極為復(fù)雜，表現(xiàn)在荷載與變形的 非線性、變形中存在可恢復(fù)的彈性變形和不可恢復(fù)的塑性變形、變形受加荷速率 及加荷時間影響的徐變性、受自然