興六公路高液限、高塑性土和濕土施工技術分析

江小鳳

(廣西五洲金橋農產品有限公司，廣西 南寧 530021)

0 引言

高液限、高塑性土和濕土是特殊的填方材料，其主要特點是可壓實性較差，壓實后壓縮性仍較高，路基的沉降變形較大，變形穩定時間較長，規范中是限制使用的。如需要使用時，必須采取滿足設計要求的技術措施，經檢查合格后方可使用。而興六高速公路途經的部分路段地表覆蓋層為3～6 m的高液限、高塑性土和濕土，在路基施工中，若能就地取材，針對此類土的物理特性，對其進行合理有效的利用，將極大地減少工程投資，節約土地資源，加快施工進度，并能減小對地表植被的破壞，也能防止水土流失的發生。

1 項目概況

興六公路位于廣西壯族自治區中南部的橫縣、興業縣和貴港市境內，主要是由公路聯絡線和主干線組成，公路總長度為155 km。在整條高速公路中，二級公路為橫縣聯線，該線路總長度為21 km，設計的行車速度為90 km/h；主干線的長度為100 km，設計的行車速度為120 km/h；一級公路為貴港兩條聯線，長度分別為20 km和14 km，當時設計的行車速度為110 km/h。在整條高速公路中，共設置了506座涵洞、6處互通式立交、208處通道、2處服務區、12座共716 m的中橋、2處停車區、3座共350 m的大橋、5處收費站、1座521 m的特大橋及35處分離式立交橋，路面混凝土大概356.4萬m2，路基土石方2 888萬m3。在項目的具體施工過程中，當遇到不同的土質時，分別有著不同的解決辦法，為此，本文列出高液限、高塑性土和濕土土質的應對策略，為公路施工提供借鑒和參考。

2 填料處理技術

興六高速公路途經的部分路段地表覆蓋層為3～6 m的高液限、高塑性土和濕土。在路基施工中，為了節約投資和保護環境，對這類土的物理特性進行分析，加以合理利用，最后實現就地取材，是最為合理的方案。

所謂高液限、高塑性土和濕土，是指液限WL>50，塑性指數IP>26，天然稠度為1.0～1.1，天然含水量大于最佳含水量3%的土壤。這類土顆粒粒徑細小、孔隙率大、親水性強、密度和強度小、壓實性和水穩性差，變形量大，易開裂。根據文獻資料及施工實踐表明，這類土即使曬干，按重型擊實標準壓實后，也極不穩定。而當濕氣浸入后，土體中含水量很快增加，強度和密度隨之降低，待稠度達到1.0～1.1的范圍時，其強度不再降低，含水量也不再增加，形成穩定結構。因此，采用重型擊實標準碾壓路基易形成彈簧現象，相對而言，采用輕型擊實標準是合理的。壓實標準根據此類土的可分散壓實性與稠度的關系，宜控制在稠度為1.05～1.15的范圍內，必須采取滿足設計要求的技術措施，經檢查合格后方可使用。下面將針對這一問題展開分析。

2.1 物理力學性質

(1)基本性質實驗項目

為了有效地確定基本性質，必須嚴格按照有關資料的相關規定，對各種土的性質以及性能指數標準進行相關測定以及整改試驗，以獲取精確的數據。

(2)CBR實驗和要求

為了獲取CBR值，必須進行CBR實驗，控制稠度的值要符合1.05～1.30的要求。在CBR實驗中，要根據控制稠度的值來確認CBR含量是否為最優，以及相對于這個最優的值所對應的含水量的值。在具體的施工過程中，CBR的控制值必須滿足表1所示的基本要求：

表1 路基填方材料最小強度和最大粒徑表

(3)壓縮性

開展壓縮性實驗，依據壓縮性系數a1-2的具體取值，把壓縮性區分為三個等級，具體分級標準如表2所示。在填料的強度達到相應要求的情況下，15 m以下的路堤可以采用低壓縮性填料；6 m以下的路堤可以采用中等壓縮性填料；針對路堤壓縮變形情況，必須進行進一步的評價，根據評價結果綜合選擇高壓縮性填料，這種情況下應保證路堤的高度<3 m。

表2 土壓縮性分級表

(4)抗剪強度

抗剪強度的實驗尤為重要，通過這個實驗的結果，我們可以了解該實驗中所用的土是否符合要求，土的強度能否增強路堤邊坡的牢固程度，當符合要求時，也要檢測有效凝聚力的C值應>40 MPa，有效內摩擦角值>15°。

2.2 壓實特性

一般情況下，我們利用稠度表示土的含水狀態，測量所取土樣的塑、液限指標和含水量，以此計量土樣的稠度指標值。如表3所示：

表3 土樣的可分散壓實性與稠度的關系表

3 施工技術

3.1 基底處理

在興六高速公路施工過程中，為確保該道路基層有較大的抗壓性，使道路性質更加穩固，從而防止基層中所滲透出來的水浸入上層的路堤，毀壞道路，縮減道路的壽命。一般而言，土壤的壓實度必須大于濕法重型標準的88%，基底的承載力必須>150 MPa，土樣的CBR值必須>2%。如果道路基底不在干燥狀態時，要在基底增加厚度為40～60 cm的透水性材料；為保險起見，亦可再鋪設一層防水性較好的土工布來確保質量。如果施工過程中要填較高厚度的土時，即高于6 cm時，就一定要鋪一層土工隔柵，使基底更加穩固，提高道路的耐用性。

3.2 邊坡處理

一般情況下，在填土的高度>6 cm時，必須分級設置臺階，確保每一級都要為6 cm，此時邊坡比為1.5∶1才符合要求；在填土的高度<6 cm時，必須保證邊坡坡度值為1∶1.5。

3.3 下路堤施工

(1)工藝流程要求。在下路堤施工環節中，需要利用到的機械設備有凸塊式振動壓路機、挖掘機、平地機和自卸汽車等；涉及的主要工藝有振動壓實、挖裝土方、攤鋪作業和運輸作業等。

(2)土方開挖。挖掘機是土方開挖中必不可少的工具。利用挖掘機時比較普遍的方法是分層橫挖或者縱挖的方法。在實際開挖時，必須確保取土場或塹路段排水性能良好，挖出的土方不能被雨水淋濕。在具體施工環節中，不能使用推土機過量碾壓或推松剛剛開挖的土方。

(3)土方運輸。在挖出土方后，為了及時將挖出的土方運出，建議采用5 t的自卸汽車進行運輸。在土方運輸施工中，不能采用鏟運機進行挖運施工，避免在較低稠度下，由于鏟運機進行過分的碾壓，導致路基出現軟彈的現象，對土的壓實造成影響。

(4)攤鋪。將開挖的涂料運輸到施工現場后，施工人員必須將其卸成小堆狀，待其稠度>1.05后，利用平地機進行攤鋪翻曬作業。在這個過程中，確保松鋪厚度介于20～30 cm之間，土壤壓實厚度介于15～25 cm之間。一般而言，在土壤稠度達到可壓實稠度前，不能將松土壓實，應一直進行翻曬處理。

(5)壓實。壓實施工的條件是土樣稠度要為1∶1以上。輾壓時要按照相關規定的要求進行操作，這樣壓實的效果才能達到最佳。優先采取的施工工藝為凸塊式振動壓路機振動壓實的工藝，接著繼續用平輾式振動機，按之前的要求分別靜壓和弱振，再用凸塊式振動壓路機壓實。

有時土樣的粘稠度達不到1∶1的要求，可以將土樣粘稠度在1.05～1.1的要求內進行壓實。按該要求靜壓過后，就不需要弱振了，可以采取凸塊式振動的壓路機進行振動壓實，壓實遍數通常為4～6遍才能達到要求。

(6)防止路基開裂。路基開裂也是施工過程中必須要防范的問題，解決的措施主要為：在施工時候的上午開始上土，到了下午攤開并進行翻曬，到了夜間的時候進行輾壓，碾壓后的路基要暴曬<6 h。

(7)防止雨淋。因工期的限制，施工有時不得不在雨季進行。此時，要防止開挖后的松土被淋濕。如果在雨季開挖，要確保在較短時間內將已開挖的土及時運走，且不宜在土方現場放置，避免影響施工。當粘稠度達到一定要求時，應該及時進行輾壓，不能停放太長時間；如果在攤鋪開24 h后不能及時進行壓實，應先將土方進行靜壓，以便降水時達到防水的作用。

在壓實過程中，凸塊式振動壓路機會在作業的路面上留下壓痕，容易造成路面出現坑坑洼洼的現象，且下雨時這些凹坑容易積水，因此要保證施工的連續性。每次單層輾壓完成后，都要及時進行檢查，并鋪土進行下一層的施工。路面的排水橫坡面要達到4%及以上的標準，才能使路面的排水系統達到標準。

3.4 上路堤施工

(1)填充材料的選擇：上路堤施工時填充材料的強度應符合表1的要求，要采用壓縮性低并且可以用濕法或者干法重型壓實的填充材料。但是高速公路和城市一級道路就不能采用過于濕的土或者是將過于濕的土烘干去填充。上路堤要求粗顆粒的含量要>25%，而干法重型壓實的最大干密度不能<1.70 g/cm3，且壓實后的道路基面不能有開裂的現象。

(2)施工要求：必須要按照路基施工要求的相關規范進行施工。當下路堤的施工達到標準后，必須按要求平整并且保證路基橫坡的坡度，以保證上路堤土質的均勻及質量最優。

3.5 路床施工

(1)填充材料的選擇：高液限、高塑性以及太濕的土質不能用到高速公路和城市一級公路路床的填筑。當含高液限黏土礫的粗顆粒含量>50%時，強度以及穩定度達到標準且經過壓實后沒有開裂現象的土才能夠用于路床的施工。

(2)施工要求：松鋪厚度必須嚴格控制在30 cm以內，壓實度也要符合要求，每層壓實的厚度必須要<25 cm。當達到下路床的頂部標高時，下路床就要按照相關規定進行仔細修整，直至標高以及橫坡的數值符合規定的要求方能填筑上路床。完成上路床的工作后，一定要檢查是否存在正的標高偏差，如若存在，就不符合規定。如若施工所用土為改良土，那么就要依據石灰穩定土所指定的相關標準來進行施工。

4 質量管理

4.1 填料、使用范圍和施工方法相對應

(1)施工方案：應根據填料的具體情況，具體確定使用部位、施工機械和機械組合，編制出系統全面的施工方案，再進行技術上的交底。

(2)稠度控制：在作業過程中，土的天然以及輾壓稠度要達到一定的要求，且要測出這兩種稠度的數值。天然稠度和輾壓稠度<1.1的土，無論翻曬的壓實度能否達到規定，都不能用于高速公路和一級公路的路堤和路床，但二級公路下路床及以下部位可以選擇采用。

4.2 壓實控制標準

采用輕型壓實標準：天然稠度應≤1.1，液限應>40%，塑性指數>18的黏質土，用在高速公路和一級公路下路堤或者是二級公路下路床以下的部位時，可以在稠度為1.05～1.15的范圍內壓實，壓實度應符合表4的要求，且壓實后飽和度應達到90%以上。

表4 路基輕型壓實標準表

5 結語

總而言之，在公路高液限、高速性土和濕土施工中，必須嚴格按照相應的施工標準進行施工，確保施工質量，才能保證公路的使用年限。興六公路施工的實踐表明，加強路基施工管理，嚴格控制好現場施工，認真做好填料處理和施工質量控制，其路基的不均勻沉降和路基彎沉值也是能夠滿足技術規范要求的。對高液限、高速性土和濕土進行合理利用，不但可以加快工程施工進度，更能節約工程投資，降低工程造價，并可以最大限度地保護周邊的自然環境。在興六公路施工過程中，面對重重困難挑戰，項目組的建設者們憑借著先進的技術和高效的管理，一次又一次地破解了高速公路建設中遇到的難題，為山區高速公路的建設作出了重要的貢獻，并積累了寶貴經驗。