高嶺地區紅黏土特殊路基處理的應用研究
——基于某高速公路項目工程管理實踐

官從釧，謝德軍

中交（昆明）建設有限公司，云南 昆明 650051

1 工程概況

文馬高速公路3標工程地處云南省文州市，起止位置分別為馬關縣坡腳鎮、馬關縣城西側南山，起止樁號為K19+529.762～K30+748.794，長11.219km。根據工程規劃和設計，該高速公路為雙向四車道，設計速度為100km/h。項目橋隧、路基部分分布相對集中，前半段為橋隧部分，后半段為路基部分，對于路基施工組織相對便利。項目挖方為112萬m3，填方115萬m3，挖填基本平衡，路線通過區段寒武系（∈）地層分布范圍較廣，是一套海相沉積，所揭露的地層主要有寒武系中統龍哈組（∈2l）及寒武系上統博菜田組（∈3b）、唐家壩組（∈3t）、歇場組（∈3X）、巖層，寒武系地層主要分布在K21+570～K31+200，填料均為紅黏土。

項目沿線砂石料匱乏，環保形勢日趨嚴峻，砂石料場正逐步關停，結合項目經濟效益分析，為加強工程質量，該項目選取石灰改良法對填料進行改良。項目立足“預防為主，先試點”的原則，在項目服務區段落選取路基作為試驗段，通過試驗確定試驗段填料壓實度達到＞93%時所適宜的摻灰率、填料含水率、機械設備以及施工人員安排等參數。

2 材料

取料位置位于主線右幅K29+300距離主線200m處，工地試驗室與駐地監理試驗室聯合對填料進行現場取樣，嚴格遵循試驗規范，分別開展紅黏土試驗和摻3%石灰后的紅黏土試驗，掌握紅黏土土顆粒、液限、塑限以及塑性指數，檢測紅黏土最大干密度、最佳含水率等參數。經試驗確定，紅黏土以及摻3%石灰后紅黏土相關指標都符合設計標準，均可應用于路基填筑作業中。具體的分析數據及結果如表1、表2所示。由表1、表2可知，試驗室已完成取樣標準試驗成果，下層路基碾壓已完成并檢測合格。

表1 紅黏土試驗結果

表2 摻3%石灰后紅黏土試驗結果

3 修筑排水系統

在正式開始路基處治作業前，應該做好排水設計和修筑排水系統，在該高速公路試驗段兩側紅線范圍開挖臨時排水溝，并要保證排水溝有一定深度，便于邊溝、排水溝以及截水溝等水溝積水的排出，同時開挖橫縱臨時排水溝，連接貫通橫縱排水溝[1]。

4 摻3%石灰改良土土方填筑

4.1 路基填筑施工

為了提高路基填筑效率，保證填筑質量，路基填筑施工應嚴格遵循施工規范，按照“三階段、四區段、八流程”施工原則。其中，“三階段”分別為填筑施工準備階段、正式施工以及驗收整修階段；“四區段”是將路基作業面分為四個部分，即填筑區、平整區、壓實區、驗收區；“八流程”是指八個主要的施工流程，按照先后順序依次為前期準備階段、路基基底平整處理、填筑施工、攤鋪找平、壓實、驗收、整修、養護。該高速公路摻3%石灰改良土土方填筑施工松鋪厚度≤28cm，分層開展填筑作業，且壓實厚度≤23cm。

4.2 石灰消解

（1）備灰。選擇一塊清潔空曠的場地，鋪墊厚度適當的碎石，再將采購好的石灰存放在場地上，澆水消解，整個消解過程控制在7～10d左右。（2）過篩。采用篩孔為1cm過篩，將消解完成的石灰過篩處理，避免石灰產生揚塵和成團問題。

4.3 鋪土

（1）按照復核確定的松鋪系數實施鋪土，并且要根據施工現場的實際情況計量布土量。（2）按照方格網的方式確定用土數量和土方卸載位置，確保每臺自卸車的土方都能夠卸載在確定方格位置。（3）初平并靜壓，使厚度基本一致，然后畫方格，每個方格按計算的石灰量卸料，然后用平地機刮平，使厚度基本一致。

4.4 拌和與灑水

（1）綜合使用多種拌和方式，充分發揮專用穩定土拌和機拌的作用，確保填筑原料被徹底拌制，并且拌和到下層頂面5～10mm位置。同時，安排專門的工作人員跟進檢查拌和作業，以10m為單位開展開挖檢查，判斷有無出現素土夾層現象，并將觀察檢測到的情況反饋給操作手，全過程動態化跟進拌和作業，消除漏拌現象。（2）拌和至構造物臺背位置時，操作手才采取橫向拌和的方式，以防出現拌和深度不夠而出現素土夾層的現象。同時，在拌和時，應對土層含水量進行檢測，保持土層含水量比最佳含水量超出1%～2%。在灑水過程中，應均勻灑水，避免灑水速度過快、過慢以及出現在某一個位置停留的情況。（3）完成拌和作業后，應驗收拌和與灑水作業質量，檢查土層色澤是否一致，含水量是否符合設計要求，最后測量路基施工各個控制點的高程。

4.5 拌和完成

拌和完成后，抽取灰劑量，共抽取10個試樣檢測結果，即 3.2%、3.4%、3.5%、3.2%、3.1%、3.6%、3.3%、3.2%、3.1%、3.4%。灰劑量檢測結果為3.1%～3.6%，灰劑量檢測結果平均值為3.28%，石灰劑量檢測結果滿足設計要求。試驗結果表明，拌和均勻，效果滿足要求。

4.6 碾壓

（1）實施路基找平修正后，確定摻入3%適合改良土符合高速公路施工實際，拌和量與含水量均符合設計要求。接著開展路基碾壓作業，采用振動壓路機，初壓采用靜壓，后壓遵循“先兩邊后中間、由低至高、由慢至快、由靜至振”的碾壓原則。（2）碾壓按照擬定的碾壓次數進行，強振自第5遍后開始進行試驗檢測，當壓路機靜壓1遍、振壓3遍后，立即進行第一次壓實度和標高檢測，接著每壓實一遍就檢測一次。其程序為靜壓→弱振→補料→再振壓→終壓→靜壓[2]。（3）壓路機碾壓速度控制在2～4km/h。縱向碾壓搭接寬度度不小于相鄰兩次的輪道重合輪寬的1/3，為保證路肩壓實度，邊緣處多碾壓1遍。路基填筑應嚴格分層填土、分層壓實，控制好壓實度，在檢測符合要求后才能填筑下一層。

5 壓實度檢測

摻灰土路基試驗段壓實度檢測以灌砂法為主，在碾壓5遍時開始進行壓實度檢測，由工地試驗室自檢，然后駐地辦試驗室在工地抽檢，采集數據。以后每碾壓一遍進行一次壓實度檢測，直至壓實度達到規范要求（≥93%），記錄每一遍壓實度檢測結果。

完成第5遍碾壓作業后，開展摻灰改良土路基壓實度試驗，安排測量人員檢查路基各個控制點高程和壓實度。

根據松鋪系數和厚度可以確定路基路面的壓實度指標，計算出碾壓作業的遍數和填料的含水量。壓實度的檢測需要測量人員根據壓路機的各項參數設置和碾壓遍數測量高程變化，計算出壓實系統，同時為了控制檢測誤差，檢測試驗段的壓實度，試驗段檢測點的設置數量為正常施工段的2倍，具體為1000m2路基壓實面設置4個檢測點，若壓實面＜1000m2，也要設置4個檢測點[3]。

該試驗段成果是今后用于指導路基施工控制的重要依據。由試驗結果可知，試驗段施工過程中，松鋪厚度控制在28cm以下，壓實厚度都在23cm以下，并且數據差距不大，由此可知填料在摻灰改良后的各方面指標的穩定性極好。

6 結束語

綜上所述，因為紅黏土液限高，其壓實強度隨著含水量的增加而降低，所以路基94區要達到路基壓實強度的要求，就必須嚴格控制填筑土層厚度、最佳含水量及選擇合理碾壓機具，并在路基填筑前優化碾壓遍數。在節能環保方面，采用摻灰改良紅黏土能避免大量砂石料開采，適應了國家“四節一環保”要求。在成本控制方面，常規項目的摻灰量為4%～5%，該項目通過優化松鋪系數、壓實遍數等工藝，大幅度降低石灰用量；相比摻入碎石改良法，其項目成本顯著降低，效益更優。