余刚
中交三公局第二工程有限公司 北京市 100000
摘要：我国的地势复杂，路堤建设的环境各不相同，施工技术方面取得了不小的创新和发展。我国一些地区湿陷性黄土地质，由于其本身的特性，给建筑施工带来了难度。本文对高填方湿陷性黄土路堤的填筑技术进行了分析和研究，首先对湿陷性黄土的特性和施工难点进行了分析，然后从路基排水，重锤夯实施工方法、三七灰土施工、洒水等方面进行探讨，通过对具体施工方法的实施效果进行观察，希望对提高高填方湿陷性黄土路堤填筑技术提供一些借鉴，从而提升此方面施工的质量水平。
关键词：高填方；湿陷性黄土路堤；填筑技术
引言
由于地质环境的不同，在我国建筑施工中遇到黄土土质是很正常的。黄土的颗粒大小处在粘土与细沙之间，主要是由于长年的风尘积形成的，一般黄土里面富含钙质，疏松空隙较大，可以贮藏大量水分。当黄土在干燥环境下，较为坚硬，强度较高，没有固定的层理。当黄土遇水后，孔隙中会有大量水分积存下来，且水分不易渗出，同时由于黄土成分中含有较多的可溶钙类物质，遇水发生反应，土壤颗粒间的粘附力下降，从而出现膨胀粘滑现象，并出现一定范围的沉降，通常这种状态的黄土被称为湿陷性黄土。在进行路堤施工时，由于这种土质遇水后强度不够，不太满足路堤的质量要求，因此，一般不太适合进行路堤填筑。但是，如果在这种湿陷性的黄土环境下施工时，要加强土壤的排水处理，避免路段积水，同时加强施工填筑技术的创新和改进。
1高填方和湿陷性黄土的概念
高填方指的是通过碾压分层方式填筑施工材料以达到工程要求的高度，一般高度会比周边地势高，在高速公路的路基建设中较为常用。高填方的高度根据周围的水环境条件决定，一般在较容易积水地带，高填方的高度在六米以上，在其他排水较好的地段，高填方高速公路的高度可达到二十米以上，这样的施工方法主要为了避免发生洪水时对道路的影响。
我国黄土分布广泛，很多工程施工时都会遇到湿陷性黄土。通常黄土中粗粉粒所占的比例较大，约70%，细粉粒含量约6%到9%，水稳定性差，存在雨水沉陷的问题，给工程造成了一定的麻烦。如伊敏苏木—罕达盖公路工程的4标段施工时就遭遇了湿陷性黄土的问题，由于工程所在地处于湿陷性黄土集中区，为保证道路满足要求，施工单位对十几套施工方案进行论证，通过试验对比筛选出较好的施工方案，即在路堤填土前，使用羊脚碾进行强振、光轮弱振组合的方式对约百万立方的湿陷性黄土路堤进行碾压，保证了施工的顺利进行。
2湿陷性黄土的特点
2.1浸水易崩解
公路施工中常见的黄土主要有新黄土、老黄土、红色黄土等，其中新黄土岩性最差、最易崩解，由于颗粒间缝隙较大，在吸收水分后会很快崩解；老黄土岩性稍好，由于颗粒间缝隙小，在吸收水分后会坚持一定时间才崩解；红色黄土岩性相对较好、颗粒间缝隙小，通畅在浸水后不发生崩解。
2.2渗水性
黄土由于缝隙较大，且在浸水后容易产生裂缝，具备较好的渗水性，且黄土的垂向渗水性比水平向大，同时在重力作用下，雨水会通过裂缝向下渗入。如果是红色粘土或者内部粘粒含量多的黄土土层会出现透水性差或者难透水的现象。
2.3浸水后体积变化
黄土与水结合后体积会出现膨胀或缩小，如当浸水后，黄土体积因膨胀而变大，内部挤压会路面出现突起，而干燥后路面下的黄土体积又会收缩导致路面下沉或凹陷。路面在经历长期反复的变形后，极易出现表面裂缝、与土层分离移位、路面局部剥离的问题，严重影响了驾驶体验及公路的安全性和耐用性。
2.4浸水后强度下降
当黄土的含水量处于正常值时，颗粒间间隙较为稳定，具备一定的承重能力，而一旦浸水，随着内部水分的增多，颗粒间的稳定性变差，导致强度随之降低，在受压后会变形，且黄土层在较长时间内都很难恢复干燥状态，处于弹簧土状态。
3高填方湿陷性黄土路堤填筑技术}
3.1加强路基排水
由于黄土层在干燥状态时其稳定性、坚固性、承重性能都较好，因此加强路基的排水十分重要，确保含水量达到施工要求，确保路基的承载能力满足行车要求，同时避免因浸水、温度变化等原因导致路面出现变形、裂缝、移位等问题。为避免积水对处于黄土地区的路基造成影响，应确保路基具备较好的排水能力。在施工前应对全线排水系统设计是否科学合理进行校核，及时进行完善，确保高效、全面的排水能力，使影响施工进展和施工质量的降水、地面积水、地下水等被顺利排出。在施工期间，应首先进行排水系统的施工，并在施工期间加强排水系统的维护和管理，确保正常运转，在雨季时应确保管路通畅，在必要情况下还需要额外增加排水设施。为了确保路堤填筑时的水分的顺利排出，应将每一次填土都做出横向坡度以便于排水，坡度最好在2%～4%左右。在拼砌边沟时应使用抗渗性较好的混凝土板、石块、石板等材料，对接缝处涂抹混凝土或其它材料等以保证密封性，还需确保混凝土板安装牢固。公路施工时的挡墙、护面墙也需要考虑积水问题，应使其具备较好的排水和抗渗水能力。对于高路堤路基施工，通常为了避免雨水等对边坡造成影响，会安放临时性的阻水设施。当路堤填筑高度达到设计高程后，应根据排水系统及时修筑外侧边缘的拦水、截水沟构造物和急流槽，将水引至坡脚处。通过这些措施确保在整个施工过程中，黄土路堤填筑时黄土的含水量处于理想状态，避免对施工及施工后的使用造成影响。
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3.2重锤夯实
在进行高填方湿陷性黄土路堤填筑的施工中，重锤夯实是必不可少的过程，是重要的环节之一。所谓的重锤夯实，是指将重锤垂直升到一定的高度，通过重力作用使其降落，并将力作用到填筑材料上，从而达到压实路堤的作用。重锤夯实之前，首先要将材料表面进行平整，并用光面压路机进行压实。重锤的重量一般在3吨左右，捶底受力直径在1.4米。然后对工程高度进行测量，对重锤下落位置进行定位，以施工要求的夯实点为半径确定准确的夯实轨迹。在定位完成后，观察首次重锤夯实效果，避免出现坑底倾斜导致的重锤倾斜，影响夯实效果。在调整合理的坑底后，要连续进行夯击，完成首次的夯实施工。在进行第二遍的夯实时，首先要平整夯坑，错开第一遍夯实的落锤轨迹，做到每次重锤下落不重叠，进行同样次数的夯击。在进行第三遍夯实时，同样要错开上一次夯点，保持一定的距离，避免重复夯实。每次重锤夯实后都要进行压实度的检测，以便随时调整落夯次数和夯击时间间隔。
3.3合理洒水保证含水量
湿陷性黄土路堤施工的过程中，由于黄土的孔隙较大，遇水具有一定的膨胀，以此，要控制好填筑材料的含水量，以增加压实过程的质量。在降水量较少的施工地区，黄土重的含水量较低，土质较为坚硬，压实的变化程度较小。此种情况下，一旦受到降水或者洪水等的侵袭，路基的下沉现象等将显现出来，影响高速公路的质量，威胁着人们的行车安全。因此，在施工时，要确保黄土的含水量在最佳的范围内，以保证压实的效果和质量。一般情况下，可以通过对填筑材料进行科学合理的洒水操作，具体操作方法主要分为以下几步：首先，掌握填筑材料的准确含水量和需要达到的含水标准，通过科学的计算施工的工程量和实际需要洒水的需求量。其次，将工程施工路段的黄土整理铺平后，用光轮进行压实，这样做是为了在洒水过程后，黄土避免出现积水粘性等效果，并且水分不易排出，造成工程的延误。光轮压实后在采用羊角碾实施简单振压，这样的施工方法是为了使黄土表面出现均匀的凹面，在洒水时路基可以达到一定的蓄水功能，避免水分外流或者洒水分布不均匀。再次，洒水时要保证出水均匀，控制洒水速度和水流量，尽可能做到洒水细密全面且均匀。
3.4灰土路基
在路堤填筑施工中，进行石灰的添加可以保证湿陷性黄土路堤的质量，很好的控制水分。首先，在进行操作时，要通过专业的仪器对路基的压实度进行检验，当检测的结果达到标准要求时方可进行灰土路基操作。其次，将素土填筑在施工路段，并且通过专用机械设备进行铺平，并设置一定的横坡，然后在进行石灰铺设，并将其整理平整。在含水量达到标准后，进行反复碾压达到平整。
3.5碾压
在高填方湿陷性黄土路堤填筑时，对填筑材料进行反复的碾压以保证路基的强度和承载力。在进行填筑时，由于干燥的黄土粘性较小，土质较为坚硬，会给压实带来一定的困难。因此，填筑时一般采用分层填筑的方式，并且采用光轮压路机和羊角碾进行配合操作，经过多次碾压操作直到达到要求标准再进行下一层操作。每一层填筑土层厚度不要过高，过厚的土层将超过碾压设备的碾压能力，增强碾压工作量的同时，还不能达到让人满意的压实效果。因此，在填筑材料厚度超标时，要及时的清理超厚土层，提高工作效率和压实质量。另外，在高填方填筑的底层填筑时，填筑材料经过羊角碾的反复振动，可以减少其间隙，增加填筑材料的密度，从而增加路基的承载力。最后，在碾压和振压的强度和次数上，也要有一定
下转第380页的控制，使其达到最佳效果。通过历史的经验看出，羊角碾的振压次数达到10次，填筑材料的压实度将达到顶点，超过此次数，压实度将逐渐降低。在光轮压路机碾压时，也并不是强度越强的压实效果最好，一般较高强度的振压会破坏填筑土层的受力，使原本已经形成的压实结构产生松散，降低了土壤的承载力。而一般采用的低强度的振压，可以避免以上强振导致的不良后果，同时提高了工作效率和质量，使压实效果达到最佳状态。
3.6沉降与稳定监测
在高填方路堤施工过程中，可以通过建立观测点网，监控路基加载后水平位移量、垂直位移量，检查路基的稳定。沉降监测①沉降板位置埋设在已处理好的基底上面，在埋设点地面铺设600×600×200mm规格的砂垫层，将沉降板平放在坑内，四周用黄砂填实并且用水准仪校正水平，再回填土进行整平压实。②在施工填料过程中，应先在沉降板周围填料压实，以保护沉降板，护套管埋设于离底板30cm处。对沉降板要采取可靠的保护措施，如有损坏时，必须及时修复，重新进行测定高程，并记录在案。③在施工过程中，每填一层要进行一次沉降观测，如两次填筑时间相隔较长，每3天观测一次。路堤填筑完毕进入自由沉降期，每隔14天进行观测一次。④做好监测原始记录、沉降记录、沉降曲线图等相应资料。稳定监测①位移边桩采用钢筋砼预制桩，砼设计标号为C20，桩长1.5m，边长10cm，在桩顶预埋不易磨损的钢筋测头，且钢筋顶部划十字丝以利观测。埋入深度在地表以下1.3m，桩顶露出地面高度20cm，埋置方法可采用打入或开挖埋设，埋置后的边桩周围要回填密实，桩周上部涂醒目颜色，要防止踩、碰、撞发生位移。②水平位移观测频率与测定时间和沉降要监测同步。③水平位移的观测采用单三角前方交会法观测，观测精度小于1mm。④每次观测后要及时进行整理、汇总测量结果。所有数据观测完成后，根据资料绘制成果曲线图。
结语
高速公路工程的质量不仅关系着国家的发展和建设，同时影响着人们的出行和生命财产安全，因此严格控制施工质量是关键的问题。在高填方湿陷性黄土路堤建设的过程中，由于黄土自有的特性，特别要控制好其含水量，并保证压实质量，同时，加强施工过程中的管理，对工程中出现的问题及时的进行分析和调整，保证施工的各个环节达到工程项目的标准要求，从而减少路基沉降等问题的发生，切实提高工程的质量水平。
参考文献
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[4]史钊.公路、桥涵、隧道施工新技术、新工艺与验收规范实务全书[M].石家庄.金版电子出版公司，2016.
论文作者:余刚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/11
标签：黄土论文; 路堤论文; 路基论文; 夯实论文; 压实论文; 含水量论文; 土层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;