路基是公路的重要組成部分,是路面的基礎(chǔ),與路面共同承受TRANBBS交通荷載的作用,是按路線位置和一定TRANBBS技術(shù)要求修筑的帶狀構(gòu)物。路基TRANBBS施工質(zhì)量的好壞將直接影響到路面的穩(wěn)定性和整條路線的使用品質(zhì)。對(duì)土質(zhì)填方路基來說，影響施工質(zhì)量的因素主要由土質(zhì)、含水量、壓實(shí)功能（如機(jī)械性能、壓實(shí)遍數(shù)及速度、土層厚度）及壓實(shí)時(shí)外界自然和人為的其他因素等。本文結(jié)合作者多年施工經(jīng)驗(yàn)，以連徐高速公路CA標(biāo)K91+240～K96+045.9段為例對(duì)土質(zhì)填方路基施工質(zhì)量的控制進(jìn)行一些粗淺的探討。
路基填料壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)對(duì)質(zhì)量的影響
在路基壓實(shí)過程中，隨著碾壓遍數(shù)的增加，土體空隙率 V 逐漸減小，干密度γ逐漸增大，壓實(shí)層的表面高程h 逐漸變小是一種客觀規(guī)律，對(duì)每一種壓路機(jī)而言，均存在碾壓遍數(shù)N 和土體V、h、γ間的相關(guān)關(guān)系，而且當(dāng)碾壓遍數(shù)超過一定值 N' 后，上述關(guān)系均趨于穩(wěn)定（圖1）。這種規(guī)律表明，V、h、γ三種指標(biāo)均可作為壓實(shí)度檢測(cè)的依據(jù)。
N’ N
圖1 碾壓遍數(shù) N 、空隙率V、干密度γ與壓實(shí)高程h 關(guān)系圖
我國現(xiàn)行路基壓實(shí)，采用了干密度比的壓實(shí)檢測(cè)方法。即以實(shí)測(cè)壓實(shí)土的干密度γ和標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)（重錘或輕錘）得到的最大干密度γ0之比，作為壓實(shí)度K的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，K=γ/γ0。高速公路采用重型擊實(shí)試驗(yàn)方法，對(duì)不同深度路基要求達(dá)到不同的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，即
0～80cm，K=0.95
80～150cm，K=0.93
>150cm，K=0.90
由于該段路基最高填土在7.0m以上，最低在3.0m左右，均為高填方路基，工程量較大，總計(jì)需土方量67萬㎡，項(xiàng)目所在地區(qū)為垅崗?fù)莸?、相間分布，地勢(shì)起伏平緩的魯南低山丘陵的剝蝕殘丘和黃海平原過渡地帶，地下水位一般埋深在1.5～3.0m，并隨汛期發(fā)生變化，不但地下水位相對(duì)較高，距地表1.5～3.5m深不是弱風(fēng)化巖就是黃砂或蛾礓石，取土深度受限制，造成取土場(chǎng)分布較散，同一個(gè)斷面不同深度范圍內(nèi)土質(zhì)的液限和塑性指數(shù)又不同，如果對(duì)土質(zhì)不仔細(xì)進(jìn)行分析或者在檢測(cè)壓實(shí)度時(shí)都采用同一個(gè)干密度，就會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)遍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超過，壓實(shí)度達(dá)不到；或者壓實(shí)遍數(shù)還沒有到，輪跡較明顯，壓實(shí)度超過100%。前者，浪費(fèi)了機(jī)械臺(tái)班不說，還無法報(bào)驗(yàn)，影響了施工進(jìn)度，后者給工程帶來質(zhì)量隱患。針對(duì)這種情況，要對(duì)每個(gè)取土場(chǎng)不同土層取樣進(jìn)行土壤分析，通過試驗(yàn)確定不同類型土質(zhì)的最大干密度和最佳含水量。
表1 同一斷面不同層次最大干密度
層數(shù)編號(hào)
塑性指數(shù)
最大干密度（KN/MЗ）
最佳含水量（%）
1
25.1
1.827
14.63
2
16.3
1.90
11.98
3
12.9
1.95
12.4
每個(gè)取土場(chǎng)同一斷面不同類型的土質(zhì)根據(jù)土壤厚度按一定比例，摻拌均勻后取樣分析，再通過擊實(shí)確定出它們的最大干密度和最佳含水量，試驗(yàn)結(jié)果如下：
表2 各取土場(chǎng)最大干密度
取土場(chǎng)編號(hào)
塑性指數(shù)
最佳干密度（KN/MЗ）
最佳含水量（%）
K91+700
13.9
1.971
13.6
K93+200
17.2
1.861
14.5
K95+800
19.4
1.91
14.6
K96+100
19.1
1.905
13.7
K97+200
20.2
1.932
12.8
在實(shí)際施工中，分層取土多數(shù)是采用用挖掘機(jī)在預(yù)定的深度范圍內(nèi)不分層采集裝車。個(gè)別時(shí)候，不可避免出現(xiàn)摻拌不均勻的情況，根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)壓實(shí)度均合格，個(gè)別路段壓路機(jī)反復(fù)碾壓，壓實(shí)度仍不夠（含水量符合要求）這就得對(duì)該段土樣進(jìn)行分析。因此，在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定壓實(shí)度時(shí)，必須核準(zhǔn)該層填土的土源，施工時(shí)特別注意不同土質(zhì)不可混合到同一填筑層上，否則影響了壓實(shí)度檢測(cè)，出現(xiàn)不必要的麻煩。
目前，造成路基沉降變形的原因很多，現(xiàn)行路基規(guī)范的壓實(shí)檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)不當(dāng)也是重要原因之一。工程實(shí)踐表明，采用現(xiàn)行壓實(shí)度檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)，除上述施工中普遍存在的問題外，下面所述的幾個(gè)方面，都對(duì)施工質(zhì)量存在不同程度的影響。
1、執(zhí)行現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，不能保證高速公路在使用中不產(chǎn)生沉降、變形。
2、路基TRANBBS設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)E0和土基壓實(shí)施工控制指標(biāo)壓實(shí)度K間，沒有直接的關(guān)系。
3、路基填土越高，下層土體所受自重應(yīng)力越大，但土基壓實(shí)度要求卻越低（ K=0.90），違背了路基受力和穩(wěn)定性的客觀規(guī)律。
4、25～50t振動(dòng)壓路機(jī)普遍用于路基壓實(shí)，與現(xiàn)行擊實(shí)試驗(yàn)方法不相匹配。
5、路基填料允許含有10～15cm 粒徑石料，但土夾石則無法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，施工中壓實(shí)度檢測(cè)也有困難。
6、粘性土擊實(shí)試驗(yàn)和路基壓實(shí)常有“反彈”現(xiàn)象，增大壓實(shí)功CBR 值反而可能降低。
7、土質(zhì)多變路段，室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)周期較長(zhǎng)，難以及時(shí)指導(dǎo)施工。事先預(yù)做試驗(yàn)，則在γ0選值上存在人為因素。
路基施工過程質(zhì)量控制
◆施工方法
連徐高速公路CA標(biāo)K91+240～K96+045.9段路基土方施工方法主要是：用挖掘機(jī)配合自卸汽車運(yùn)輸土方，用推土機(jī)配合平地機(jī)找平，灑水車配合壓路機(jī)碾壓。主要施工流程圖如下：
圖1 原地面施工流程示意圖
圖2 土方鋪筑壓實(shí)工序流程示意圖
◆確定石灰用量
在路基施工中,素土填筑一般情況下控制好含水量和厚度,通過碾壓基本沒有什么問題。而對(duì)石灰土來說，生石灰必須保證三級(jí)以上的石灰標(biāo)準(zhǔn)，在使用前７～１０天充分消解，消解后的石灰保持一定的濕度，保證干不飛揚(yáng)，濕不結(jié)團(tuán)，用量根據(jù)公式Ｗ石灰重＝（Ｖ石灰土-Ｗ石灰重量÷２）×Ｒ土×I％計(jì)算，Ｒ土為土的干密度，I％為石灰含量。石灰按土方施工的方法劃出方格堆放后，人工將石灰均勻攤開，并根據(jù)石灰的含水量和松密度校對(duì)石灰用量是否合適。
◆石灰土拌和
拌和時(shí)先用輪胎拖拉機(jī)耕耙，再用穩(wěn)定土拌和機(jī)拌和，并設(shè)專人跟隨拌和機(jī)，隨時(shí)檢查拌和深度，保證粉碎拌和后的石灰土均勻一致，各層之間不存素土“夾層”，拌和深度達(dá)到下層表面１ｃｍ厚。在拌和過程中及時(shí)檢查含水量，用人工撿出超尺寸的顆粒，消除灰窩，及過分潮濕處，達(dá)到要求后及時(shí)整平、碾壓。同時(shí)嚴(yán)格控制好路基橫向坡度和縱向平整度，特別是路基最后三層，應(yīng)為路面
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施工打下良好基礎(chǔ)。
路基壓實(shí)的控制措施
填土厚度的控制
壓實(shí)厚度對(duì)壓實(shí)效果具有明顯的影響，相同壓實(shí)條件下，實(shí)測(cè)土層不同深度的壓實(shí)度隨著深度逐漸減少,如果填土厚度過大,壓實(shí)機(jī)具影響范圍外的土體密實(shí)度就達(dá)不到要求。目前我們最重的光輪壓路機(jī)是18～21T，振動(dòng)壓路機(jī)為CA25型，通過試驗(yàn)路確定填土厚度不宜超過20cm（壓實(shí)厚度）。施工時(shí)根據(jù)填土厚度、松鋪系數(shù)，計(jì)算出單位面積的用土量，用灰線標(biāo)出方格網(wǎng)，每一方格內(nèi)鋪筑固定的土方數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)由專人指揮。每排土堆分布相互錯(cuò)開，以便推土機(jī)、平地機(jī)整平。碾壓前應(yīng)再次檢查松鋪厚度，符合要求后開始碾壓。為了使每方格土方體積一致，每個(gè)斷面實(shí)際用土量與計(jì)算量相吻合，在取土場(chǎng)用挖掘機(jī)裝土?xí)r，操作手嚴(yán)格控制每車的斗數(shù)。并且路基土方運(yùn)輸車輛應(yīng)盡量不要大小混用，避免產(chǎn)生差錯(cuò)。
含水量的控制
根據(jù)路基壓實(shí)機(jī)理，土的最大干密度，隨著含水量的變化而變化，含水量過小，土顆料間的摩阻力增大，在相同壓實(shí)機(jī)具作用下，不易將相鄰?fù)令w擠緊，孔隙增大，達(dá)不到密實(shí)的目的。含水量過大，土顆粒間的孔隙被水分占據(jù)，而水一般又不為外力所壓縮，在碾壓過程中出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象，同樣達(dá)不到壓實(shí)度要求。因此在施工過程中為了土壤在土基上能及時(shí)晾曬，把整個(gè)標(biāo)段劃分成若干個(gè)施工段，以便形成有效的流水作業(yè)面，當(dāng)測(cè)定某段含水量達(dá)到或接近最佳含水量時(shí)，迅速進(jìn)行整平、碾壓，當(dāng)然對(duì)壓實(shí)度K≥90%、K≥93%的區(qū)域，含水量大于或小于最佳含水量一定數(shù)值仍能碾壓達(dá)到要求，但是碾壓的遍數(shù)要增加，而不是試驗(yàn)段所確定的遍數(shù)。
碾壓程序的控制
壓實(shí)機(jī)的選擇，以及合理的操作，是影響路基壓實(shí)效果的另一個(gè)綜合因素。通過試驗(yàn)路，我們的一個(gè)工作段應(yīng)配備D80推土機(jī)，平地機(jī)，帶鏵犁75KW推土機(jī)，旋耕機(jī)各一臺(tái)，CA25型振動(dòng)壓路機(jī)一臺(tái)，18～21T光輪壓路機(jī)4臺(tái)。在上述壓實(shí)機(jī)具，碾壓遍數(shù)已選定的條件下，壓實(shí)操作必需遵循“先輕后重，先慢后快，先邊后中，相鄰兩次的輪道重合輪寬的1/3”的原則，對(duì)振動(dòng)壓路機(jī)而言，先用低頻，后用高頻，因低頻碾壓時(shí)振幅大，有利于深層密實(shí)，高頻碾壓時(shí)振幅小，有利于淺層密實(shí)。在最佳含水量時(shí)， 90區(qū)土質(zhì)路基的碾壓，振動(dòng)壓路機(jī)低頻一遍，高頻一遍，18～21T光輪壓路機(jī)3遍，即可達(dá)到壓實(shí)度要求，對(duì)93區(qū)，低頻兩遍，高頻一遍，18～21T光輪壓路機(jī)4～5遍，對(duì)95區(qū)，低頻兩遍，高頻兩遍，18～21T光輪壓路機(jī)7～8遍，對(duì)于兩個(gè)工作段搭接部分的碾壓，前一段留5～8M不碾壓，在下一段施工時(shí)一起碾壓。
壓實(shí)度的檢測(cè)
路基的壓實(shí)度反映了土體在碾壓后達(dá)到的密實(shí)程度，能否達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，直接影響到路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，由于本段路基填料均為土質(zhì)，工地實(shí)際干密度的測(cè)定工作量相對(duì)較大，因此，在90區(qū)，93區(qū)采用灌沙和環(huán)刀法相結(jié)合，一般灌沙法取樣占檢測(cè)頻率的1/3，環(huán)刀法占檢測(cè)頻率的2/3,對(duì)95區(qū)一律采用灌沙法檢測(cè),檢測(cè)頻率嚴(yán)格按規(guī)范要求進(jìn)行的。工地試驗(yàn)室樣品含水量測(cè)定時(shí)，對(duì)90區(qū)、93區(qū)主要采用酒精法，對(duì)95區(qū)一律采用烘干法。自檢合格，經(jīng)監(jiān)理工程師抽檢合格后，繼續(xù)填筑下一層。
由于該段工程在施工過程中，對(duì)上述各工序進(jìn)行了嚴(yán)格控制，在結(jié)束交工驗(yàn)收檢查時(shí)，彎沉、壓實(shí)度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到理效果，為路面的施工打下了良好的基礎(chǔ)
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