青海黄土地区水泥改良路基施工工艺研究_品牌

郎卫军+++董错+++朱春明

摘要：随着西部大开发战略的实施，青海地区公路建设由于沉降问题，黄土改良填料填筑路基将是急需解决的技术难题。文章根据试验室土工试验结果选取6%水泥土配合比，对青海黄土地区公路路基施工工艺进行了研究。通过试验对水泥改良路基含水率、压实度及沉降观测进行了分析研究，得出了水泥改良路基施工的变化规律，结果显示6%的水泥土配合比满足施工控制要求，表明黄土地区水泥改良路基施工具有良好的适用性和可靠性，对治理黄土地区路基工程具有重大的研究价值与实践推广意义。

关键词：黄土地区；水泥改良黄土；路基；试验；施工工艺

引言

随着我国新一轮西部大开发战略的实施，铁路、公路、机场等各类工程的发展，在对黄土力学及工程性质方面，我国西北地区集中了一批专家学者对其进行了全面、系统和深入的研究。目前，青海地区交通基础设施建设力度在不断加大。位于青海省公路建设由于沉降问题，公路路基湿陷性黄土改良施工更显得尤为重要，尤其对路基填料及路基填筑要求方面，考虑到不同地区地质条件的不同，黄土改良填料填筑路基将是急需解决的公路路基施工技术难题。常用的黄土改良方法有掺入水泥、石灰、粉煤灰、水泥+石灰、水泥+粉煤灰、石灰+粉煤灰和化学改良剂等，本文结合青海省路基湿陷性黄土实际状况，选用技术成熟、改良性质较为稳定、成本低的水泥作为改良路线，通过试验手段对黄土地区水泥改良路基施工工艺研究进行讨论。

1 工程概况

青海省大湟平项目路线总长约110.57km，沿线湿陷性黄土分布广泛，主要分布于中低山顶部，黄土峁及斜坡、河流阶地、冲洪积扇地区上部及部分小面积残余的高阶地上部，全线有湿陷性黄土共63.83km/83段，占路线总长57.7%。按照《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）的规定，黃土湿陷性等级可按自重湿陷量和湿陷量的计算值综合判定，分为Ⅰ级（轻微）、Ⅱ级（中等）、Ⅲ级（严重）、Ⅳ级（很严重）四种类型。按照规范湿陷性等级评价方法，本项目路线所经过的湿陷性黄土路段中，I级非自重湿陷性黄土共43.99km/57段，II级自重湿陷性黄土共13.98km/18段，III级自重湿陷性黄土共5.87km/8段。

2 施工方案

依托大湟平公路工程，根据室内试验结果现场选取试验段验证黄土改良技术的实用性。根据黄土改良施工工艺研究成果，应用到试验段中，总结经验。试验段完成后，进行长期沉降观测和弯沉测试，判定路基的稳定性，从而为改良黄土大面积推广应用后的现场施工和工后的运营安全提供决策依据，同时反过来验证改良黄土的可行性和安全性，不断改进和优化黄土的改良方案。

试验路段沿线路纵向每隔固定距离设置监测断面，在线路中心设沉降板，两侧路肩各设观测桩，路基铺筑完成后，根据沉降的发生与发展规律及沉降大小确定每个阶段的沉降观测频次，定期观测路基填土施工期间地基与堤身的沉降变形以及路堤坡脚边桩位移与沉降。路基施工至设计标高后，沉降观测持续时间大于6个月，然后根据监测数据绘制沉降曲线，以此判断试验段的沉降是否正常与稳定性是否满足要求。

3 试验备料

根据试验室土工试验结果选取6%水泥土配合比，按照外掺法计算需要掺入的水泥用量，结合施工进度按需进购水泥并按照标准化施工要求进行存放。

水泥用量按外掺法，每压实1m3水泥土用水泥量约为：M=（1.87*1000/1.06）*0.06=105.85kg；试验段压实22cm厚每平米水泥用量约为105.85/（1/0.22）=23.287kg；试验段压实22cm厚每平米土用量约为（1870/1.06）/（1/0.22）=388.113kg。

4 试验段检测结果

4.1 含水率

试验段施工过程中，对试验段原状土样和水泥土土样进行含水率检测，通过对多组原状土样品含水率进行测试其平均值为18.4%，对配合比6%的水泥土样品进行测试其含水率平均值为15.9%，满足施工控制要求。

4.2 压实度

为确定压实遍数，试验段施工过程中，现场每遍取12个测点通过碾压进行压实度跟踪检测，碾压步骤具体如下：

（1）先用压路机静压和弱振，先压两侧（即靠路肩部分）后压中间，根据静压后的表面压实情况，对低洼地段人工补料，使表面达到均匀压实的程度。

（2）然后用重型压路机进行第一遍和第二遍振动压实。

（3）进行压实度检测，如压实度满足要求，再进行一遍静压；如压实度不满足要求，则重复第二步程序，每次强振碾压之后进行一次压实度检测，直至压实度检测合格后停止强振。

从压实度检测结果可知，随着碾压次数的增加，测点的平均压实度呈增大趋势，在振动碾压6遍时压实度可达96%以上，满足94%的压实要求。

4.3 沉降观测

在施工完第二层水泥土后埋设沉降观测板，沉降观测板设置在距路线中心线6m处，每隔20m左右对称埋设1对，每层施工完成后反开挖安装沉降观测管。路基施工完成后每7天观测1次沉降情况，截至目前水泥土试验段沉降量随时间的变化在观测前期沉降变化较缓，然后沉降变化缓慢增加，在观测后期沉降变化趋于稳定。

依据设计文件，路基允许的工后沉降量最大为30mm，由观测结果分析，路基施工至122天平均沉降量为11.0mm，目前已趋于平缓状态，满足要求。