公路工程高液限土路基填筑施工技术探究

公路工程高液限土路基填筑施工技术探
究
摘要：随着国民经济发展的不断加快，国内公路交通行业发展规模越来越大，而路基工程是其中的关键构成部分，所以路基质量关乎整个公路建造质量。

有些
公路工程中会存在高液限土利用，该种土质比较特殊，路基建设中很难得到直接
使用，需要通过改良才能用来填筑路基，进而提升路基稳定性和安全性，保障公
路路基效果。

由此，本文以某公路工程为例，先从路堤和路堑角度介绍了高液限
土路基常见的病害特点，然后详细探讨了公路建设中高液限土地基填筑要点。

关键词：公路项目；高液限土；路基填筑
高液限土主要指液限、塑性指数和含水率都超过《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2015）中的各项要求，不能直接用作路基填料。

实际施工中需采取措
施使之符合技术规定，通过仔细检测且达标后才能用于施工。

而且，受市场经济
及环境等各种因素影响，换填高液限土要征用许多废弃土场，如此一来不仅会污
染环境，还会增多额外的工程成本，所以，公路建设中要规范采用高液限土地基
填筑方法。

1、工程概况
某公路工程建设路段总长28.6公里，设计为双向四车道，高速公路80Km/小
时标准，路基宽度24.5米，挖方量是163.9万m3，填方142.3万m3。

建设路段
沿途是山丘地带，普遍分布高液限粘土与含砂低液限粘土，存在弱-中等膨胀性，是不良地质环境，综合强度不高，很难达到设计强度标准，无法直接填筑地基。

但是，因沿途缺少适宜土源，要把高液限土用作填料，根据公路实况，经现场测
试决定选择掺入3%水泥改良土展开改良处治，保证路基填筑效果。

2、高液限土路基常见的病害特点
2.1路堤病害
除自然环境会干扰高液限土路基以外，其他外界环境同样会影响并引起病害，如公路自重、汽车荷载等。

所以，影响因素比较繁琐，使得高液限土路堤问题比
较多。

（1）下沉变形
外界地理环境会影响高液限土，操作时可能产生碎化难、压实质量差等情况。

高液限土地基初始强度很高，但伴随应用时间的增加，受水蚀与交通荷载等因素
影响，后续强度越来越低[1]。

特别是汽车荷载对地面的影响比较大，会出现局部
应力聚集、受力异常较大的现象，从而引起下降变形。

部分高度很高的地段不适
宜建设，否则后续极易出现路基下凹变形情况。

（2）垂直开裂
路堤边缘和外部环境接触，受外部因素影响极易产生病害。

比如，气温越高，路堤边缘水分流失量越多，收缩越强。

雨季之后，和外部接触的范围大，因此路
堤边缘吸收很多水分，出现泥土膨胀。

当处于干湿交替状态下收缩与膨胀反复交
替时，极易产生垂直开裂。

（3）边坡溜塌
地面水会严重入侵高液限土路堤边坡，这时路堤边坡腰部与坡脚的表土可靠
性大大降低，出现局部坍塌[2]。

另外，边坡路堤坡度出现的风化加快了裂纹扩展，引起不同程度的滑落情况。

2.2路堑病害
这种病害一般出现在边坡处，病害类型有风化剥落、钩状侵害、坡面溜塌与
滑坡等。

（1）风化剥落
受物理风化影响，高液限土路堑边坡外表土壤外形出现扭曲状、鳞片状和其
他形状改变。

整个风化碎化环节，首先会在斜坡产生裂缝，接着表土由于收缩应
力出现翘曲，慢慢脱离下坡土。

旱季，剥落现象集中，剥落形成的碎片将堵住边沟，影响顺利排水。

（2）坡面溜塌
边坡不稳固一般受边坡裂纹面大小与水体作用。

水体渗透明显减小了断裂面
薄弱层强度，这些土体稳固性不够，外表土体重力大，极易滑落。

通常情况下，
在地下水多、降水量大的地方，坡面溜塌更加明显。

（3）滑坡
因受路堑挖掘的扰动影响，地质结构受力失衡，路基侧向支撑力下降，防剪
强度减小，随之出现滑坡。

土体滑移面一般受裂缝扩张程度影响，为弧形。

高液
限土路堑边坡地质环境特殊，既要对边坡降速来防治滑坡问题，还要采取抗滑桩、锚索等途径全面稳固边坡，保证边坡可靠。

3、公路建设中高液限土地基填筑要点
3.1工地处理
高液限土改良以前要根据《公路土工试验规程》的内容选择代表性土
样展开重型击实测试、含水率测试等，了解原土特性，把控土体指数标准，常见
的高液限土体参数见表1。

基于此，选择合适的改良处治方法，保证公路路基可
靠性。

再清除表土，根据种植土厚度规定清除深度，并把废弃土送到指定地方，
防止堆积在工地[3]。

清表后平整作业面，并适当碾压，压实度至少90%，如果土
体强度不合格要及时换填，并做好工地排水工作，根据临时排水系统和永久性排
水系统，及时排尽地面积水，避免水分冲刷下降公路路基可靠性。

等工地处理结
束后测定各项操作参数，复原地基中线，预埋作业桩，为后续施工带来参考依据。

表1 常见高液限土体参数指标
3.2高液限土改良
改良高液限土的方法较多，通常会采取生石灰改良或是水泥改良方法，其中，水泥改良较为经济，由于水泥相较于生石灰成本低，并且高速公路周围的生石灰很少，运输成本高。

通常在修建高速公路时会填方，填方过程必须保障公路压实度与弯沉规范。

通过观察得知，高液限土含水率有明显差别，因此对压实力度标准不同。

考虑到经济性，通常取含水率为24%。

当含水率低于20%时可以直接改良填方，若含水率超过24%则需进行处理后再改良填方。

3.3含水量管理
当气温很高时，表面高液限土容易失水，要做好防晒措施，确保含水量均匀且保持在最好状态。

有些地方降雨丰富，施工场地加强管理，缩减上下层填筑时间段，并建立排水系统，边坡开挖急流槽防止大雨冲垮边坡[4]。

如果施工时突降大雨，为避免雨水渗入还没有成形的路基，必须在降雨前用彩条布盖好路基，等
天晴后揭开彩条布及时翻晒压实和换填。

地基填料含水率很低时要喷水碾压，含
水量超出标准值时借助多铧犁、旋耕犁翻晒填料，减小含水率，将含水率保持在
规定范围内，若有需要能加入生石灰减小含水率。

3.4掺水泥
根据每平方米掺水泥比求出水泥数量，掺水泥量计算式子：m=γd·S·H·n （m：掺泥质量/kg；γd：填料干重度/（kg/m3）；S：各网格面积/m2；H：摊铺
厚度/m；n：总计的掺泥量比例/%）。

借助水泥撒铺车精准把控撒铺量，以4%、5%、6%、7%配置摊铺水泥，操作时及时修整不均匀位置，确保水泥、土可以彻底
拌匀。

3.5摊铺与碾压
操作流程：推土机根据松铺引导线整平、平地机精平、松铺翻晒、检测含水
率（合格后开始下一道工序）、压路机压实。

填筑管理要点：①摊铺平整。

施工前测定填料自然含水率，含水率太大的填
料要翻晒，使之含水率合格；针对含水率较小的填料，摊铺后浇水，确保含水率
满足碾压含水率标准。

推土机推平堆土，人工清理土里的杂物（植被根系、杂草
和有机杂质），借助推土机按照松铺引导线于整个地基宽度区域开始摊铺，粗平
后人工采用平地机完成精细整平。

精平结束后借助GPS定位测量点，测量并记录
测量点高程，比较填料摊铺前高程测定结果，计算每个测量点位置的松铺厚度[5]。

②碾压。

采取22t震动压路机，静压1次+弱震1次+强震2次+弱震1次+静压1次，压实度标准根据不同填筑部位进行选择，从碾压第4遍开始，每结束一次
碾压工作人员要测量压实度，直到压实度合格后压路机开始1遍静压，再开始压
实后的测量点测定与记录。

碾压采取由低至高、从慢到快、从轻到中、轮迹重合
的原则展开纵向进退式处理，压实时相邻2次轮迹震动碾压机每次重合1/-1/2
宽度，保证碾压均匀，没有漏压、没有死角，碾压一段结束后采用纵向退行形式
开始碾压第2遍，不能掉头，防止由于机械掉头搓挤土体，导致被压实土体松动。

压路机运行速度不能大于4km/h，各路段交接位置应相互重合压实，横向接头重
合0.4-0.5m，上下两层填筑端部错开至少3米，纵向廉洁长度至少2米。

3.6填筑效果评估
高液限土地基比较特殊，通过填筑后极易产生的问题即不均匀下沉。

所以，为保证该工程高液限土地基填筑效果，施工结束后测量地基3个月内的下沉，并测定了地基弯沉值，具体结果如表2所示。

表2 地基质量测量结果
依据表2测量结果发现，通过下沉测量，地基从第二个月开始下沉量基本维
持在0.3mm/月，且随时间延长下沉量逐步趋向稳定，这符合公路地基下沉标准。

通过测量地基弯沉值发现，地基平均弯沉值相较于设计要求，符合公路建设质量
规定，所以，证明这次高液限土地基填筑效果达标。

4、高液限土地基填筑质量管理
（1）高液限土地基填筑以前要做好土样测试，确定土体各项指标，
分析公路级别、压实度等标准，采取合适的改良处治方法，经现场测试确定添加
剂用量，优化高液限土体性能，增加公路整体强度。

因高液限土细粒数量多，水
分很难流失，且布局不均，所以要管控填料含水率，填筑前定期翻晒，适当减小
含水率，并根据现场规定建立排水系统，开挖排水沟槽，防止积水，影响地基可
靠性。

在地下水位很高的地段还要建立排水层与隔水层，防止地下毛细水升高，
增大填料含水率。

（2）因高液限土含水率高、压缩性高，提高了碾压难度，所以，动
工前能选择某一路段试验，以掌握最好的碾压组合形式和碾压次数，保证压实度
合格。

采取从两边到中间的操作顺序，早期要适当放慢施工速度，等填料稳定以
后才能适当加快碾压机运速，防止层间推移情况，相邻作业段要有一定的轮迹重
合区。

地基两边适当增多碾压次数，提升边坡可靠性，如果碾压时产生松散、弹
簧等情况，要及时翻晒，并再次拌合压实。

等碾压完成且压实度合格后及早摊铺
下一层，避免长期暴晒开裂。

（3）增强质量意识，制定健全的管理体系，把每个施工环节引入管
理范围以内。

所有工序施工结束后都要安排技术人员仔细验收质量，找出问题并
解决。

其中压实度是干扰地基可靠性与承载性的关键因素，碾压完成后根据标准
监测，针对压实度不够的地段要及时补压，直到验收达标后才能开始后续工作。

在全面了解公路地质环境的前提下，确定工程重难点部分，有目的性开展技术培
训活动，规范员工行为，削减人为失误，从本质上提升地基填筑效果。

5、结束语
总之，选择高液限土填筑地基时掺入石灰、砂土以及水泥等加以改良，由此
增加高液限土的可靠性、强度，还能节约工程成本，加速工程进度，充分使用生
态资源。

为保障路基填筑效果，改良填筑时要严格监管操作过程，提出应急预案，如果遇到突发事件能够及时应对处理，最终保证路基填筑水平。

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