级配不良细砂土路基填筑的施工与效益分析

肖 阳

(黑龙江省高速公路建设局)

级配不良细砂土路基填筑的施工与效益分析

肖 阳

(黑龙江省高速公路建设局)

针对级配不良细砂土表面水分散失快、失水后易松散、采用常规压实方法无法压实、干稳定性差的特点，经过反复试验，通过掺灰粘土包边、含水量控制、调整压实设备配备(采用配重装载机、胶轮压路机替换常规路基填筑采用的光轮压路机)的方法，确保级配不良细砂土路基填筑质量，达到了降低工程造价的目标。

级配不良细砂土;掺灰粘土包边;含水量;压实;质量;工程造价

1 前言

在公路工程建设中，沿线材料复杂多变，经常会遇到沿线土质为级配不良细砂土丰富，碎石土、粘土等填筑材料短缺的情况，采用更好的填筑材料填筑路基，存在远距离运输工程造价大幅度增加的问题，特别对于高速公路等建设项目，工程量很大，就地取材，将会大幅度降低造价，但级配不良细砂土做为路基填筑材料，存在表面水分散失快，失水后易松散，不易压实，干稳定性差的缺陷。

针对级配不良细砂土表面水分散失快、失水后易松散、采用常规压实方法无法压实、干稳定性差的特点，经过反复试验，通过掺灰粘土包边、含水量控制、调整压实设备配备(采用配重装载机、胶轮压路机替换常规路基填筑采用的光轮压路机)的方法，确保级配不良细砂土路基填筑质量，达到了降低工程造价的目标。

2000年5月份至2001年10月份龙建路桥股份有限公司第三工程处在国道202线黑河至北安段第III标段;2002年5月份至2002年10月份黑龙江省哈尔滨市公路工程处在国道202线黑河至北安段第IV标段;2009年5月份至2010年6月份黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司在吉黑高速公路北安至黑河段A7标段工程施工中，就地取材，采用级配不良细砂土进行路基填筑，通过掺灰粘土包边，配重装载机、胶轮压路机、振动压路机组合进行压实，含水量控制等工艺，确保路基整体质量，大大降低了工程造价，取得了较好的经济效益和社会效益。

2 特点

(1)级配不良细砂土干稳定性差的特点，采用掺灰粘土包边，防止路基边坡冲刷，保证边坡稳定。

(2)级配不良细砂土表面水分散失快，通过试验确定细砂土最佳含水量，采用洒水车洒水的方式控制压实过程中含水量。

(3)改变常规路基填筑压实设备组合方式，采用配重装载机、振动压路机、胶轮压路机的压实组合方式确保级配不良细砂土路基压实度。

3 适用范围

适用于高速公路、城市干道、低等级公路等使用级配不良细砂土填筑路基工程施工。

4 工艺原理

通过土的颗粒分析试验，确定不均匀系数Cu和曲率系数Cc两个指标，反映了土颗粒分布的均匀程度，不均匀系数Cu小于5，曲率系数Cc小于1、大于3的土属于级配不良的土，对于级配不良的土在施工中难以压实，通过调整压实设备配备及压实程序，缩小颗粒间距，形成一定结构强度，确保级配不良细砂土的压实度，保证路基填筑质量。

5 施工工艺及操作要点

5.1 施工工艺(流程如图1所示)

图1 级配不良细砂土路基填筑施工工艺流程图

5.2 施工准备

(1)施工放样

根据设计要求，复核导线点、水准点，计算10 m一个断面设计高程。

(2)土工试验

根据公路工程土工试验规程，对用土进行颗粒分析、标准基实等土工试验，确定土样的最佳含水量及最大干密度。

(3)土场备料

土场清表、完善排水设施、土场便道整修。

(4)场地清理

施工作业面根据设计要求进行场地清理等工作。

(5)人员配备

根据施工现场需要，配备测量员、试验员、安全员、现场负责人等人员。

(6)机械设备配备

每个施工作业面配备装载机2台、振动压路机1台、胶轮压路机1台、平地机1台、自卸汽车15台、10 t洒水车1台、推土机2台。

5.3 试验路段施工

通过试验路段施工，确定掺灰包边土施工方式、松铺系数，确定细砂土施工生产要素配备、松铺系数、含水量控制范围、碾压方式、碾压遍数等施工控制参数。

5.4 施工工艺

(1)掺灰土包边施工

根据土场粘土含水量，确定掺灰数量，在土场对粘土掺灰处理，采用闷料、翻拌的方式，将粘土含水量达到最佳，完成掺灰土储备，采用塑料布覆盖储存，防止雨淋，这样可以保证粘土包边的施工进度，避免因含水量不佳，影响包边土施工进度，致使砂土施工进度受阻。

粘土包边宽度采用1.2 m，实际占用路基设计宽度1 m，20 cm作为帮宽土方，保证边部压实。

采用人工配合机械进行掺灰包边土施工，根据试验段确定的松铺系数，定额备料，采用装载机分料摊铺，平地机整平，推土机排压，平地机二次刮平后，人工切槽，保证粘土包边与细砂土接触内侧垂直，避免砂土与粘土重叠难以压实。

(2)细砂土摊铺

采用一台装载机摊铺，根据松铺高度挂线控制摊铺高程，保证压实后厚度与包边土压实厚度一致，装载机摊铺同时另一台装载机配重进行碾压，减少水分散失。

(3)平地机刮平

根据挂线高度进行刮平，保证摊铺后砂土面平整。

(4)含水量检测

对摊铺后细砂土及时进行含水量检测，保证含水量高于最佳含水量2个百分点左右，方可进行压实，否则立即采用洒水车洒水，保证砂土含水量，洒水时洒水车采用雾状洒布方式，避免水量不均匀影响整体含水量效果，防止水量集中造成包边土方被浸泡，无法进行压实。

(5)振动压路机压实

平地机刮平含水量检测合格后，立即采用20 t振动压路机压实，振动压路机压实主要通过振动力保证砂土深层压实，包边土与砂土同层碾压，压实遍数4～6遍。

(6)胶轮压路机压实

振动压路机压实一遍后，26 t以上胶轮压路机紧跟压实，保证砂土表面层压实度，碾压遍数4～6遍。

(7)各项指标检测

碾压完毕，根据路基施工技术规范要求检验压实度、平整度、标高、宽度、横坡度等项目，特别注意包边土与砂土交接处压实度检测。

(8)下层施工

检测合格后，及时进行下层施工，避免砂土水分散失过快。

6 材料与设备

6.1 材料

(1)细砂土

细砂土中易掺杂少量树根等杂物，在施工中及时挑出。

(2)生石灰

生石灰尽量选择钙、镁含量较高的材料，保证降低粘土含水量的效果。

6.2 主要机械设备配备

主要机械设备配备见表1。

表1 主要机械设备配备表

7 质量控制

7.1 含水量控制

砂土含水量控制是保证砂土压实的关键，通过反复试验，根据天气温度情况，确定是否洒水及洒水量的大小，跟踪检测。

7.2 包边土压实

包边土宽度窄，必须与砂土同层碾压，确定砂土及粘土的松铺系数尤为重要，否则在两种土压实后会出现错台现象，导致一种土压实度不足。

7.3 压实设备组合

采用装载机初压对砂土起到稳定作用，为振动压路机碾压做准备，振动压路机碾压后砂土表面会出现不同程度的推移、裂纹，表面压实度不够，通过胶轮压路机的揉搓作用，保证表面压实度，三者有机结合，才能保证砂土的整体压实度。

7.4 包边土内侧切槽

包边土内侧人工切出垂直于路基表面的直茬，保证压路机的作用力垂直作用于土体，保证压实效果，如果两种土质混杂，直接影响压实度。

8 安全措施

(1)应遵照中华人民共和国行业标准现行的《公路工程施工安全技术规程》(JTJ－076－95)的要求执行。

(2)应遵照国家颁布的有关安全技术规程和安全操作规程办理。

(3)土场出入口、施工区出入道路安排设置明显安全标志，安排专人指挥交通，保证施工安全。

(4)施工现场指挥人员着安全服装，旗语明确。

9 环保措施

(1)生石灰运输车辆覆盖，生石灰覆盖堆放，避免污染周围环境。

(2)施工便道安排专门洒水车洒水，防止扬尘。

(3)机械设备的噪音，应符合当地环保部门的要求，不符合者应采取有效措施。

10 效益分析

采用细砂土进行路基填筑施工，就地取材，避免远距离运输增加工程造价，公路工程建设，工程量大，路基填筑材料动辄上百万立方米，粘土材料丰富地区主要为耕地，石方填筑材料丰富地区主要为林带，开采会破坏耕地和林地资源，细砂土地区主要为灌木丛荒地或河滩，开采简单，减少耕地和林地资源破坏，降低工程造价同时，保护了土地和林业资源，经济和社会效益明显。

2000年5月份至2001年10月份龙建路桥股份有限公司第三工程处在国道202线黑河至北安段第III标段，路基填方约为50万m3，细砂土材料平均运距为3 km，碎石土平均运距22 km，增加节省工程造价约1 500万元;2002年5月份至2002年10月份黑龙江省哈尔滨市公路工程处在国道202线黑河至北安段第IV标段，路基填筑42万m3，细砂土材料平均运距2 km，碎石土运距43 km，节省工程造价约2 500万元;2009年5月份至2010年6月份黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司在吉黑高速公路北安至黑河段A7标段工程，路基填筑工程量约为115万m3，细砂土材料平均运距7 km，碎石土材料平均运距34 km，节省工程造价约4 500万元。

［1］黄良钦.汕汾高速公路液化砂土地基的处治与施工［J］.华东公路，2001，(3).

［2］程师云.浅谈砂土路基施工技术［J］.中国西部科技，2010，(23).

［3］韩兆友.浅谈粉砂土路基施工方法［J］.黑龙江科技信息，2008，(36).

［4］沈肖.姚琦.胡伟东.浅谈公路砂土路基处理［J］.中小企业管理与科技，2009，(18).

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