浅析全断面填砂路基施工技术

2014-11-24杨夏松

建材发展导向 2014年6期

杨夏松

摘要：伴随着我国现代化技术的不断发展，对公路的建设有着十分重要的意义，它不仅给人们的生活带来便利，还有利于社会经济的发展。目前在我国公路工程施工中，人们通常将砂作为主要的填料来对其进行相应施工处理，不仅公路结构的密实性得到了进一步的提升，还有效的保障了工程的施工质量，使得公路的经济效益和社会效益得到了有效的提高。文章通常对公路填砂路基施工的相关内容进行介绍，讨论了相关的技术要点，以供参考。

关键词：公路；填砂路基；质量控制

随着社会经济的不断发展，我国的城市化进程也在逐渐的加快，为满足人们的日常生活需要、便利交通，公路施工逐步增多。我们在公路工程施工中，一般将砂作为其主要的调料来对其进行处理，不但节约了工程的施工成本，而且给公路定期维护带来了许多便利，从而使得公路工程施工的经济效益和社会效益得到了有效的保障。

1 工程概况及水文地质

某工程起于规划324国道北侧，下穿规划的324国道、鹰厦左线、前场物流货车联络线、厦深铁路、鹰厦右线、海翔大道、过芸溪河流。交会处道路净高5m，框架桥规划路路幅为（8+11+2+11+8）m，红线宽为40m，道路等级为城市主干道，设计行车速度为60km/h，满足开行双层集装箱列车运输要求。位于既有孚莲路东侧约1公里，大致走向与既有孚莲路平行地势平坦，地面高程2-16m。

根据钻孔水文地质观测，该段内地下水主要为第四系空隙水和基岩裂隙水，地下水水位埋深1.3-4.98m。空隙潜水主要分布在透水性和富水性较弱的弱透水层粉质粘土中；基岩裂隙水主要分布在凝灰岩的强弱风化层的裂隙中，水量较小。地下水由地表水补给。根据附近地下水进行分析，对混凝土具有中等溶出型及中等硫酸型酸性侵蚀。

2 试验

2.1 试验项目检验填砂路基原材料

（1）颗粒分析；（2）界限含水量；（3）CBR承载比；（4）最大干密度；（5）天然含水量；（6）有机质含量。

2.2 填砂路基原材料的基本要求

（1）路基填筑不得用含有易腐朽物质比如树根、草皮等的砂；（2）路基填筑不得用含有沼泥的砂；（3）有机质含量不能超过5%；（4）液限不能超过50%，塑性指数不能超过26；（5）路堤填料最大粒径和最小强度要求（见表1）。

表1 路堤填料最大粒径和最小强度要求

项目分类

（路面底面以下深度）填料最小强度

（CBR）（%）填料最大粒径

（mm）

上路堤（0.8～1.5m） 4.0 150

下路堤（>1.5m） 3.0 150

2.3 砂的最大干密度确定方法

作为砂的最大干密度确定方法应采用标准击实重型击实法。

2.4 压实度的检测方法

进行压实度检测的时需要采用大容积1000cm3的环刀，将压实层表面10到20厘米清除后，对下面的部分再进行检测。

3 施工工艺流程

结合试验段所投入的机械设备及施工作业情况，制定全断面填砂路基的主要施工工艺，顺利展开了全断面填砂路基的施工。施工工艺流程见图1。

4 填砂主要施工工艺详述

4.1 施工前的准备

在施工开始以前，一定要对场地清理、土质试验，机械人员组织安排以及施工测量等进行全面的准备，均遵照《公路路基施工技术规范》（JTJ033-2000）的要求来执行。

4.2 粘土下封层的施工

在施工过程中，针对试验路段的路基设计，采用普通粘土为粘土下封层。经过在取土场所进行取土时，对其土质进行详细的检测，发现土质变化较大，土质液塑性基本符合施工要求。但是土体颗粒较细，CBR值偏小，而且若是含水量较大，土体就会发软且不容易晾干，或者是含水量较小时，粘结度不够，不容易板结。考虑到以上因素，必须对土体的质量进行严格的控制，因为土体主要的作用是用来封水和排水。

图1 施工工艺流程图

4.3 路基填砂施工

4.3.1 填砂的运输。在对填砂路堤表面进行验收合格后，如果需要继续填筑，就一定要保证一天住砂层的表面砂（大于20厘米厚）的含水量超过10%，在运输的过程中，出现较深车辙时，用压路机或者是推土机将其碾压整平，从而保证能够将砂运送到指定地点。

4.3.2 砂的平整和摊铺。根据路面中心低，两侧高的原则，在施工中使用推土机将路面的横坡摊铺粗平，并控制在1.5%-2.0%之间；经过详细检查，对摊铺粗平厚度不符合要求50厘米的位置，采用先洒水至砂面的含水率超过10%，然后再用平地机进行整平。整平结束以后，就使用压力机进行碾压，在压实之前或者在压实的过程中发现局部部位存在含水量较低时，及时采取水泵或者水车补充洒水的措施进行砂面含水量的控制。

4.3.3 填砂路堤的压实。（1）在最佳含水量状态下振动压路机分层碾压压实工艺：在洒水状态下，这种施工工艺主要用于振动压路机的分层碾压，同时也对雨后的砂基适用。①在进行碾压的时候采用18吨以上的前后驱振动压路机进行施工，碾压一般先慢后快，松铺厚度一般控制在40厘米以内。②压路机的碾压速度一般控制在4km/h之内，碾压的顺序为小半径曲线段纵向进退式，由里面向外面进行，当碾压为直线段时，由两边向中间进行。用纵向重写20米以上的前后相邻两区段，达到没有死角和没有漏压的情况，确保均匀碾压。③进行碾压时，振动压路机的压实次数最少为六遍，以轮迹不满整个作业面为一个循环，深叠厚度也要超过本身的1/3。（2）水坠碾压法压实工艺：这种方法一般被用在构造物的台背处或者桥头处，要保证通道的水源充足。采用水坠碾压法进行填筑的施工的具体工艺如下：①推送填料：一般推送材料由推土机进行调配，从路基的两侧纵向进行运送，到达需要填方的路段。②摊铺填料：摊铺路段内部的材料要先用推土机进行整平，或者用摊铺机和推土结合的方式保证填方路段的平整，要求填方的每层厚度小于30cm。③围堰：在摊铺好、平整的路基上要分段进行围堰的设置，划段要根据横坡、纵坡的大小进行设置，一般来说长度要大于10cm，宽度要大于5cm，对围堰的宽度和高度也要进行数值的确定。④灌水：灌水环节一般发生在围堰设置完成后，进行灌水要保证动作的连续进行，灌水的水流要相对的快一些，一般要求砂基的水头的高度一般控制在20厘米以上。⑤碾压：碾压的工作要保证水头的高度在20cm左右，碾压一般采用的是振动压路机，对压路机的轮迹重叠轮一般有确切的要求，碾压一遍的结果为轮迹在路面布满为一遍，一般碾压的次数要比三次多，压不到的地方可以采取插入式的振动器进行振捣夯实。

4.4 路基边坡临时防护

在施工的过程中，极有可能出现降雨的问题，雨水会对路基边坡有比较严重的冲刷，将砂冲至水沟中造成淤塞，并在边坡上会形成许多冲沟，因此，雨季施工时，应对浆砌片石防护进行及时跟进，如果由于各种原因导致不能跟进的话，就要及时采取临时防护措施，例如，在路基边坡堆放沙袋或覆盖塑料薄膜等。同时，为了避免因雨水的冲刷而引起的边坡沙土流失、边沟堵塞、农田破坏，也为了保障每层填筑的厚度与宽度，可在路基填筑过程中，在依靠挖掘机的基础上，严格按照路基设计的宽度，对其进行清刷。针对已经完工的填筑边线两侧，可以将砂装入编织袋后，堆放在两侧，通常情况下，每一层的填筑高度最好在40-50cm。

4.5 后包边土的施工

在填筑过程中，以往填方路基的外侧边坡由于施工不容易，很难达到设计和规范的所要求的密实度，之间的关系不够紧密，像塌陷或者冲刷很深的沟槽情况比较频繁。但是因为土筑路基的性能比较好，粘结度强，出现的危害比较小，对整个路基造成的危害不大。尤其是在进行路基的填砂施工的过程中，必须保证包边土的稳定性以及坚固性，防止受到路面荷载或者自身重力的影响而导致路面的坍塌，其后果是相当严重的。因此，在加强临时防护施工的同时，必须加强对包边土的同步跟进。无法采用压实机械进行施工外侧30cm厚的包边土，只有采用人工夯实的方法进行。为保证夯击的密实度，施工时严格控制填土的粒径、含水量等物理指标，并分两层每层15cm厚进行，同时在工程实施时进行质量检验和现场调查施工质量，对填砂路基边坡的包边土密实度要严格要求，使其能够符合设计以及规范的要求。

图2 后包边土实际效果

4.6 施工质量控制要点

4.6.1 宽度控制。宽度采用每层进行放样控制，根据路侧标高计算填层宽度并撒灰线控制，推土机手要按宽度线将砂摊铺至边线，然后采用履带进一步压实。

4.6.2 厚度控制。砂质对于不同的砂厂而言也是不相同的。因此，在工程的施工过程中，应尽量不使用砂土进行混填。如果在施工的过程中，采用不同砂厂的砂质，将会产生较大差异的填料性质，产生很大的影响在检测数据的收敛性之中，对施工质量也将难以控制。由于运输车辆在砂层上卸车难于到指定位置，施工时按填层段落长度、填筑宽度和厚度，计算本层填筑的工程量，乘以1.20的车载松方系数控制本层卸砂车数，总量控制本层填砂的松铺厚度；推土机粗平后，测量复核控制断面标高控制本层松铺厚度，复测的层厚按小于40cm控制，满足要求时，采用平地机整平后压实。

4.6.3 压实度控制。多数的结果表明：大量的区段几乎都有路基中央的部分比路基边缘的密实度较高的情况。所以，路堤边与路基边缘之间的距离较近的时候，则有较小的覆盖土的压力，因此，要对路基边缘部分的填筑要特别的注意压实度。在必要的情况下，可在砂料场对其保持充分的保湿度之后在运输到施工现场，从而有利于对对碾压的施工质量的控制。对得出的压实的组合方式、设备类型、碾压的速度、材料的含水量等各种参数进行详细的记录，为后期的正式施工提供可靠的参考依据。

4.6.4 检测控制。（1）干密度检测。将最大干密度依据具体情况确定，而对无凝聚性的粗粒土的紧密程度可以使用相对密度进行标示，在试验之时为了确定最大干密度以及最小干密度应该使用相对密度试验的方法，通常使用振动锤击法以及振动台法，但是振动锤击法教振动台法得到数据安全系数比较大，因此，当前我国国内通常使用振动锤击法作为标准，而最小干密度在测定之时一般使用量筒法以及松砂器法等等。（2）含水最检测。在进行含水量检测之时，通常使用烘箱烘干的方法，但是这种方法的缺点在于需要的时间比较长，可以使用微波炉辅助烘干，在实际应用之中，应该将微波炉调到高温档，时间控制在15min左右。（3）沉降观测。在填砂路基施工结束之后，应该在每间隔100-200m之时，设置观测点进行观测。直到不再出现沉降，衡量的标准是以3天为界线，其观测值低于1mm，满足这个要求之后，才可以开始下道工序。

5 经济分析与优势

5.1 本工程地势平坦、软土地基分布广泛。由于沿线村庄较多，通道桥梁分布密集，这些耕地是当地农民的主要用地，这意味着当地农民将要改变生活来源方式。在施工前期，通过对几个规划征用的取土场进行土工实验，得出土体含水量太大，即使在土中加入石灰，土体的含水量仍然很大，摊铺后必须晾晒较长时间方可碾压，加上该地区多雨，秋冬季温度较低，往往填筑一层土体需要一个月左右。这样的施工进度无法保证施工工期。通过现场对砂的来源、储备、取样实验、运距、单价等因数进行调查、统计与分析，通过对路基石灰土的单价进行了比较，在不增加工程造价的前提下，决定采用填砂路堤。

5.2 经过快几个月的施工情况来看，填砂路堤的优势在于它便于碾压成型，节约机械台班；施工周期短，每5～8天可以施工一层，施工进度快，不受季节和天气影响，可提前建设工期；另外还可以节约土地资源，经济效益、社会效益显著。

6 结语

通过该工程全断面填砂路基的施工，及时做好填砂路基施工中边坡的防护，尽量避免雨水冲刷及在施工工程中控制填料的最佳含水量是值得我们共同探讨的课题。随着时代的不断进步，人们也将许多先进的科学技术应用到其中，这样就使得公路的施工管理水平得到有效的提高，从而使得公路填砂路基施工技术的适应性得到有效的增强，促进了我国社会市场经济的发展，给人们的生活带来了许多的便利。

参考文献

[1] JTJ058-2000.公路工程集料试验规程[S].交通部.

[2] JTJ033-2000.公路工程施工技术规范[S].交通部.

[3] JTG F80/1-2004.公路工程质量检验评定标准（第一册土建工程）， 2004.