砂性土路基填筑施工技术探讨

2020-07-12周艳飞

运输经理世界 2020年7期

文/周艳飞

1 前言

公路工程项目在建设施工中，路基施工阶段质量会给公路项目建设水平带来直接影响。路基施工阶段，填筑施工是最为重要的一道工序。路基填筑因为很多因素方面的影响，所以施工难度很高，要提起足够的重视。砂土应用到路基填筑施工中，应该做好放样、地表清理、摊铺压实、施工检测等工作，采取有效的质量管控措施，保证砂性土的填筑施工质量合格，为项目的质量提升奠定坚实的基础。

2 砂性土的工程性质

砂性土按照路基土进行分类，主要可以分为如下几类：细砂，主要组成部分是颗粒比较细的土质，均匀性较少；粉砂，含量相对较小，渗透效率高，面积较大，松散度好，水稳定性比较强。砂性土在受到风沙的侵蚀下，颗粒逐步磨圆，颗粒的粘结力相对较小，不会形成整体的结构，在外部作用力的影响下偏移。所以，砂性土在填筑施工中难度较高，上料难度大[1]。

3 工程概况分析

某高速公路施工项承包段，总长度是12km，该项目设计为双向6 车道的形式，路基按照要求进行设计，建设标准的行驶速度为120km/h，采取的是全封闭的施工方式。本次工程项目的实施环节，路基全部采用借土填筑的施工方式，基本上整个施工范围都需要填筑施工。

4 施工工艺

4.1 取土场技术方案

4．1．1 A1 合同段设计的取土场就是在周边区域，总计需要采土的面积为22 万m2，设计用量80 万m3，表层种植土40cm，计划开采总量76 万m3。

4．1．2 经过试验技术参数分析，按照设计标准要求，在进行取土场中的表土取样处理，根据要求进行如下几项技术参数检测，结果如下所示：

4．1．2．1 土的天然含水量12．7%。

4．1．2．2 土的液塑限联合测定：Ip=13．3＞Ip=7，该土为低液限黏土质砂。

4．1．2．3 土的标准击实：PD=1．81g，wo=9．9%。

4．1．2．4 土的CBR 试验：CBR=9．3%(25mm 贯入量)CBR=7．6%(50mm 贯入量)。

4．1．2．5 土的颗粒分析：确定该土样为细粒土质砂。

4.2 填料运输

因为砂性土有着一定的特殊特性，怎样才能把这些砂土运输到施工现场是极为重要的，通过自卸车完成运输，避免大面积的二次倒运处理，这是施工中要解决的问题。自卸汽车在干燥的砂性土路面上行驶10m 左右，就会导致车轮直接陷入地表以下，运输难以进行，砂性土无法运输。从实际情况分析，确定要使用从内到外、从高到低一次进行土方的运输作业。

4.3 施工准备

4．3．1 路基填筑施工开始前，根据填方施工的要求，制定出施工表面计划图，然后确定具体的运输参数和标准。

4．3．2 路基填筑施工前，先进行临时排水沟的开挖设置，通过边沟进行排水处理，不会出现积水的问题。地势相对低洼的情况下，边沟外部需要设置土埂的结构，避免雨天汇水。

4．3．3 将表土进行清理处理，不能进行填筑施工，要考虑周边地形条件集中存放，可以进行边坡、中央分隔带等绿化防护处理[2]。

4．3．4 试验路段：在正式开始路基施工前，要经过监理工程师的批准，选择相同类型的路段试验，长度不能小于200mm。在该路段中确定具体的技术参数，比如松铺厚度、碾压遍数等方面，在试验结束后，要经过监理工程师批准才能开展正式施工。

4.4 施工工艺

路基填筑应该自低到高逐步进行，逐层压实施工。

4．4．1 打格上料，准确的标注上料间隔距离，保证层后合格。松铺厚度一般为20～25cm，控制在30cm 以内。

4．4．2 挂线摊铺，摊铺过程中，需要间隔20m 进行纵横部位的拉线整平处理，各个路面基层设置为2%～3%的横坡。根据需要削坡处理，保证路基边缘外部1m 的范围内，使用黏土完成整平填筑施工。

4．4．3 横留台阶，纵向施工位置上应该进行预留台阶处理，各个台阶宽度要控制在2m 以上。

4．4．4 百米标尺，数百米的位置上应该设置左右两侧百米桩、公里桩等。

4．4．5 每层检测，各个层在压实后进行压实度的检测，达到标准后才能进行后续层的施工，如果存在不合格的情况，要立即采取措施处理。

4．4．6 路堤施工宽度需要保证每一侧比设计宽度宽20cm，压实宽度不能小于设计标准，最后进行削坡处理，达到路基边坡后路堤边缘达到压实度的标准，做好边坡防护处理，避免雨水冲刷的影响[3]。

4.5 砂性土路基填筑施工

4．5．1 测量放样。根据设计方案组织测量放样，主要是控制点测量与复测、加密控制点、闭合复测水准高程，必须要经过监理人员确认后才能开始进行原地面清表的处理[4]。

4．5．2 清表及原地面压实。因为本次施工区域内有比较大的风沙，地表植被是以基本农田为主。因此，必须要做好清表处理，也就是说要在放样定线后根据路线做好地表清理处理，保证不会存在树根、农作物等问题。

4．5．3 路基施工。清表和原地面进行压实度检查后，达到技术标准，就能够进行路基施工作业。砂性土在六级填筑高出地表1．5m 时，填料运输到路基表面会有着比较高的难度，车辆无法按照要求行驶。从本次理论数据分析，最终确定使用两种填料分层交替施工的方式。就近选择使用黑砂土，以此处理砂性土上料困难的问题。试验人员进行黑砂土的试验，确定CBR 值是21．3，最大干密度是1．91g/m3，能够进行路基填筑施工。该材料的粘聚性效果比较好，外力作用下不会出现分散的情况，整体性能比较高，能够处理掉车辆无法行驶的情况[5]。

首先，通过黑砂土实施便道硬化处理，路基一侧路肩内部每层要设置一条宽度为5m 的便道，重载车辆通行，使用之字形进行卸料，再用推土机进行整平处理，分别碾压施工，逐步完成一个路段部分的施工。集料摊铺前方应该设置一台18t 的轻型压路机进行碾压处理，消除轮迹影响。填筑过程中，根据横断面全宽度进行水平上料，松铺厚度控制在30cm 左右，同时做好现场的取土论证分析，根据技术标准检测原材料。填方路段根据路线平行分层控制标高尺寸，填方施工分层进行摊铺作业，通过机械完成压实处理，分层厚度根据技术标准确定。各个层的宽度尺寸超出设计标准30cm，能够保证在边部位置修复处理后达到压实度的标准，在路基成型后可以完成削坡处理。不同图纸要采用分层方式进行施工，尽量避免不要有过多的分层，各层填料厚度在500mm 以上。土质路堤填方进行分层碾压作业，各个层使用相同类型的填料进行。砂性土填筑设置在路床上，确保含水量足够。碾压阶段做好洒水作业，保证填料最佳含水量在2%。路基压实方法是每层砂土材料摊铺厚度不大于30em；压实厚度不大于20cm，压实遍数根据技术标准进行，保证最终的压实度合格。

因为施工中极易出现水分蒸发比较大的情况，各个层施工前要进行喷水处理，确保结合层的湿润度合格，达到最佳含水量的要求，保证其紧密度符合要求，确保工程的质量达标。为了让水量供应充足，对地下水比较浅的位置上路基外侧坡脚部位两侧间隔200m对称进行打井取水，满足施工的标准要求。

为了保证工程的质量合格，每次工程完成后，应该在当日完成路基面层洒水处理，保证达到饱和度的要求，第二次清晨进行复碾，能够达到板结的标准，提升压实度性能。振动压路机在辅助压实作业阶段，要结合材料的具体情况确定合适的压实设备吨位，明确具体的压实作业遍数，避免砂性土出现分层碾压的情况，否则将会导致液化现象的处理，造成压实度不合格。砂性土的碾压需要通过光轮压路机进行，禁止使用凸轮压路机。砂性土路基压实度检测要按照操作工艺进行，一般是灌砂法的方式。因为夏季施工环境温度相对较高，所以水分蒸发速度比较快，每次在挖试坑后要进行土样的含水量检测，保证其检测的结果符合实际情况。

这种检测方式可以保证压实度检测符合技术标准与实际情况相差比较小。检测压实度时，需要把表层5～6cm 的表土清理干净，同时避免地下水产生的比例影响，使检测结果更加的准确。标准砂的最大干密度检测中，可以通过反复试验检测的方式以及震动锤击法和振动台法的方式联合进行，保证干密度参数测定非常准确，避免出现误差过大的情况。及时进行压实度的检测，也就是说在碾压后要快速进行检测，如果时间相对比较长，土方失水量过大，会给压实度造成极为严重的负面影响。因为检测环节，路基材料会给标准砂的最大干密度造成影响，所以应该做好当期的标准砂最大干密度标定，一般是在2～4 次检测之后。

施工填砂路堤主要包含填砂、包边土等方面的工作。在进行着两个方面工作中，填砂和包边土都会给路堤填筑产生直接的质量影响，先黏土包边施工，然后进行路基的填筑施工。从实际情况出发，填砂路堤是整体结构，和这两部分施工有着直接联系。施工工艺选择的不同也会给最终的工期、造价产生不利影响。同步施工就是在碾压后立即进行填筑包边土和砂，同时进行施工。路基填筑在摊铺前应该准确划分和确定包边土的内侧边坡线、路基宽度加宽50m 后的边坡线和沉降后的边坡线。填砂部分根据具体断面的情况进行确定，包边土根据加宽断面做好填筑施工。砂土和粘土在同时施工时，应该严格控制施工工艺，有序组织进行施工，严格控制工期，保证平整度、宽度、横坡等符合标准，否则将会导致开裂。

但是该方法也有明显的缺陷，一是砂土和粘土在施工各个层的厚度难以统一，导致出现错台问题，无法进行压实处理，主要的处理方法就是保证其填筑厚度达到一致性；二是粘性土对于含水量要求比较高，因为雨季所产生的影响，砂土并不会受到较大影响，所以会出现粘土滞后导致的停工、待工等问题；三是粘性土和砂土是不同的土质条件，吹填施工中导致二者出现交界位置集聚的情况，进而造成该位置上的性能比较差，整体质量比较差。因此，包边土的填筑应该保证其压实合格，与填砂同时进行。

填筑过程中，要采取分层填筑的作业施工方式，分层碾压施工。因为同时进行，所以机械施工的空间大，能够有效控制施工的质量。