包边土填砂路基施工技术分析

陈小磊 尚小沛

（许昌腾飞公路工程有限公司，河南 许昌 461000）

1 工程概况

某公路工程为双向6车道，路基宽31.5m。该工程地质情况复杂，地势起伏小，较为平坦。路基主要为填方类型，施工需大量借土，经现场实地勘察可知，地层多粉质黏土、细砂，局部存有粉细砂。因本地区填土材料紧缺，无法满足工程建设需求。但沿线细砂量大，根据工程实际情况，决定选当地砂填筑，并在路基两侧进行包边土处理，这样可减少取土用量，降低成本。

2 稳定性影响因素分析

填砂路基断面形式具体独特性，影响其稳定性的因素主要包括：边坡坡度、路堤高度、包边土厚度，三者影响程度各不相同。

1）路基坡度对稳定性的影响。改变路基边坡坡度进行强度折减有限元稳定性分析，路基破坏标准设定为坡肩点水平位移或竖向位移大于4cm或6cm。通过安全系数和边坡坡度关系分析，可得，在坡度1:1.25部位安全系数值变化较大，此时38.7°为地面和边坡角度值，相比天然砂平均安息角，该角度较大，则说明计算结果相对较为准确。为提高填砂路基稳定性，要求在1:1.25以内控制边坡坡度，因本工程路基边缘处砂填料压实难度较大，为此，可选择1:1.75作为边坡坡度。

2）路基填高对稳定性的影响。改变路基边坡填筑高度进行强度折减有限元稳定性分析，按上述标准设定路基破坏标准，经分析可知，路基高度对路基边坡安全系数影响很大，若路基高度在6m以上，则伴随填高增加，安全系数下降速率增快；若路基高度在10m以上，相比最低要求1.25，安全系数更低，则不利于路基施工。根据工程实际情况，可在8m控制填料填筑最大高度。

3）包边土厚度对路基稳定性的影响。改变路基边坡包边土厚度进行强度折减有限元稳定性分析，按上述标准设定路基破坏标准，经分析可知，伴随包边土厚度增加，路基安全系数将随之增加，但厚度达到2.5m以上时，安全系数却呈下降趋势，则表明包边土对稳定路基边坡效果显著，但需合理控制包边土厚度。

3 包边土填砂路基施工技术要点

1）基槽开挖。对于挖方路段，首先，根据路床顶面宽度、路基边坡坡率及清表后原地面标高，计算出各断面路基填砂宽度，再采用全站仪进行放样，由测量班每20m一个断面，测设一中桩及两边桩，然后在各断面两边桩放样点处钉木桩，沿木桩用石灰撒出两线，以此作为基槽开挖的边线。基槽开挖前，应做好基槽两边截水沟、排水沟等排水及防渗设施。并将开挖范围内的杂草、树木均砍伐干净，并清除表土、树桩等杂物。本项目基槽开挖施工时，应认真做好以下工作，以确保路基施工质量：（1）基槽开挖采用机械开挖，配合人工修整，机械开挖至设计标高以上20cm后采用人工修整。（2）基槽开挖应按自上而下，逐层开挖的原则进行，不得乱挖或超挖。（3）基槽开挖采取直槽开挖，当土质情况不好或有邻近的结构物时，应视情况采用不同的坡度或防护措施，以保持边坡稳定和结构物安全。（4）基槽开挖应视施工能力逐段开挖，确保开挖一段成型一段，并加强天气情况的收集，若晴好天气的时间无法确保此段内填砂路基的成型，应停止开挖，直到气候条件转好。（5）基槽开挖出来后，应及时进行基底处理，验槽合格后填筑江砂，减少暴露时间，防止雨水浸刷破坏地基土的原状结构。

2）清砂填筑。路基填砂采用横断面全宽、纵向100m分段、水平分层20cm（虚铺厚度25cm）的填筑方式进行。

3）摊铺整平。砂运到工地后应及时推平，使砂层在纵向和横向平顺均匀，以保证推土机的履带能均匀接触层面进行压实，以达到初始碾压效果。填筑第一、二层砂时，施工横坡度宜控制在3%左右，且应设成内倾横坡，横向水流指向路中心，逐层填高后，施工横坡度可以适当减小。填砂摊铺采用推土机粗平并配合平地机精平。大型推土机可作为填砂路基的初压设备，初压时按照一般土方的压实工艺，从路基边缘向内侧逐轮碾压，碾压时轮迹重叠宽度不小于1/2轮宽，轮迹布满一个作业面为一遍，碾压2遍，碾压时也可采用纵横向交错的碾压方式。

4）晾晒洒水。晾晒洒水是路基填砂施工的关键工序，也是确保填料的含水量控制在最佳含水量的±2%内的必要手段。在碾压作业前和碾压过程中，对填料进行含水量检测，根据检测结果，采取自然晾晒和水车、人工洒水至压实的最佳含水量。洒水使砂层的含水量至10%左右后，用光轮压路机静压二遍，振动压路机振压二遍后，洒水车就能直接在砂层上行驶，洒水至最佳施工含水量，再继续碾压。

5）碾压密实。本项目路基填砂碾压施工，采用YZ18单驱振动压路机和YZ18CD双驱振动压路机，通过不同的碾压组合进行试验路段。根据碾压工艺试验的结果，在填筑下路堤，填筑层松铺厚度宜选择50cm左右，采用双驱振动压路机静压1遍后进行振动碾压10遍，最后采用单驱振动压路机静压1～2遍。由于一级以上公路对上路堤要求为压实度在94%以上，上路堤（一般交通距路面底面0.8～1.5m，重载交通距路面底面1.2～1.9m，厚70cm）填筑时，分为2层填筑，每层松铺厚度应不大于40cm，采用双驱振动压路机静压1遍后进行振动碾压9遍，最后采用单驱振动压路机静压1～2遍。碾压施工前，应对填筑层的分层厚度、大致平整程度及横坡等应进行检查，确认层厚、平整程度及横坡符合要求后，方能进行碾压。碾压过程中还需注意以下几点：（1）碾压前应对填砂松铺厚度和含水率进行检查，符合要求后方可进行碾压。（2）压实应根据试验段确定的压实遍数进行控制。当碾压遍数超过10遍其压实度仍达不到要求时，则应考虑减少填料层厚度，经压实度检验合格后方可转入下道工序，压实度不合格时应洒水补压再做检验，直至合格。振动压路机一般碾压6遍以上，碾压时轮迹重叠宽度不应小于1/3，轮迹布满一个作业面为一遍。（3）采用20t以上的前后轮驱动振动压路机进行碾压。碾压时先慢后快，用高频低幅的方法进行振压。（4）压路机的碾压行驶速度不超过4km/h；碾压时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行。前后相邻两区段（碾压区段之前的平整预压区段与其后的检验区段）应纵向重叠2m以上，达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。（5）终压用振动压路机静压1～2遍。（6）路基边缘压路机碾压不到的地方，应采用小型压（夯）实机具进行补压。

6）包边土施工。针对本工程实际情况，采用先包边土施工。包边土需要加宽50cm碾压，再进行砂芯填筑。包边土碾压施工完成后，如因天气炎热导致包边土干燥，应适当洒水养护，使表面不干燥，也不能过度潮湿。砂芯分层填筑时采用透水土工布进行包裹，底层土工布满铺（即碎石垫层上铺设一层土工布），其余每40 cm厚度采用一层土工布向上翻叠包裹，土工布搭接宽度为1.5m。在分层填筑过程的一层结束且压实度达到要求后，再进行下一层填砂路堤的包边土施工，随后进行本层填砂作业。

4 结束语

综上所述，路基填筑施工中，天然砂具有抗剪强度高、水稳定性好等特点，是最理想的填筑材料。但此类材料黏聚力不足，结构松散，具体施工中很难控制路基边坡稳定性。为保证路基边坡稳定，可将改良黏性土包边处理，也就是所说的“金包银”，这种施工方法可改善路基性能，提高工程质量。