高速公路吹填砂路基的设计与施工

任中杰 王鸣实

摘 要：近年来，我国高速公路建设取得了很大的成绩，在建设过程中也面临着很多的问题，在施工中也应用了很多的施工技术。文章以某高速公路施工为例，对施工中应用的吹填砂路基设计以及施工进行了介绍，并且对吹填砂路基的特点、参数、包边土、封层土以及排水设计等进行了分析，希望能够为以后的施工提供一定的借鉴。

关键词：吹填砂路基；设计；施工工艺；包边土；封层土

1 概述

某高速公路施工地点位于珠江三角洲地区，该地区土源较缺乏，但是相反的砂源却非常的充足，因此，在施工中对吹填砂施工技术进行了应用。珠江三角洲地区河流比较多，而且又邻近海边，因此，在施工中对砂源进行利用会比使用土更加的节省。在公路路基设计以及施工规范中，对吹填砂并没有进行很多的阐述，只是进行了一些介绍，这样在具体施工中仍然存在着很多的问题。文章对吹填砂设计以及施工过程进行了介绍，对出现的问题也进行了研究和总结，希望更好的推动未来公路的建设。

2 吹填砂路基的特点

高速公路路基施工中经常会使用土体为主要原料，但是土体的渗透性非常的小，抗剪强度又直接受到内摩擦力和粘聚力的影响，但是纯砂的抗剪强度却是只受到内摩擦力影响，而且因为砂的渗透性非常的好，因此，在很多的施工中都得到了应用。吹填砂路基在施工中一般都是采用河砂或者是海砂，因此，在质地方面并不是非常的纯，经常会导致其中出现泥土。为了研究含泥量对砂的物理力学性质进行分析，一些施工技术人员进行了相关的試验，结果表明：因为各个地区的河砂和海砂性质指标因为所处环境的不同会导致差异，但是还是得到了参考信息，在施工中可以应用中细砂，粗砂在造价方面比较高，粉砂在使用过程中会出现液化现象，因此，中细砂才是最佳选择。

3 路基的横断面设计

和填土路基设计相比，吹填砂路基存在着很大的不同，主要是在参数选取、封层、包边等细节结构方面，要进行详细的分析，然后进行设计。在公路设计规范中要求吹填砂路基为了保证边坡稳定以及植物的生长，边坡表层要应用粘质土进行填筑，路床顶面要应用粗粒土进行封闭。在规范中只是对设计原则进行了阐述，但是，对详细部位的设计没有体现，因此，在这些方面要进行更为细致的分析。

3.1 路基边坡高度和坡度

在吹填砂路基边坡设计方面，主要进行高度和坡度的设计，要根据填料种类、边坡高度和地基工程地质条件进行确定。对吹填砂路基边坡高度具体达到什么样子并没有定论，因此，在设计的时候要保证坡度足够缓，而且，边坡高度在很高的时候要保证路基的稳定性。公路施工是一个线性工程，会受到地形、地质以及工程规模的制约，但是，在施工中要保证边坡高度不超过十米。

边坡坡度设计一般分为设计边坡和施工边坡，在设计规范中，对砂类设计边坡一般坡度为1：1.5，但是，这只是在地基良好的情况下给出的数值，在高填土地基情况下，要尽量将边坡的坡度放到1：2。在对非软基路段，在边坡坡度设计方面要保证其和施工坡度统一。在对软基路段进行设计时，要对路基可能出现的沉降问题进行分析，施工边坡坡度一般要大于设计的边坡坡度，对路堤的稳定性也要进行分析。在对施工边坡坡度极限问题进行分析时，可以对路堤本身的稳定性以及地基的稳定性进行分析，因为吹填砂内部存在着粘聚力，因此，在坡度比方面一般要达到1：1或1：0.75。

3.2 封层土

3.2.1 厚度

在施工中，要对施工防渗透问题进行分析，因此，封层土的厚度一般要在30-50厘米，在不是软基的路段，这个厚度和设置部位可以进行施工。但是，在软基路段要根据施工的沉降进行计算，沉降量主要发生在预压期内，因此，软基路段的封层土设计厚度一般要超过50厘米，这样能够防止出现厚度不够导致封层土失效的问题。软基路段中要是实施非开挖施工封层土，在设计时对沉降问题就要进行考虑，施工时封层土土方施工要按照设计的两倍左右进行施工。

3.2.2 材料

公路施工规范中对施工材料进行了规定，可以使用粗粒土，但是，在实际施工中，因为粗粒土的渗透性比较大，在防渗透效果方面非常不理想，在施工中顶部要铺设一层防渗土工布，这样能够达到一定的防渗透效果。为了更好的实现设计压实度，在施工时可以采用粘性土，这样能够达到规范规定路基填料最小强度以及最大粒径要求，达到防渗效果。

3.3 包边土

包边土一般设置在两侧的边坡，这样能够对路基进行保护，避免其受到水流的冲刷，在绿化方面效果也非常好。包边土的设计要对厚度、材料、填筑方式以及时间等进行确定，这样才能更好的保证施工效果。

3.3.1 厚度

在厚度设计方面，主要有两种形式，分别是平行四边形和梯形。平行四边形形式在包边土内外侧边坡坡度要保证一直，但是梯形就是内侧边坡坡度比外侧大，规范规定的范围值一般在1-2米。在规定的范围值内要想进行施工，可以对机械进行利用，这样对施工效果也能进行保证。一些专业人士认为包边上的最小厚度应该在0.75米左右，但是这种厚度在降雨量和降水强度比较小的地区比较适用，在降雨量和降水强度比较大的地区，这种厚度在施工中会带来很多的问题，因此，要根据施工实际情况对厚度进行决定。在这两种施工形式中，包边土和路基吹填砂的衔接部位是非常薄弱的地方，为了能够将这两种不同的土实现紧密结合，在施工方面可以实行挖台阶填筑，每个台阶的宽度一般要达到1米，台阶要向内侧倾斜，但是这种形式，在开挖和填筑方面通常比较困难，因此，这种形式在施工中一般并不多见。在非软基路段，按照设计厚度施工即可，在数量方面可以按照实际断面来进行计算。在软基路段，可以实现非开挖施工进行包边土，在设计厚度方面要对沉降影响进行具体的分析。在设计包边土土方时，要保证其在0.5-1米，在出现多计的量时，可以将填砂部分进行扣除。在非开挖施工包边土时，要按照实际断面计算包边土土方，因此，要将增加土方的卸载。

3.3.2 材料

在规范中要求施工可以使用粘质土，但是，因为一些地区的土源比较少，因此，在施工中可以根据具体施工情况采用耕植土，在设计标准方面要达到要求。粘性土在最小强度和最大粒径要求方面也要达到规范要求，在压实度方面也要达到填砂的要求。

3.4 封层土以上部分的设计

封层土以上部分的设计主要包括路面结构层范围内的填土以及超载部分，达到要求以后可以不进行吹砂，在能够填土时最好进行填土。路面结构层在填土压实度要求方面要达到百分之九十五，超载部分的压实度不能低于百分之八十五。

3.5 边坡排水设计

在吹填砂路基施工中，边坡排水设计是保证路基稳定的重要环节。在高填土坡面，可以按照2-3米的间距设置塑料排水管，这样能够对包边土和路基填砂衔接面的水进行排出，在坡脚可以采用干砌片石护脚进行排水。

4 路基填筑施工

4.1 后包边施工

在完成地基处理以后进行后包边的施工，可以按照全断面填筑砂，填砂的施工坡度比要和包边土一致。沉降需要一个具体的过程，在城建稳定以后按照包边土的内侧边坡坡度反开挖进行施工，然后按照设计断面分层施工包边土。后包边法能够对砂土和粘性土的结合面压实度进行解决，这样不易引起路基的不均匀沉降问题。砂土和粘性土的施工间隔比较长，前期施工中要对机械和人力进行充分的利用，这样对施工进度能够进行加快。后包边法在施工中主要的缺点是在施工中出现了大量的废弃土方，对于软土地基而言废弃的土方量更加大。在后期施工中，由于需要反开挖施工，在后期工期较长，因此成本也会增加。粘性土和砂土的施工间隔大概一年的时间，因此，为了保证施工质量，对施工期间可能遇到的雨季要采取必要的防护措施。

4.2 吹填砂施工

吹填砂适合在河涌交错、大型船只可自由进人的地区。（1）吹填采用分段推进方式进行，分段距离约为30-50米。当吹填距离超过吹砂设备最大能力时，可采取加压或二次抽吸的方法。当排砂管口高程超过砂泵最大扬程，可采取附加加压泵。（2）吹填砂分层厚度可加大。当路堤高度小于2米时，可作一次吹填；当路堤高度大于2米时，应采用分层吹填，分层厚度一般为l-2米。但如果超过极限高度，一次吹填太厚，路堤容易失稳，故而要求此时的吹填分层厚度不宜超过70厘米。

4.3 包边土施工

在包边土施工中，比较关键的施工就是包边土和吹填砂结合面的压实。在同步施工中，包边土和吹填砂要同时进行。在填筑方面，可以采用水平分层填筑，然后进行分层碾压，在分层松铺时厚度不能超过30厘米。在同步施工时，机械的活动空间比较大，因此，在施工过程中比较容易进行控制。包边土和吹填砂相结合，在碾压过程中要求包边土和吹填砂分别进行碾压，对重点部分要进行重视。在基本同步施工中，吹填砂要先进行填筑，后进行填土，施工中压路机的身位要保证大于填筑的宽度，并且可以采用大型机械进行施工。

4.4 封层土施工

封层土的施工关键是如何对填筑时间和位置进行确定。填筑的时间和位置要由最终计算沉降和填土至封层土底标高时的实测沉降来确定。这里的沉降指的是路基的中心沉降。在施工中可以按照设计底标高开始填筑封层土。对于出现的全线封层土，在纵向上，区段与区段衔接处均不宜出现“跳跃”，造成高差，而应平顺过渡。在横向上，应做成和路面同样的路拱。封层土采用自卸车倾倒，并水平分层填筑，其分层松铺厚度不超过30厘米。

5 结束语

公路工程的施工对经济建设有直接影响，同时对人们的生活也有很大的影响。经济的建设需要公路建设的带动，人们的出行也需要公路建设保障。因此，近年来，公路工程的建设数量在不断增加，公路工程因为施工线路比较长，而且，要在不同的地区进行施工，这样就使得施工中经常会遇到很多的问题，这些问题的出现对整个工程的质量产生了很大的影响。为了对工程的质量进行提高，要根据施工的具体情况制定施工方案，其中路基的施工尤为重要，路基施工设计中，吹填砂方式是一种和其他方式有很大的差异，吹填砂路基设计与施工是个非常系统的工程，不同的施工工艺对工程的质量也有很大的影响，因此，在设计时要对出现的问题进行细致分析，找到最佳的方案。

参考文献

[1]JTJ013-95.公路路基設计规范[S].北京：人民交通出版社，1996.

[2]JTJ017-96.公路地基路堤设计与施工规范[S].北京：人民交通出版社，1996.

[3]康拥政，牛红凯，赵慧丽.浅析豁土包砂土河潍路堤施工[J].路基工程，2003（1）：26-29.

[4]王志仁.京珠高速公路广（州）珠（海）段工程[M].北京：人民交通出版社，2000.