探究路基填筑砾类土压实度控制方法

李养军 中铁十四局集团第一工程发展有限公司，山东 日照 276800

张石高速公路石家庄北出口支线工程地质勘察全长约13 公里，本段路线位于正定县城以西，滹沱河以北，途径曙光路、王古寺、周汉河、刁桥庄、南岗村、羊曲线、上水屯，终点至下水屯。本工程项目起讫桩号为K6 +942.5～K12 +195，主线长5.2525KM。主线按高速公路标准建设，设计速度100KM/h，为全封闭双向六车道，路基宽29.5 米，中央分隔带宽3 米;从月牙路至羊曲线之间主线两侧各设7 米宽辅道，辅道按三级路标准建设，设计速度为40KM/h。

主要工程量为曙光路互通、张石支线互通。根据现有的施工图纸统计，共有路基填方138.8 万方;大小结构物38 座，其中现浇箱梁8座。路基填料可采用滹沱河河床内天然砂砾，数量丰富。

1 施工工艺

施工前，按设计要求进行施工放样，测设中桩、撒出边线，按松铺厚度平均35cm 控制，对施工段落用石灰撒线划格，控制每个方格内的倒土车数，从而控制松铺厚度。

分格上土:每层上土前根据中线位置放出10 ×10m 方格网，确保上土均匀。施工过程前，沙砾表层先洒水湿润，禁止在路基填土、机械、车辆在急调头，以免碾坏冲击碾压35cm 砂砾层。

摊铺整平:填方作业应分层摊铺，平地机整平，松铺厚度为35cm。填料铺设的宽度，每侧超出路堤设计宽度30cm，施工完成后刷去30cm，以保证刷坡后的路基边缘有足够的压实度。

碾压:压实时土的含水量须控制好，必要时调整土的含水量，填土层在压实前先整平，并做成横坡，以利排水。碾压时，要遵循直线段由两侧向中心碾压，先静后振、先慢后快、先弱振后强振的程序进行。压路机行走速度≤4Km/h。在试验段内取三处直径为2m 范围作压实度试验，静压一遍后，每强振一遍均测压实度，记录每处压实度达到93%时的遍数、厚度。若强振至第三遍强震时，路基表层失水严重，出现松散，用洒水车及时补水闷料，待到2 小时后，再强震第四遍，以达到路基设计要求的标准。

2 压实度控制存在问题及难点

该标段路基填方多为借土填方，由于战线较长，所确定的取土场位置不一，土样也是复杂多样，以砾类土为主，经现场实际测定，各取土场含石量大小自5%至35%不等。

2.1 存在问题

工程伊始，项目部试验室按照常规试验规程对各土场土样分别做了重型击实试验，成果经监理代表处审批后，便应用于现场路基试验段填筑施工。待试验段碾压完成后，采用灌砂法进行自检压实度时，出现了压实度达不到规定值和超百问题，我们随后又增加了数遍碾压，后经测得部分点位压实度仍然出现同样问题。我们随即对不达标和超百位置的两个点位做了“单点击实”，试验结果显示两处的最大干密度分别是2.13g/cm3和2.05g/cm3，两者相差达0.08g/cm3。存在问题是各点最大干密度相差较大的现象，导致现有标干无法用于指导现场施工。

2.2 压实度控制难点

事实证明先前试验室所做重型击实试验得出的最大干密度无法指导现场压实度控制，对于该砾类土土质应该应用不同的标干来计算压实度，此前现场测得的相关数据无法真实反映现场填筑砾类土的压实情况，找到一种能够真实代表山皮土压实度检验标准的方法成为路基填筑压实度控制的难点和要点。

3 解决方案

一切从事实出发，在仔细分析了出现压实度不够或超百的一切细节后，最后断定造成此种现象的根本原因就是现场砾类土含石量的不均匀性与重型击实试验土样含石量的单一性发生了矛盾，于是压实度控制的关键变成了怎样确定一个击实标准来准确的指导现场路基填筑，以保证路基施工质量。

在《公路路基施工技术规范》JTJ033-95 中7.8.2 条中曾提到“对于土石路堤其标准干容重应根据每一种填料的不同含石量的最大干容重作出标准干密度曲线，然后根据试坑挖取试样的含石量，从标准干容重曲线上查出对应的干密度”。遵循该理论指导，并参考《铁路工程土工试验规程》、《公路土工试验规程》等规范相关规定，经多次试验对比，总结出一个新的击实标准确定方法，根据其原理及用途暂且称其为“砾类土重型击实试验”。

“砾类土重型击实试验”的原理:人为的按照不同含石量对砾类土进行筛分组合，然后严格按照《公路土工试验规程》规范要求分别进行重型击实试验(同样要确定最佳含水量)，确定最大干密度与不同含石量的对应关系，利用试验数据通过回归计算确定两者的相关关系式，各含石量对应的最大干密度可通过相应的关系式求取，相应的最佳含水量由试验同时确定。

4 试验过程

下面将我部对K85 +340 左侧取土场土样按照“砾类土重型击实试验”方法进行试验。针对土场土样自然含石量情况我们对含石量0%、10%、20%、30%、40%四种状况分别进行了重型击实标准试验，试验方法严格遵循《公路土工试验规程》JTJ051-93 规范要求，试验结果如下表1 所示:

表1 砾类土击实试验数据表

通过上表中的数据绘出干密度和含石量的关系图1 如下:

图1 最大干密度与含石量关系图

根据表1 利用Microsoft Execl 图表的添加趋势线功能(如图2)分别求出各区段独立的线性回归方程，如下表2 所示:

图2 0～10%间含石量关系图

如此，可相应得出其它含石量间关系式方程。

表2 线性回归方程式

其中:Y 表示最大干密度;X 表示相应的含石量。

5 现场施工控制中的应用

根据以上压实度控制方法，立即应用于现场路基填筑压实度检验中，实际结果正如当初设想的一样，由于针对不同含石量均有相应的最大干密度，避免了常规击实试验标准的单一性，使标准也灵活了起来，基本杜绝了严格碾压后路基压实度不达标或超百的现象，充分保证了路基填筑施工质量。

以下是现场操作过程:采用灌砂法检验现场填土压实度，操作规程与《公路土工试验规程》JTJ051-93 中规定的基本相同，只是多了测含石量的操作。待湿土样称重完毕后利用10mm 圆孔筛将湿土进行筛分，筛分时注意不要把土样弄出圆筛，若是大于10mm 的砾石不小心掉出圆筛应及时拣回，用手在圆筛中揉搓充分把非砾石物质除掉，待满足要求后倒入托盘中称量，含石量(%)=(砾石重量/湿土总重)* 100，将计算含石量值代入相应的回归方程，即可得出该处土样的最大干密度，用铝盒取试样烧取湿土的含水量，即可算得该点的压实度。

6 结束语

此种压实度控制方法，从根本上解决了砾类土填筑路基压实度的配套标准问题，现场试验数据能够将实际压实度真实地反映，充分保证了路基填筑施工质量，为以后类似工程项目的施工总结了经验。此外在试验过程中我们始终保持与监理代表处和业主的沟通，也得到了他们的大力支持，此方法经业主试验室认可后全标段推广。

［1］《公路路基施工技术规范》JTJ033-95，人民交通出版社，2002 年3月.

［2］《公路土工试验规程》JTJ051-93，人民交通出版社，2000 年4 月.

［3］《铁路工程土工试验规程》中国铁道出版社，2004 年4 月.