全断面填砂路基施工技术研究

文/吴尽、罗胜

1 前言

在公路项目的施工中，通常会把砂作为主要的材料进行处理，这样不仅可以减少项目成本，保证公路维护管理有效进行，还能够产生更高的经济效益、社会效益，为现代社会的稳步发展和进步奠定坚实基础。

2 工程概况及水文地质

某公路项目为当地重要交通道路的分支道路，根据城市主干道的设计要求，设计速度为60km/h，可以达到双层集装箱车辆同时行驶的需要。经过现场测量分析，地面高程在2～16m。按照当地水文地质条件观测的需要，现场的地下水主要是第四系孔隙水、基岩裂隙水，地下水位的深度在1.3～4.98m。空隙潜水具体分布在渗水性好、富水性不足的弱势水层粉质粘土内；基岩裂隙水主要是出现在凝灰岩的强弱风化层裂隙内，水量总体来说是比较少的[1]。

3 试验

3.1 试验项目主要分析要点

颗粒尺寸测量分析；界限水含量分析；CBR 承载参数的分析；最大干密度；天然含水量；有机质含量。

3.2 填砂路基施工材料应满足的要求

路基填筑施工材料内不能存在腐朽物质，比如树根、草皮等；路基填筑不能使用含泥量超标的砂；有机质所占比例应控制在5%以内；液限控制在50%以下，塑性指数限定在26 以下；路堤填料粒径与强度应符合表1 的要求。

3.3 砂的最大干密度确定方法

主要采取标准击实重型击实法。

3.4 压实度的检测方法

压实度测试需要应用大容积的1000cm3环刀，把现场表面存在的10～20cm 的物质清理干净后，并且再次检测分析下部。

4 填砂主要施工工艺详述

4.1 施工前的准备

正式作业施工开始前，应做好现场的清理工作，试验分析土质；机械工作人员做好现场的准备工作，保证测量符合要求，准备工作完全满足要求，且全部都要按照国家标准进行。

4.2 粘土下封层的施工

在本次公路项目施工作业阶段，对于实验路段实施必要的路基设计，采取粘土下封层的结构形式。在取土作业环节，相关人员应全面检测土质，一旦存在土质变化的情况，就要加强检测，最终保障土质液限达到技术要求。但是土体颗粒相对较细，CBR 值偏小，如果含水量较高，粘结性能就会难以提升，板结性较差。而土体主要的用途就是封水、排水，由此工作人员应该加强土体质量检查和控制工作。

4.3 路基填砂施工

4.3.1 填砂的运输

填砂路堤表面检查和验收环节，现场需再次填筑作业，同时确保一天内砂层表面砂的含水量在10%以上；运输环节，发生车辙深度较大的情况时，应采取压路机等设备进行压实施工，保证运输安全、稳定进行。

4.3.2 砂的平整和摊铺

根据设计方案和技术规范，公路采取中心低、两侧高的方式，应用推土机做好横坡整平处理，确保坡度在1.5%～2%之间；在全面检查现场后，摊铺粗平厚度不足50cm 的情况下应进行必要的处理，洒水湿润处理再整平；整平实施后，开始碾压作业，保证压实度符合技术要求。对于含水量较低的位置，应该再次进行洒水保湿处理。

4.3.3 填砂路堤的压实

碾压施工主要应用自重超过18t 的前后驱压路机作业，速度从慢到快逐渐增速，同时松铺厚度确保不会超过40cm。压路机运行的速度不能超过4km/h，并且还要根据碾压施工的顺序要求逐步进行，曲线位置从内到外、直线位置从两侧到中间的顺序进行。各个位置都应经过碾压作业施工，不能存在遗漏，确保所有部位都达到碾压均匀性的标准。碾压施工作业阶段，振动压路机的压实次数不能少于6 遍；轮迹没有布满的位置上再次进行整个循环，深叠厚度在自身结构的1/3 以内[2]。

水坠碾压法压实工艺：推送填料，推土机进行材料的配送处理，自路基两侧逐步向中部运行至填方的位置上。摊铺填料，摊铺施工范围内先应用推土机整平处理材料，或者摊铺机联合推土机进行处理，直至达到平整度的要求，单层结构的厚度不超过30cm。围堰，摊铺、平整全部结束的路基部分设置好围堰结构，并且结合横坡、纵坡的标准进行设置，通常情况下长度不足10cm、宽度不足5cm，围堰高度、宽度应该根据技术标准设定。灌水，该阶段是在围堰施工后实施的，应适当增加水流速度，通常要保证砂基的水头高度超过20cm。碾压，碾压施工阶段的水头不能小于20cm，碾压通常应用振动压路机进行，轮迹重叠满足工程的技术标准，碾压一次后布满整个施工范围，通常应该碾压3 遍以上，对于无法压实的边角等位置，需要插入振捣棒进行振捣夯实处理，达到结密实度的标准要求。

4.4 路基边坡临时防护

为了有效预防雨水冲刷而造成的水土流失、堵塞沟渠等问题，应严格控制每一层的填筑厚度与宽度。路基填筑作业环节，应用挖掘机进行现场施工，保证路基宽度达到技术标准的要求，然后再清刷处理；对于填筑施工已经结束的两侧位置，可以把砂直接装入编织袋的结构内，并放置在两侧的位置上，此时应该保证单层填筑的高度达到40～50cm。

4.5 后包边土的施工

在填筑作业施工的过程中，传统的填方路基外部边坡施工难度比较高，一般情况下都不能达到设计标准的密实度要求，各个结构之间的联系也难以达到紧密度的要求，比较常见的问题就是塌陷、深沟槽等。另外，土筑路基结构性能很好，粘结性也比较高，危害一般较小，不会给路基结构产生不利影响，且需要达到包边土稳定性、坚固性的要求，避免路面车辆荷载、自重等产生影响而诱发坍塌事故，因此施工人员要及时采取必要的防护措施进行施工，同时保证包边土的施工顺利进行。对于不能采用压实机械作业施工的外侧30cm 厚度的包边土，可以选择使用人工夯实作业。为了确保夯实密实度达标，作业阶段应做好填土粒径、含水量等参数的控制工作；另外，后包边土的施工一般分为两层施工，每层厚度为15cm，应切实保证现场施工的质量合格，严格管控填砂路基包边土密实度，达到技术要求，不能存在任何的质量缺陷[3]。

4.6 施工质量控制要点

4.6.1 宽度控制

每层宽度都要进行放样控制，保证尺寸合格。结合路侧标高确定填层宽度尺寸，然后应用撒灰线控制尺寸；推土机根据宽度直接摊铺作业，并按照要求压实施工。

4.6.2 厚度控制

不同砂厂生产的砂质有很大差异，所以在工程的实施阶段，最好不要选择多种砂土进行混合填筑作业施工。如果在施工环节，应用的是不同砂厂的砂，就会给填料的性能产生不利影响，同时还会导致试验检测数据不准确，工程质量无法达到标准的要求。由于运输车辆在砂层上卸车并不能保证位置的精准度，因此一般都会根据填层段落长度、宽度以及厚度方面进行控制，保证本层填筑作业量达到标准的要求，基本上是乘以系数1.2 的车载松方系数控制卸砂车数，进而保证填砂的松铺厚度满足要求；推土机在现场粗平处理之后，检测确定标高达到要求，且松铺宽度达标，复测厚度不能小于40cm，在达到都达到要求后，整平质量控制[4]。

4.6.3 压实度控制

经过大量的实践经验分析，很多施工路段路基中央部分比路缘部分的密实度稍高，因此路堤边和路基边缘如果距离相对较小，覆盖土压力也较小的情况下，应该加强密实度的检测和控制。如有必要，在砂厂就要检测和控制材料的含水量，并且做好湿润处理，达到最佳含水量的要求，保证碾压施工的质量全部符合要求。压实施工应根据要求选择合适的方式，应用先进设备开展施工，且各项技术指标合格，为后续施工提供良好的基础[5]。

5 结语

综上所述，在全断面填砂路基施工作业阶段，应采取必要的措施进行边坡的防护处理，防止雨水冲刷产生非常严重的负面影响，并且保证含水量达到要求才能满足工程的质量标准。同时，相关工作人员还要提升公路施工管理水平，使施工技术满足使用要求，进而推动我国经济与社会的全面发展。