高速公路填砂路基压实施工技术的应用

张中明

（中铁十九局集团有限公司，北京 100176）

1 工程概况

某高速公路项目全长58.36 km，双向6 车道，路基宽度26 m，路面宽度28 m，设计速度100 km/h。高速公路沿线以平原地区为主，地形较为平坦，但含丰富的软土，缺乏足够的承载性能，需以换填土的方法予以处理，以提高地基的稳定性。鉴于沿线砂土资源丰富且取材便捷的现状，经过技术可行性论证后，拟将砂料用于路基填筑施工中。充分利用优质的砂土材料，建设填砂路基，由此兼顾路基质量和经济高效的双重要求，达到集约化施工的效果。

2 填砂路基施工技术原理

填砂路基施工集灌水、碾压多重方法于一体，在循序渐进的施工模式下，建成稳定可靠的路基。砂土的渗透系数较大，灌水后发生自然沉降，逐步由松散状转变为密实状；再予以碾压，在外部压力作用下，增强砂砾的紧密性，构成密实的骨架结构，期间多余的水分将受挤压作用外排，而水在外渗时有一定的作用力，会带动小粒径砂粒发生转移，逐步填充在砂粒的间隙内，经过填充后提高路基的密实性。本工程采用振动压实的方法处理填砂路基，具有压实效果好、效率高等多重应用优势（图1）。

图1 填砂路基施工工艺流程

3 填砂路基施工技术的应用

3.1 砂料的运输

在填砂路堤表面继续填筑时适量洒水，确保砂的含水量达到10%或适当增加（指的是已填筑砂层的含水量）。经检测，若填筑砂层表面显现出大深度车辙，用压路机压实，使该部位具有平整性与密实性，以便自卸车将砂高效运至指定施工点位，卸车并进入后续施工环节。

3.2 摊铺和平整

摊铺设备选用履带式TY220 推土机，横坡1.5%～2%，路中心略低，路侧略高。首先粗平卸载至现场的砂料，厚度不超过50 cm，在此前提下洒水，直至实测含水量达到10%以上；随后安排平地机精平，继而用压路机碾压。部分路段的路侧含水量偏低，对此，压实前用水泵补水，将含水量调控至合理区间。

3.3 压实

（1）以分层的方法压实，逐层有序推进。压实机械采用18 t及以上吨位的振动压路机，先慢后快、振动压实。压路机初期行驶速度稳定在4 km/h 以内，且尽可能保持在某特定的速度值，不可大幅度变更速度。直线段，从两侧开始向中间推进；小半径曲线段，按照先内侧后外侧的顺序依次压实，且设备全程纵向进退式运行。为避免漏压，前后两区段纵向重叠量超20 m，轮迹重叠宽度至少达到轮宽的1/3，压实在6 遍以上[1-3]。

（2）对于水源充足的桥头及构造物台背，压实时可采用水坠碾压法，充分发挥现场自然条件优势，高效压实。

（3）推送填料：从路基两侧开始，根据施工要求，利用推土机将砂推送至指定区域，用于填方施工。

（4）摊铺填料：填料被推送到位后，用推土机摊铺并整平，检测层厚不允许超过30 cm。

（5）现场围堰施工：在路基上逐段设置围堰的工程量较大，以分段的方法有序推进。着重考虑纵坡和横坡两项参数，据此划分为若干个合适尺寸的节段，节段的长、宽分别不小于10 m、5 m，高30 cm 或适当增加。围堰成型后，连续向该处灌水。

（6）碾压：经过一段时间的灌水后，砂基顶面水头高度达到20 cm，此时安排压实作业。设备选用振动压路机，重叠轮迹宽度在1/3 以上。局部较为隐蔽或作业空间有限时，振动压路机难以顺畅压实，此时转为插入式振动器作业的方法，确保各处均得到压实处理。后续检测施工路段的压实度，将实测结果与设计要求做对比分析，若不满足要求则继续处理，直至达标为止。

3.4 洒水

砂层未经处理时其承载力有限，洒水车装水后因载重较大而无法直接在该处行走。对此，提出以下两种洒水方法：

（1）采用60 m 扬程大功率潜水泵，根据该装置的运行特性，对接完整、严密的橡胶管，将其沿着路基中间铺设；水源选用水塘的水，按20 m 的间隔依次设置三通，在该装置上接消防水带，形成若干条支流，对各段进行洒水。经过洒水后，砂层含水量超过10%时，安排1 遍静压和2 遍振压，此时砂层具有一定的稳定性，洒水车可直接在砂层上行驶，以便根据需求及时洒水，而后在路基填料含水量达标时继续碾压。

（2）洒水车装水，行驶至路基端部，安排数名施工人员接管洒水，逐段洒水并压实，但此方法存在洒水车数量多、效率低的局限性。

3.4.1 水源问题

洒水是填砂路基施工中的关键环节，不合理的洒水方法会直接影响路基质量，例如洒水不彻底、局部水量偏高或偏低，均会削弱填砂路基的压实度。全填砂路基对洒水量提出较高的要求，需大量洒水，为此必须提供充足的水源，同时适配足量性能良好的上水设备。以水泵的选取为例，功率和数量是重点考虑对象，需要根据原材料的含水量、最佳含水量要求而定，在此基础上进一步确定水泵的布设方式，切实满足各区域的上水以及洒水要求。现场洒水时保证各处洒水量的均匀性。砂料粗平后，对现场进行分格，形成边长5 m 的方形格子，再有针对性地对各分格洒水，直至实测含水量满足要求为止。采取分格洒水的方法，可有效避免漏洒、过洒问题，保证最终的填砂施工效果。

3.4.2 洒水车的配备

各作业段的洒水车数量为1～2 辆，辅以接管洒水的方法，操作得当将取得较好的洒水效果。但需强调的是，洒水车的数量并非固定，应根据现场气候条件动态调整。

4 填砂路基压实施工注意事项

（1）各砂场的砂料性质有所差异，填筑、压实施工期间的质量控制难度较大，且会对检测数据的收敛性造成明显的影响。为规避该问题，尽可能选择同一砂场的材料，避免多类砂料混填。加强对砂料质量的检测与控制，含泥量在6%以内，砂场存在淤泥团时，易导致砂料的含泥量偏高，不宜投入使用。为了全面把控砂料的质量，施工前选取样品，转至试验室内检验，客观判断含泥量，任何不达标的砂料均不予以入场使用[4-5]。

（2）成型路基的含水量应维持稳定，有效抵御外部因素的影响，保证在天气干燥时路基填料无松散现象。着重考虑的是上表面层，该部分与外界环境接触，在环境温度、风力的作用下失水速度较快，容易在短时间内转变为干燥状态，经过压实后该层填料密实性反而会受到影响，可见局部填料松散，因此必须提前洒水，该层填料的含水量得到有效控制后再进行碾压。

（3）按先低后高的顺序压实，直线段从护坡处开始逐步转向路中心处，曲线段则优先施工弯道内侧，再向外侧推进，全面保证各处的压实效果。振动碾压8～12 遍后做1 遍静压处理，以消除轮迹。前后相邻两区段交接部位属于薄弱区域，两者未同步填筑碾压时，以分层留设台阶的方法予以处理，提高连接部位的稳定性；在工序安排得当时，两部分同步填筑压实、搭接长度在2 m 以上，并做全方位的碾压，避免局部漏压。碾压面尚未完全成型时禁止任何机械设备在该处行驶，否则会使填料推移。

（4）合理选择砂场，根据施工计划安排车辆装载、运砂。加强对砂料性质的检验，每批次材料进场时测定其质量，确保投入使用的砂料均能够满足质量要求。作为施工人员，也可借助“用眼看、用手摸”等辅助手段判断砂的质量。

（5）在料场装砂时，以洒水的方式润湿砂料，提高含水量的目的在于使砂料抵御运输阶段的水分损失，同时也可减轻现场洒水工作量，以便高效卸料、摊铺、压实。

（6）加大砂料质量检测力度，分层填筑、压实时，详细检查各层的质量，只有在本层的施工质量（含水量、密实度等）满足要求后，方可根据规划施工后一层，最终构成完整的填砂路基。在逐层检验时，对于某项指标不满足要求的应及时查明原因、有效处理并从中汲取经验，指导后续工作，以免再次出现类似问题。

5 结语

综上所述，填砂路基具有结构稳定可靠、施工便捷、经济高效等多重优势，但卸料、填筑、压实等环节的技术要点较多，必须在施工期间加强控制。通过本文的分析，提出一些填砂路基施工中的关键工作要点，希望给类似工程提供参考。