淺析填砂路基在高速公路中的應用

趙中吉

(中鐵十四局集團有限公司，山東 濟南250000）

1 概述

公路工程采用填砂路基,在解決用地資源緊缺,保護環境,可持續發展方面具有十分積極的意義。但是,采用砂性材料填筑路基,施工方法、檢測方法有其特殊要求。 我國現行技術規范、標準等無法切實指導長江細砂路基的建設, 對于填砂路基的路用性能、壓實工藝等還缺乏系統深入研究。 本項目位于江漢平原區,均為填方,路基兩邊采用包邊土,中間設計為填砂路基,主要用長江里的砂填筑。 本文結合監利至江陵高速公路填砂路基施工質量控制實踐,對填砂路基總體效果進行了綜合評價。

2 工程概述

湖北省監利至江陵高速公路地處江漢平原腹地、 長江中游荊江北岸,設計采用長江砂填筑路基,4%石灰土包邊。 為了確保施工質量,首先要對砂質量進行控制,在符合試驗標準和質量要求的前提下,采用新工藝。

本文依托中鐵十四局集團有限公司承建的湖北省監利至江陵高速公路填砂路基工程,位于江陵縣境內,總填方量約222 萬方,路堤采用長江細砂填筑,總借砂量為157.3 萬方。 我們從施工工藝及填料質量對施工質量的影響分析, 總結了填砂路基的施工控制要點。

3 填砂施工工藝

3.1 施工前的準備

施工前的準備工作包括人員、機械的配置,施工測量放樣、填料土工試驗、原地面的清表、整平碾壓等。

3.2 填料的選擇

(1)砂有機質含量不超過5%,液限指數小于50%,塑性指數小于26%。(2)砂的含泥量控制在12%以內（ 見表1）。(3)高速公路用填砂的強度和粒徑應滿足路基填料的技術要求。 (4)粒徑：特細砂,細度模數在0.7～1.5 之間。

表1

3.3 路基填砂施工

3.3.1 青砂的運輸。本項目所用砂均為汽運由長江碼頭直接運到填筑點,然后直接通過路基斜坡道運輸到填筑工作面,按照方格網劃分卸料。

3.3.2 青砂的攤鋪和平整。 攤鋪前,事先準確畫出路堤邊線和砂料與包邊土的分界線,用白灰打成長度為5m-8m 的方格網,采用掛線控制的方式對格上填料嚴格控制其厚度, 填筑厚度嚴格按試驗段確定的松鋪厚度不大于35cm。攤鋪主要由推土機和平地機完成,并結合人工整理土砂交界處。每段攤鋪長度按設計要求不超過400m, 或將兩座構造物之間距離作為一施工段落。攤鋪直接采用大功率履帶推土機按路中心低,路側高,橫坡控制在3%左右攤鋪粗平,形成“ 碗底型”;先灑水至砂的表層含水率8.2%～12.2%,然后用平地機進行精平,精平過程中隨時檢查其頂面高程、平整度、橫坡度是否符合要求,以防止在注水過程中局部坑洼處積水嚴重, 特別在路基93、94 分區施工時應該更加注意進行嚴格控制。

3.4 填砂路基灑水

通過試驗段的施工得知滿載灑水車無法在填筑完成的路基斷面上行走。 為解決問題,在施工中采用的方法為：在路基段落坡腳外1.5m 處按照劃分的施工段落500m 左右間距打機井,用5O 米揚程大功率潛水泵接300 米橡膠管沿路基縱向鋪設,采用人工依據施工段落依次灑水, 灑水使砂層的含水率達到10%以上后,再繼續碾壓。

3.5 碾壓及檢測

碾壓前,對填砂松鋪厚度、橫坡度、寬度、平整度、含水率進行檢查試驗,符合要求后方可進行碾壓。全站儀復核填筑前放樣出的各樁號的中心及左、右各7 米及15 米的平面位置,并用水準儀測出各點的高程,此次高程作為碾壓前松鋪頂面高程。

路基壓實采用22t 重型振動壓路機沿線路縱向進行。 第一遍靜壓、然后先慢后快、第二遍弱振、第三、四遍強振。 壓路機碾壓時按“ 先兩邊后中間,先靜后振”的順序與原則進行碾壓,以使形成雙向橫坡。 碾壓行駛速度宜先慢速后快速,用高頻率、低振幅的方法,碾壓時速度控制在2-4km/h,橫向軌跡重疊寬度不小于1/3 軌跡寬,達到無漏壓、死角,確保碾壓均勻。

壓路機碾壓4 遍,路基碾壓面無明顯輪跡后,開始檢測壓實度,如達不到要求,壓路機繼續碾壓。 從第4 遍開始,以后每碾壓完一遍,均檢測壓實度。 如壓實度達到要求時,根據放樣出的各中心樁及左、右兩側各7 米、15 米樁的標高,然后水準儀測出各點壓實后的高程。 壓實后所測高程與碾壓前松鋪實測高程相比較,可以計算每壓實層松鋪系數。

經過試驗段的施工總結得出填砂路基碾壓程序：低速靜壓1遍(速度1.2Km/h)→中速弱振1 遍(速度2.1Km/h-2.6Km/h,)→檢測壓實度→中速強振2 遍(速度2.1Km/h-3.6Km/h)→檢測壓實度→中速振壓1 遍(速度2.5Km/h-3.5Km/h)→低速靜壓1 遍(速度1.5Km/h)→檢測壓實度。

壓實度檢測采用大環刀法每1000m?檢驗2 點,且不少于6點,必要時可根據需要增加檢驗點數;當路段長度較短時,分層壓實度應點點符合要求,且樣本數不少于6 個。

3.6 工藝質量控制要點

3.6.1 在壓路機正式碾壓前, 可采用履帶式推土機對砂料進行預壓處理,以避免壓路機可能出現的“ 陷槽”現象。

3.6.2 成型路基砂應保持一定的含水率, 由于施工時正值夏季高溫,路基砂失水較快,部分呈干燥狀態,在施工機械設備的碾壓與擾動下引起填料松散, 并且還會出現車輪下陷導致設備無法行駛的情況出現。因此,在鋪筑下一層時應對該層重新充水碾壓密實。

3.6.3 應嚴格對灑水量進行控制, 避免出現過長的滲水等待時間或者滲水不均勻引起后期壓實不均勻等情況的發生。

4 填料質量的控制

4.1 最大干密度的控制

最大干密度是衡量評價路基壓實度的重要依據,是現場試驗中的一個重要指標。 在實際施工中,由于砂用量巨大,而天然砂采集在一定時間段內的不穩定性,最大干密度從1.55～1.69g/cm3之間變化,因此我們嚴格按照試驗規程規范進行標準試驗,及時調整干密度,以保證施工質量。

4.2 砂的含泥量控制

長江砂由于經過沉淀及水雜質的污染影響等,含泥量有時不符合設計要求,設計文件規定砂的含泥量不大于12%。經過試驗段施工,砂的含泥量過大無法壓實影響施工質量,所以在施工前,我們對所用的砂進行檢驗,測定含泥量及篩分顆粒試驗,各項技術指標符合要求后再運砂進入場地。

4.3 砂顆粒的控制

經工地試驗室篩分試驗、 顆粒分析等試驗確定青砂的細度模數在0.7～1.5 之間,屬于特細砂,為了保證施工質量,現場技術人員用手摸眼看的方法對每車進行檢驗, 以確保進場填料砂顆粒不超設計要求,如發現有較大差異,即由試驗室做試驗來確定砂顆粒是否滿足要求。

4.4 砂的含水率的控制

在施工中,砂在料場內就灑水進行加濕,控制含水率在12%左右,這樣既便于裝車又不會產生遺撒,汽運至填筑現場含水率為10%左右, 推土機推平后再人工灌水進行加濕密實, 通過試驗測定含水率比最佳含水率大2%～3%(最佳含水率在9%～11%),使砂處于飽水狀態,在這種狀態下,可以保證壓實效果。

結束語

監利至江陵高速公路填砂路基的設計施工較于灰土路基,極大的縮短了工期,節約了成本,施工技術上日臻成熟。 在施工過程中也遇到了不少問題,通過集思廣益達到了預期的目的,為以后同類型路基施工積累了經驗。