全斷面填砂路基施工技術研究

文/吳盡、羅勝

1 前言

在公路項目的施工中，通常會把砂作為主要的材料進行處理，這樣不僅可以減少項目成本，保證公路維護管理有效進行，還能夠產生更高的經濟效益、社會效益，為現代社會的穩步發展和進步奠定堅實基礎。

2 工程概況及水文地質

某公路項目為當地重要交通道路的分支道路，根據城市主干道的設計要求，設計速度為60km/h，可以達到雙層集裝箱車輛同時行駛的需要。經過現場測量分析，地面高程在2～16m。按照當地水文地質條件觀測的需要，現場的地下水主要是第四系孔隙水、基巖裂隙水，地下水位的深度在1.3～4.98m。空隙潛水具體分布在滲水性好、富水性不足的弱勢水層粉質粘土內；基巖裂隙水主要是出現在凝灰巖的強弱風化層裂隙內，水量總體來說是比較少的[1]。

3 試驗

3.1 試驗項目主要分析要點

顆粒尺寸測量分析；界限水含量分析；CBR 承載參數的分析；最大干密度；天然含水量；有機質含量。

3.2 填砂路基施工材料應滿足的要求

路基填筑施工材料內不能存在腐朽物質，比如樹根、草皮等；路基填筑不能使用含泥量超標的砂；有機質所占比例應控制在5%以內；液限控制在50%以下，塑性指數限定在26 以下；路堤填料粒徑與強度應符合表1 的要求。

3.3 砂的最大干密度確定方法

主要采取標準擊實重型擊實法。

3.4 壓實度的檢測方法

壓實度測試需要應用大容積的1000cm3環刀，把現場表面存在的10～20cm 的物質清理干凈后，并且再次檢測分析下部。

4 填砂主要施工工藝詳述

4.1 施工前的準備

正式作業施工開始前，應做好現場的清理工作，試驗分析土質；機械工作人員做好現場的準備工作，保證測量符合要求，準備工作完全滿足要求，且全部都要按照國家標準進行。

4.2 粘土下封層的施工

在本次公路項目施工作業階段，對于實驗路段實施必要的路基設計，采取粘土下封層的結構形式。在取土作業環節，相關人員應全面檢測土質，一旦存在土質變化的情況，就要加強檢測，最終保障土質液限達到技術要求。但是土體顆粒相對較細，CBR 值偏小，如果含水量較高，粘結性能就會難以提升，板結性較差。而土體主要的用途就是封水、排水，由此工作人員應該加強土體質量檢查和控制工作。

4.3 路基填砂施工

4.3.1 填砂的運輸

填砂路堤表面檢查和驗收環節，現場需再次填筑作業，同時確保一天內砂層表面砂的含水量在10%以上；運輸環節，發生車轍深度較大的情況時，應采取壓路機等設備進行壓實施工，保證運輸安全、穩定進行。

4.3.2 砂的平整和攤鋪

根據設計方案和技術規范，公路采取中心低、兩側高的方式，應用推土機做好橫坡整平處理，確保坡度在1.5%～2%之間；在全面檢查現場后，攤鋪粗平厚度不足50cm 的情況下應進行必要的處理，灑水濕潤處理再整平；整平實施后，開始碾壓作業，保證壓實度符合技術要求。對于含水量較低的位置，應該再次進行灑水保濕處理。

4.3.3 填砂路堤的壓實

碾壓施工主要應用自重超過18t 的前后驅壓路機作業，速度從慢到快逐漸增速，同時松鋪厚度確保不會超過40cm。壓路機運行的速度不能超過4km/h，并且還要根據碾壓施工的順序要求逐步進行，曲線位置從內到外、直線位置從兩側到中間的順序進行。各個位置都應經過碾壓作業施工，不能存在遺漏，確保所有部位都達到碾壓均勻性的標準。碾壓施工作業階段，振動壓路機的壓實次數不能少于6 遍；輪跡沒有布滿的位置上再次進行整個循環，深疊厚度在自身結構的1/3 以內[2]。

水墜碾壓法壓實工藝：推送填料，推土機進行材料的配送處理，自路基兩側逐步向中部運行至填方的位置上。攤鋪填料，攤鋪施工范圍內先應用推土機整平處理材料，或者攤鋪機聯合推土機進行處理，直至達到平整度的要求，單層結構的厚度不超過30cm。圍堰，攤鋪、平整全部結束的路基部分設置好圍堰結構，并且結合橫坡、縱坡的標準進行設置，通常情況下長度不足10cm、寬度不足5cm，圍堰高度、寬度應該根據技術標準設定。灌水，該階段是在圍堰施工后實施的，應適當增加水流速度，通常要保證砂基的水頭高度超過20cm。碾壓，碾壓施工階段的水頭不能小于20cm，碾壓通常應用振動壓路機進行，輪跡重疊滿足工程的技術標準，碾壓一次后布滿整個施工范圍，通常應該碾壓3 遍以上，對于無法壓實的邊角等位置，需要插入振搗棒進行振搗夯實處理，達到結密實度的標準要求。

4.4 路基邊坡臨時防護

為了有效預防雨水沖刷而造成的水土流失、堵塞溝渠等問題，應嚴格控制每一層的填筑厚度與寬度。路基填筑作業環節，應用挖掘機進行現場施工，保證路基寬度達到技術標準的要求，然后再清刷處理；對于填筑施工已經結束的兩側位置，可以把砂直接裝入編織袋的結構內，并放置在兩側的位置上，此時應該保證單層填筑的高度達到40～50cm。

4.5 后包邊土的施工

在填筑作業施工的過程中，傳統的填方路基外部邊坡施工難度比較高，一般情況下都不能達到設計標準的密實度要求，各個結構之間的聯系也難以達到緊密度的要求，比較常見的問題就是塌陷、深溝槽等。另外，土筑路基結構性能很好，粘結性也比較高，危害一般較小，不會給路基結構產生不利影響，且需要達到包邊土穩定性、堅固性的要求，避免路面車輛荷載、自重等產生影響而誘發坍塌事故，因此施工人員要及時采取必要的防護措施進行施工，同時保證包邊土的施工順利進行。對于不能采用壓實機械作業施工的外側30cm 厚度的包邊土，可以選擇使用人工夯實作業。為了確保夯實密實度達標，作業階段應做好填土粒徑、含水量等參數的控制工作；另外，后包邊土的施工一般分為兩層施工，每層厚度為15cm，應切實保證現場施工的質量合格，嚴格管控填砂路基包邊土密實度，達到技術要求，不能存在任何的質量缺陷[3]。

4.6 施工質量控制要點

4.6.1 寬度控制

每層寬度都要進行放樣控制，保證尺寸合格。結合路側標高確定填層寬度尺寸，然后應用撒灰線控制尺寸；推土機根據寬度直接攤鋪作業，并按照要求壓實施工。

4.6.2 厚度控制

不同砂廠生產的砂質有很大差異，所以在工程的實施階段，最好不要選擇多種砂土進行混合填筑作業施工。如果在施工環節，應用的是不同砂廠的砂，就會給填料的性能產生不利影響，同時還會導致試驗檢測數據不準確，工程質量無法達到標準的要求。由于運輸車輛在砂層上卸車并不能保證位置的精準度，因此一般都會根據填層段落長度、寬度以及厚度方面進行控制，保證本層填筑作業量達到標準的要求，基本上是乘以系數1.2 的車載松方系數控制卸砂車數，進而保證填砂的松鋪厚度滿足要求；推土機在現場粗平處理之后，檢測確定標高達到要求，且松鋪寬度達標，復測厚度不能小于40cm，在達到都達到要求后，整平質量控制[4]。

4.6.3 壓實度控制

經過大量的實踐經驗分析，很多施工路段路基中央部分比路緣部分的密實度稍高，因此路堤邊和路基邊緣如果距離相對較小，覆蓋土壓力也較小的情況下，應該加強密實度的檢測和控制。如有必要，在砂廠就要檢測和控制材料的含水量，并且做好濕潤處理，達到最佳含水量的要求，保證碾壓施工的質量全部符合要求。壓實施工應根據要求選擇合適的方式，應用先進設備開展施工，且各項技術指標合格，為后續施工提供良好的基礎[5]。

5 結語

綜上所述，在全斷面填砂路基施工作業階段，應采取必要的措施進行邊坡的防護處理，防止雨水沖刷產生非常嚴重的負面影響，并且保證含水量達到要求才能滿足工程的質量標準。同時，相關工作人員還要提升公路施工管理水平，使施工技術滿足使用要求，進而推動我國經濟與社會的全面發展。