高速公路填砂路基施工技術(shù)研究

陳陶

（張家口路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 張家口 075000）

1 引言

高速公路建設(shè)過程中，路基施工占據(jù)著重要的角色，其施工質(zhì)量的好壞直接決定著整條公路的通行能力。在高速公路的路基建設(shè)過程中，往往需要結(jié)合不同區(qū)域土質(zhì)的特性和環(huán)境來選擇合適的路基填料，以提高路基施工的整體質(zhì)量。目前，砂土為一種常用的路基填筑材料[1]，在河流豐富的區(qū)域進(jìn)行路基填筑時(shí)，采用砂土進(jìn)行路基填筑既可以減少耕地的占用，也可以有效節(jié)約施工成本，具有較好的工程實(shí)用性。本文闡述了填砂路基的工程特性，其質(zhì)量影響因素主要為砂土的干密度、砂土的粒徑和含泥量等，并重點(diǎn)對(duì)填砂路基施工工藝進(jìn)行研究，以壓實(shí)度和沉降量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)來檢測(cè)填砂路基施工質(zhì)量，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

2 填砂路基工程特性影響因素

2.1 最大干密度

高速公路填砂路基施工過程中，路基壓實(shí)度的主要評(píng)價(jià)依據(jù)為填料的最大干密度[2]。當(dāng)高速公路壓實(shí)度偏低時(shí)，其整個(gè)填石路基的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載能力均不滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，會(huì)影響后續(xù)路基的整體穩(wěn)定。而壓實(shí)度增大會(huì)間接增大路基碾壓次數(shù)，增加成本的投入。因此，施工單位需結(jié)合實(shí)際施工情況調(diào)整干密度，確保壓實(shí)度滿足實(shí)際要求，達(dá)到縮短工期、節(jié)約成本的目的。

2.2 砂的粒徑

砂的粒徑大小會(huì)直接影響填料壓實(shí)處理后的含水量，進(jìn)而影響填料的壓實(shí)效果，因此，在實(shí)際施工過程中，施工單位應(yīng)注重所用砂土的塑性，嚴(yán)格參照規(guī)范要求采用標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行砂料的篩分，以提高填石路基施工質(zhì)量。

2.3 砂的含泥量

當(dāng)所選砂料的含泥量和顆粒含量不滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求時(shí)，會(huì)直接影響填石路基的壓實(shí)效果，根據(jù)規(guī)定，高速公路中回填砂的含泥量和顆粒含量其總量應(yīng)低于5%，并應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，采用有效的施工控制方法進(jìn)行施作。

3 工程概況

某高速公路工程全線長(zhǎng)67.95 km，雙向六車道設(shè)計(jì)，其行車速度為100 km/h，路基寬度為27.5 m，路面為瀝青混凝土材料，其結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)為4 cmAC-13SBS 改性瀝青混凝土上面層+8 cmAC-20 改性瀝青混凝土中面層+10 cmATB 瀝青碎石混凝土下面層+36 cm 水泥穩(wěn)定碎石基層+18 cm 級(jí)配碎石底基層。該高速公路第四合同段處某路段地下水位較高，進(jìn)行路基施工時(shí)需采用摻灰或翻曬的方式進(jìn)行改良處理，這樣會(huì)耽誤較長(zhǎng)的工期，經(jīng)研究決定將該處路堤變更為填砂路基，并確定詳細(xì)的填石路基施工工藝。

4 填砂路基施工技術(shù)

4.1 基底處理

施工技術(shù)人員首先將施工場(chǎng)地的清表和降水工作全部完成，再進(jìn)行填前碾壓。針對(duì)填方路段的路槽底部，80 cm 以下區(qū)域?qū)?yīng)壓實(shí)度不得低于95%，80～150 cm 區(qū)域范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)壓實(shí)度不得低于93%，150 cm 以下區(qū)域?qū)?yīng)壓實(shí)度不得低于92%，而針對(duì)挖方段，路槽底部30 cm 的區(qū)域范圍內(nèi)其壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到95%。若存在土質(zhì)不良地段時(shí)，施工單位應(yīng)采取分層回填的方式進(jìn)行相應(yīng)的處理。針對(duì)填方段的一、二級(jí)邊坡，坡度應(yīng)按照1∶1.5 和1∶1.75 坡率要求進(jìn)行控制。而當(dāng)路堤邊坡大于1∶5 時(shí)，應(yīng)先開挖成2 m 寬的臺(tái)階結(jié)構(gòu)，并做成有利排水的斜坡。

4.2 砂料運(yùn)輸

分別采用裝載機(jī)和自卸車進(jìn)行砂料的裝載和運(yùn)輸，待運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后按照規(guī)劃的網(wǎng)格進(jìn)行卸料處理。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)有專門技術(shù)人員指揮運(yùn)料車作業(yè)，確?？稍谡_的地點(diǎn)完成卸料，嚴(yán)格控制卸料距離[3]。運(yùn)輸車到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后應(yīng)按照指定路線進(jìn)行行駛，嚴(yán)禁出現(xiàn)急轉(zhuǎn)彎或調(diào)頭，以免在已成型路基上產(chǎn)生車轍。

4.3 粗平初壓

第一層砂料的填筑其橫坡按照3%的要求進(jìn)行控制，另外，加設(shè)傾斜向內(nèi)的橫坡結(jié)構(gòu)。提前對(duì)砂料松鋪厚度進(jìn)行檢測(cè)，再采用推土機(jī)進(jìn)行連續(xù)2 遍的初壓，從路基邊緣向內(nèi)側(cè)進(jìn)行逐步碾壓，輪跡重疊帶控制在輪寬1/2 以上，整個(gè)碾壓過程采用橫縱向交錯(cuò)進(jìn)行展開。

4.4 精平

初壓完成后采用平地機(jī)進(jìn)行路基精平施工，提高路基攤鋪表面橫向的均勻性和平順度，同時(shí)，加設(shè)坡度為1%～3%的向內(nèi)橫坡。針對(duì)路基上局部區(qū)域存在的凹坑，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行人工修正填補(bǔ)處理。

4.5 復(fù)壓終壓

填砂路基的復(fù)壓采用26 t 的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行3 遍的連續(xù)振動(dòng)碾壓，其輪跡重疊帶在輪寬的1/3 以上，采取先慢后快、低振高幅的原則進(jìn)行施作，確保碾壓輪跡充滿整個(gè)施工作業(yè)面，振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)速率不得高于4 km/h。直線段的碾壓應(yīng)從兩側(cè)向中部進(jìn)行展開，而對(duì)于曲線段半徑較小情況時(shí)，則應(yīng)由內(nèi)向外進(jìn)行碾壓。相鄰兩工作段應(yīng)保持碾壓均勻性，縱向應(yīng)保持不低于2 m 的重疊帶，不得出現(xiàn)死角和漏壓[3]。填砂路基的終壓同樣采用26 t 振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓完畢后及時(shí)對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，直至滿足設(shè)計(jì)要求。填方斷面處邊坡線需高出50 cm的寬度，并在直線段和曲線段分別按照間隔距離20 m、10 m來設(shè)置邊樁，以確保填方斷面尺寸滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)置施工標(biāo)準(zhǔn)幾何斷面，每20～50 m 的間隔設(shè)置紅色施工繩和標(biāo)桿。

4.6 壓實(shí)度檢測(cè)

填砂路基壓實(shí)度檢測(cè)過程中，需對(duì)其密度和砂料實(shí)際含水率進(jìn)行測(cè)定，同時(shí)，采用環(huán)刀法對(duì)黏土包封部位的壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。嚴(yán)格按照規(guī)范要求和步驟進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)檢測(cè)，并提前做好校正，以免產(chǎn)生檢測(cè)誤差。若填砂路基壓實(shí)度檢測(cè)值不滿足規(guī)范要求時(shí)，針對(duì)不足區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)壓處理，直至滿足要求。值得注意的是，壓實(shí)度檢測(cè)過程中的芯樣應(yīng)在不同層間進(jìn)行獲取，并遵循每1 000 m3選定3 個(gè)不同測(cè)點(diǎn)，必要時(shí)可增加測(cè)點(diǎn)，該填砂路基壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果見表1，得到在該填石路基中不同層厚區(qū)域處對(duì)應(yīng)的各壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果均滿足規(guī)范設(shè)計(jì)要求，整體壓實(shí)度符合施工設(shè)計(jì)要求。

表1 填砂路基壓實(shí)度檢測(cè)結(jié)果

4.7 沉降觀測(cè)

結(jié)合該高速公路路基實(shí)際情況特點(diǎn)，采用填砂路基施工技術(shù)以進(jìn)行施工處理，并選定200 m 長(zhǎng)的試驗(yàn)路段以檢測(cè)其填石路基施工質(zhì)量，在施工過程中，施工技術(shù)人員嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行。該高速公路填砂路基施工完成后，選定0 d、60 d、124 d、196 d、305 d、405 d 幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)試驗(yàn)路段路基頂面的沉降情況。沉降檢測(cè)結(jié)果見表2。

表2 試驗(yàn)路段路基頂面沉降檢測(cè)結(jié)果mm

根據(jù)表2 所示，該高速公路試驗(yàn)路段采用填砂路基施工技術(shù)處理后，0 d、60 d、124 d、196 d、305 d、405 d 幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)路基頂面沉降情況良好，通過數(shù)據(jù)分析，隨著時(shí)間的延續(xù)，路基頂面沉降情況越來越穩(wěn)定，對(duì)應(yīng)土體逐漸被夯實(shí)，填石路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求。

5 結(jié)語

砂土為一種常用的路基填筑材料，在河流豐富的區(qū)域進(jìn)行路基填筑時(shí)，采用砂土進(jìn)行路基填筑既可以減少耕地的占用，并能有效節(jié)約施工成本，具有較好的工程實(shí)用性。本文闡述了填砂路基工程特性，重點(diǎn)對(duì)填砂路基施工工藝進(jìn)行研究，以壓實(shí)度和沉降量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)來檢測(cè)填砂路基施工質(zhì)量。研究結(jié)果表明，采用填砂路基施工技術(shù)可有效提高路基施工質(zhì)量，并可預(yù)防路基整體沉降變形，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和可行性。