高速公路填砂路基壓實施工技術的應用

張中明

（中鐵十九局集團有限公司，北京 100176）

1 工程概況

某高速公路項目全長58.36 km，雙向6 車道，路基寬度26 m，路面寬度28 m，設計速度100 km/h。高速公路沿線以平原地區為主，地形較為平坦，但含豐富的軟土，缺乏足夠的承載性能，需以換填土的方法予以處理，以提高地基的穩定性。鑒于沿線砂土資源豐富且取材便捷的現狀，經過技術可行性論證后，擬將砂料用于路基填筑施工中。充分利用優質的砂土材料，建設填砂路基，由此兼顧路基質量和經濟高效的雙重要求，達到集約化施工的效果。

2 填砂路基施工技術原理

填砂路基施工集灌水、碾壓多重方法于一體，在循序漸進的施工模式下，建成穩定可靠的路基。砂土的滲透系數較大，灌水后發生自然沉降，逐步由松散狀轉變為密實狀；再予以碾壓，在外部壓力作用下，增強砂礫的緊密性，構成密實的骨架結構，期間多余的水分將受擠壓作用外排，而水在外滲時有一定的作用力，會帶動小粒徑砂粒發生轉移，逐步填充在砂粒的間隙內，經過填充后提高路基的密實性。本工程采用振動壓實的方法處理填砂路基，具有壓實效果好、效率高等多重應用優勢（圖1）。

圖1 填砂路基施工工藝流程

3 填砂路基施工技術的應用

3.1 砂料的運輸

在填砂路堤表面繼續填筑時適量灑水，確保砂的含水量達到10%或適當增加（指的是已填筑砂層的含水量）。經檢測，若填筑砂層表面顯現出大深度車轍，用壓路機壓實，使該部位具有平整性與密實性，以便自卸車將砂高效運至指定施工點位，卸車并進入后續施工環節。

3.2 攤鋪和平整

攤鋪設備選用履帶式TY220 推土機，橫坡1.5%～2%，路中心略低，路側略高。首先粗平卸載至現場的砂料，厚度不超過50 cm，在此前提下灑水，直至實測含水量達到10%以上；隨后安排平地機精平，繼而用壓路機碾壓。部分路段的路側含水量偏低，對此，壓實前用水泵補水，將含水量調控至合理區間。

3.3 壓實

（1）以分層的方法壓實，逐層有序推進。壓實機械采用18 t及以上噸位的振動壓路機，先慢后快、振動壓實。壓路機初期行駛速度穩定在4 km/h 以內，且盡可能保持在某特定的速度值，不可大幅度變更速度。直線段，從兩側開始向中間推進；小半徑曲線段，按照先內側后外側的順序依次壓實，且設備全程縱向進退式運行。為避免漏壓，前后兩區段縱向重疊量超20 m，輪跡重疊寬度至少達到輪寬的1/3，壓實在6 遍以上[1-3]。

（2）對于水源充足的橋頭及構造物臺背，壓實時可采用水墜碾壓法，充分發揮現場自然條件優勢，高效壓實。

（3）推送填料：從路基兩側開始，根據施工要求，利用推土機將砂推送至指定區域，用于填方施工。

（4）攤鋪填料：填料被推送到位后，用推土機攤鋪并整平，檢測層厚不允許超過30 cm。

（5）現場圍堰施工：在路基上逐段設置圍堰的工程量較大，以分段的方法有序推進。著重考慮縱坡和橫坡兩項參數，據此劃分為若干個合適尺寸的節段，節段的長、寬分別不小于10 m、5 m，高30 cm 或適當增加。圍堰成型后，連續向該處灌水。

（6）碾壓：經過一段時間的灌水后，砂基頂面水頭高度達到20 cm，此時安排壓實作業。設備選用振動壓路機，重疊輪跡寬度在1/3 以上。局部較為隱蔽或作業空間有限時，振動壓路機難以順暢壓實，此時轉為插入式振動器作業的方法，確保各處均得到壓實處理。后續檢測施工路段的壓實度，將實測結果與設計要求做對比分析，若不滿足要求則繼續處理，直至達標為止。

3.4 灑水

砂層未經處理時其承載力有限，灑水車裝水后因載重較大而無法直接在該處行走。對此，提出以下兩種灑水方法：

（1）采用60 m 揚程大功率潛水泵，根據該裝置的運行特性，對接完整、嚴密的橡膠管，將其沿著路基中間鋪設；水源選用水塘的水，按20 m 的間隔依次設置三通，在該裝置上接消防水帶，形成若干條支流，對各段進行灑水。經過灑水后，砂層含水量超過10%時，安排1 遍靜壓和2 遍振壓，此時砂層具有一定的穩定性，灑水車可直接在砂層上行駛，以便根據需求及時灑水，而后在路基填料含水量達標時繼續碾壓。

（2）灑水車裝水，行駛至路基端部，安排數名施工人員接管灑水，逐段灑水并壓實，但此方法存在灑水車數量多、效率低的局限性。

3.4.1 水源問題

灑水是填砂路基施工中的關鍵環節，不合理的灑水方法會直接影響路基質量，例如灑水不徹底、局部水量偏高或偏低，均會削弱填砂路基的壓實度。全填砂路基對灑水量提出較高的要求，需大量灑水，為此必須提供充足的水源，同時適配足量性能良好的上水設備。以水泵的選取為例，功率和數量是重點考慮對象，需要根據原材料的含水量、最佳含水量要求而定，在此基礎上進一步確定水泵的布設方式，切實滿足各區域的上水以及灑水要求。現場灑水時保證各處灑水量的均勻性。砂料粗平后，對現場進行分格，形成邊長5 m 的方形格子，再有針對性地對各分格灑水，直至實測含水量滿足要求為止。采取分格灑水的方法，可有效避免漏灑、過灑問題，保證最終的填砂施工效果。

3.4.2 灑水車的配備

各作業段的灑水車數量為1～2 輛，輔以接管灑水的方法，操作得當將取得較好的灑水效果。但需強調的是，灑水車的數量并非固定，應根據現場氣候條件動態調整。

4 填砂路基壓實施工注意事項

（1）各砂場的砂料性質有所差異，填筑、壓實施工期間的質量控制難度較大，且會對檢測數據的收斂性造成明顯的影響。為規避該問題，盡可能選擇同一砂場的材料，避免多類砂料混填。加強對砂料質量的檢測與控制，含泥量在6%以內，砂場存在淤泥團時，易導致砂料的含泥量偏高，不宜投入使用。為了全面把控砂料的質量，施工前選取樣品，轉至試驗室內檢驗，客觀判斷含泥量，任何不達標的砂料均不予以入場使用[4-5]。

（2）成型路基的含水量應維持穩定，有效抵御外部因素的影響，保證在天氣干燥時路基填料無松散現象。著重考慮的是上表面層，該部分與外界環境接觸，在環境溫度、風力的作用下失水速度較快，容易在短時間內轉變為干燥狀態，經過壓實后該層填料密實性反而會受到影響，可見局部填料松散，因此必須提前灑水，該層填料的含水量得到有效控制后再進行碾壓。

（3）按先低后高的順序壓實，直線段從護坡處開始逐步轉向路中心處，曲線段則優先施工彎道內側，再向外側推進，全面保證各處的壓實效果。振動碾壓8～12 遍后做1 遍靜壓處理，以消除輪跡。前后相鄰兩區段交接部位屬于薄弱區域，兩者未同步填筑碾壓時，以分層留設臺階的方法予以處理，提高連接部位的穩定性；在工序安排得當時，兩部分同步填筑壓實、搭接長度在2 m 以上，并做全方位的碾壓，避免局部漏壓。碾壓面尚未完全成型時禁止任何機械設備在該處行駛，否則會使填料推移。

（4）合理選擇砂場，根據施工計劃安排車輛裝載、運砂。加強對砂料性質的檢驗，每批次材料進場時測定其質量，確保投入使用的砂料均能夠滿足質量要求。作為施工人員，也可借助“用眼看、用手摸”等輔助手段判斷砂的質量。

（5）在料場裝砂時，以灑水的方式潤濕砂料，提高含水量的目的在于使砂料抵御運輸階段的水分損失，同時也可減輕現場灑水工作量，以便高效卸料、攤鋪、壓實。

（6）加大砂料質量檢測力度，分層填筑、壓實時，詳細檢查各層的質量，只有在本層的施工質量（含水量、密實度等）滿足要求后，方可根據規劃施工后一層，最終構成完整的填砂路基。在逐層檢驗時，對于某項指標不滿足要求的應及時查明原因、有效處理并從中汲取經驗，指導后續工作，以免再次出現類似問題。

5 結語

綜上所述，填砂路基具有結構穩定可靠、施工便捷、經濟高效等多重優勢，但卸料、填筑、壓實等環節的技術要點較多，必須在施工期間加強控制。通過本文的分析，提出一些填砂路基施工中的關鍵工作要點，希望給類似工程提供參考。