高速公路吹填砂路基的設計與施工

任中杰 王鳴實

摘 要：近年來，我國高速公路建設取得了很大的成績，在建設過程中也面臨著很多的問題，在施工中也應用了很多的施工技術。文章以某高速公路施工為例，對施工中應用的吹填砂路基設計以及施工進行了介紹，并且對吹填砂路基的特點、參數(shù)、包邊土、封層土以及排水設計等進行了分析，希望能夠為以后的施工提供一定的借鑒。

關鍵詞：吹填砂路基；設計；施工工藝；包邊土；封層土

1 概述

某高速公路施工地點位于珠江三角洲地區(qū)，該地區(qū)土源較缺乏，但是相反的砂源卻非常的充足，因此，在施工中對吹填砂施工技術進行了應用。珠江三角洲地區(qū)河流比較多，而且又鄰近海邊，因此，在施工中對砂源進行利用會比使用土更加的節(jié)省。在公路路基設計以及施工規(guī)范中，對吹填砂并沒有進行很多的闡述，只是進行了一些介紹，這樣在具體施工中仍然存在著很多的問題。文章對吹填砂設計以及施工過程進行了介紹，對出現(xiàn)的問題也進行了研究和總結，希望更好的推動未來公路的建設。

2 吹填砂路基的特點

高速公路路基施工中經(jīng)常會使用土體為主要原料，但是土體的滲透性非常的小，抗剪強度又直接受到內(nèi)摩擦力和粘聚力的影響，但是純砂的抗剪強度卻是只受到內(nèi)摩擦力影響，而且因為砂的滲透性非常的好，因此，在很多的施工中都得到了應用。吹填砂路基在施工中一般都是采用河砂或者是海砂，因此，在質(zhì)地方面并不是非常的純，經(jīng)常會導致其中出現(xiàn)泥土。為了研究含泥量對砂的物理力學性質(zhì)進行分析，一些施工技術人員進行了相關的試驗，結果表明：因為各個地區(qū)的河砂和海砂性質(zhì)指標因為所處環(huán)境的不同會導致差異，但是還是得到了參考信息，在施工中可以應用中細砂，粗砂在造價方面比較高，粉砂在使用過程中會出現(xiàn)液化現(xiàn)象，因此，中細砂才是最佳選擇。

3 路基的橫斷面設計

和填土路基設計相比，吹填砂路基存在著很大的不同，主要是在參數(shù)選取、封層、包邊等細節(jié)結構方面，要進行詳細的分析，然后進行設計。在公路設計規(guī)范中要求吹填砂路基為了保證邊坡穩(wěn)定以及植物的生長，邊坡表層要應用粘質(zhì)土進行填筑，路床頂面要應用粗粒土進行封閉。在規(guī)范中只是對設計原則進行了闡述，但是，對詳細部位的設計沒有體現(xiàn)，因此，在這些方面要進行更為細致的分析。

3.1 路基邊坡高度和坡度

在吹填砂路基邊坡設計方面，主要進行高度和坡度的設計，要根據(jù)填料種類、邊坡高度和地基工程地質(zhì)條件進行確定。對吹填砂路基邊坡高度具體達到什么樣子并沒有定論，因此，在設計的時候要保證坡度足夠緩，而且，邊坡高度在很高的時候要保證路基的穩(wěn)定性。公路施工是一個線性工程，會受到地形、地質(zhì)以及工程規(guī)模的制約，但是，在施工中要保證邊坡高度不超過十米。

邊坡坡度設計一般分為設計邊坡和施工邊坡，在設計規(guī)范中，對砂類設計邊坡一般坡度為1：1.5，但是，這只是在地基良好的情況下給出的數(shù)值，在高填土地基情況下，要盡量將邊坡的坡度放到1：2。在對非軟基路段，在邊坡坡度設計方面要保證其和施工坡度統(tǒng)一。在對軟基路段進行設計時，要對路基可能出現(xiàn)的沉降問題進行分析，施工邊坡坡度一般要大于設計的邊坡坡度，對路堤的穩(wěn)定性也要進行分析。在對施工邊坡坡度極限問題進行分析時，可以對路堤本身的穩(wěn)定性以及地基的穩(wěn)定性進行分析，因為吹填砂內(nèi)部存在著粘聚力，因此，在坡度比方面一般要達到1：1或1：0.75。

3.2 封層土

3.2.1 厚度

在施工中，要對施工防滲透問題進行分析，因此，封層土的厚度一般要在30-50厘米，在不是軟基的路段，這個厚度和設置部位可以進行施工。但是，在軟基路段要根據(jù)施工的沉降進行計算，沉降量主要發(fā)生在預壓期內(nèi)，因此，軟基路段的封層土設計厚度一般要超過50厘米，這樣能夠防止出現(xiàn)厚度不夠?qū)е路鈱油潦У膯栴}。軟基路段中要是實施非開挖施工封層土，在設計時對沉降問題就要進行考慮，施工時封層土土方施工要按照設計的兩倍左右進行施工。

3.2.2 材料

公路施工規(guī)范中對施工材料進行了規(guī)定，可以使用粗粒土，但是，在實際施工中，因為粗粒土的滲透性比較大，在防滲透效果方面非常不理想，在施工中頂部要鋪設一層防滲土工布，這樣能夠達到一定的防滲透效果。為了更好的實現(xiàn)設計壓實度，在施工時可以采用粘性土，這樣能夠達到規(guī)范規(guī)定路基填料最小強度以及最大粒徑要求，達到防滲效果。

3.3 包邊土

包邊土一般設置在兩側的邊坡，這樣能夠?qū)β坊M行保護，避免其受到水流的沖刷，在綠化方面效果也非常好。包邊土的設計要對厚度、材料、填筑方式以及時間等進行確定，這樣才能更好的保證施工效果。

3.3.1 厚度

在厚度設計方面，主要有兩種形式，分別是平行四邊形和梯形。平行四邊形形式在包邊土內(nèi)外側邊坡坡度要保證一直，但是梯形就是內(nèi)側邊坡坡度比外側大，規(guī)范規(guī)定的范圍值一般在1-2米。在規(guī)定的范圍值內(nèi)要想進行施工，可以對機械進行利用，這樣對施工效果也能進行保證。一些專業(yè)人士認為包邊上的最小厚度應該在0.75米左右，但是這種厚度在降雨量和降水強度比較小的地區(qū)比較適用，在降雨量和降水強度比較大的地區(qū)，這種厚度在施工中會帶來很多的問題，因此，要根據(jù)施工實際情況對厚度進行決定。在這兩種施工形式中，包邊土和路基吹填砂的銜接部位是非常薄弱的地方，為了能夠?qū)⑦@兩種不同的土實現(xiàn)緊密結合，在施工方面可以實行挖臺階填筑，每個臺階的寬度一般要達到1米，臺階要向內(nèi)側傾斜，但是這種形式，在開挖和填筑方面通常比較困難，因此，這種形式在施工中一般并不多見。在非軟基路段，按照設計厚度施工即可，在數(shù)量方面可以按照實際斷面來進行計算。在軟基路段，可以實現(xiàn)非開挖施工進行包邊土，在設計厚度方面要對沉降影響進行具體的分析。在設計包邊土土方時，要保證其在0.5-1米，在出現(xiàn)多計的量時，可以將填砂部分進行扣除。在非開挖施工包邊土時，要按照實際斷面計算包邊土土方，因此，要將增加土方的卸載。

3.3.2 材料

在規(guī)范中要求施工可以使用粘質(zhì)土，但是，因為一些地區(qū)的土源比較少，因此，在施工中可以根據(jù)具體施工情況采用耕植土，在設計標準方面要達到要求。粘性土在最小強度和最大粒徑要求方面也要達到規(guī)范要求，在壓實度方面也要達到填砂的要求。

3.4 封層土以上部分的設計

封層土以上部分的設計主要包括路面結構層范圍內(nèi)的填土以及超載部分，達到要求以后可以不進行吹砂，在能夠填土時最好進行填土。路面結構層在填土壓實度要求方面要達到百分之九十五，超載部分的壓實度不能低于百分之八十五。

3.5 邊坡排水設計

在吹填砂路基施工中，邊坡排水設計是保證路基穩(wěn)定的重要環(huán)節(jié)。在高填土坡面，可以按照2-3米的間距設置塑料排水管，這樣能夠?qū)Π呁梁吐坊钌般暯用娴乃M行排出，在坡腳可以采用干砌片石護腳進行排水。

4 路基填筑施工

4.1 后包邊施工

在完成地基處理以后進行后包邊的施工，可以按照全斷面填筑砂，填砂的施工坡度比要和包邊土一致。沉降需要一個具體的過程，在城建穩(wěn)定以后按照包邊土的內(nèi)側邊坡坡度反開挖進行施工，然后按照設計斷面分層施工包邊土。后包邊法能夠?qū)ι巴梁驼承酝恋慕Y合面壓實度進行解決，這樣不易引起路基的不均勻沉降問題。砂土和粘性土的施工間隔比較長，前期施工中要對機械和人力進行充分的利用，這樣對施工進度能夠進行加快。后包邊法在施工中主要的缺點是在施工中出現(xiàn)了大量的廢棄土方，對于軟土地基而言廢棄的土方量更加大。在后期施工中，由于需要反開挖施工，在后期工期較長，因此成本也會增加。粘性土和砂土的施工間隔大概一年的時間，因此，為了保證施工質(zhì)量，對施工期間可能遇到的雨季要采取必要的防護措施。

4.2 吹填砂施工

吹填砂適合在河涌交錯、大型船只可自由進人的地區(qū)。（1）吹填采用分段推進方式進行，分段距離約為30-50米。當吹填距離超過吹砂設備最大能力時，可采取加壓或二次抽吸的方法。當排砂管口高程超過砂泵最大揚程，可采取附加加壓泵。（2）吹填砂分層厚度可加大。當路堤高度小于2米時，可作一次吹填；當路堤高度大于2米時，應采用分層吹填，分層厚度一般為l-2米。但如果超過極限高度，一次吹填太厚，路堤容易失穩(wěn)，故而要求此時的吹填分層厚度不宜超過70厘米。

4.3 包邊土施工

在包邊土施工中，比較關鍵的施工就是包邊土和吹填砂結合面的壓實。在同步施工中，包邊土和吹填砂要同時進行。在填筑方面，可以采用水平分層填筑，然后進行分層碾壓，在分層松鋪時厚度不能超過30厘米。在同步施工時，機械的活動空間比較大，因此，在施工過程中比較容易進行控制。包邊土和吹填砂相結合，在碾壓過程中要求包邊土和吹填砂分別進行碾壓，對重點部分要進行重視。在基本同步施工中，吹填砂要先進行填筑，后進行填土，施工中壓路機的身位要保證大于填筑的寬度，并且可以采用大型機械進行施工。

4.4 封層土施工

封層土的施工關鍵是如何對填筑時間和位置進行確定。填筑的時間和位置要由最終計算沉降和填土至封層土底標高時的實測沉降來確定。這里的沉降指的是路基的中心沉降。在施工中可以按照設計底標高開始填筑封層土。對于出現(xiàn)的全線封層土，在縱向上，區(qū)段與區(qū)段銜接處均不宜出現(xiàn)“跳躍”，造成高差，而應平順過渡。在橫向上，應做成和路面同樣的路拱。封層土采用自卸車傾倒，并水平分層填筑，其分層松鋪厚度不超過30厘米。

5 結束語

公路工程的施工對經(jīng)濟建設有直接影響，同時對人們的生活也有很大的影響。經(jīng)濟的建設需要公路建設的帶動，人們的出行也需要公路建設保障。因此，近年來，公路工程的建設數(shù)量在不斷增加，公路工程因為施工線路比較長，而且，要在不同的地區(qū)進行施工，這樣就使得施工中經(jīng)常會遇到很多的問題，這些問題的出現(xiàn)對整個工程的質(zhì)量產(chǎn)生了很大的影響。為了對工程的質(zhì)量進行提高，要根據(jù)施工的具體情況制定施工方案，其中路基的施工尤為重要，路基施工設計中，吹填砂方式是一種和其他方式有很大的差異，吹填砂路基設計與施工是個非常系統(tǒng)的工程，不同的施工工藝對工程的質(zhì)量也有很大的影響，因此，在設計時要對出現(xiàn)的問題進行細致分析，找到最佳的方案。

參考文獻

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