淺析填砂路基在高速公路中的應(yīng)用

趙中吉

(中鐵十四局集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)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(hù)環(huán)境,可持續(xù)發(fā)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(cè)方法有其特殊要求。 我國(guó)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等無(wú)法切實(shí)指導(dǎo)長(zhǎng)江細(xì)砂路基的建設(shè), 對(duì)于填砂路基的路用性能、壓實(shí)工藝等還缺乏系統(tǒng)深入研究。 本項(xiàng)目位于江漢平原區(qū),均為填方,路基兩邊采用包邊土,中間設(shè)計(jì)為填砂路基,主要用長(zhǎng)江里的砂填筑。 本文結(jié)合監(jiān)利至江陵高速公路填砂路基施工質(zhì)量控制實(shí)踐,對(duì)填砂路基總體效果進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。

2 工程概述

湖北省監(jiān)利至江陵高速公路地處江漢平原腹地、 長(zhǎng)江中游荊江北岸,設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)江砂填筑路基,4%石灰土包邊。 為了確保施工質(zhì)量,首先要對(duì)砂質(zhì)量進(jìn)行控制,在符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求的前提下,采用新工藝。

本文依托中鐵十四局集團(tuán)有限公司承建的湖北省監(jiān)利至江陵高速公路填砂路基工程,位于江陵縣境內(nèi),總填方量約222 萬(wàn)方,路堤采用長(zhǎng)江細(xì)砂填筑,總借砂量為157.3 萬(wàn)方。 我們從施工工藝及填料質(zhì)量對(duì)施工質(zhì)量的影響分析, 總結(jié)了填砂路基的施工控制要點(diǎn)。

3 填砂施工工藝

3.1 施工前的準(zhǔn)備

施工前的準(zhǔn)備工作包括人員、機(jī)械的配置,施工測(cè)量放樣、填料土工試驗(yàn)、原地面的清表、整平碾壓等。

3.2 填料的選擇

(1)砂有機(jī)質(zhì)含量不超過(guò)5%,液限指數(shù)小于50%,塑性指數(shù)小于26%。(2)砂的含泥量控制在12%以內(nèi)（ 見表1）。(3)高速公路用填砂的強(qiáng)度和粒徑應(yīng)滿足路基填料的技術(shù)要求。 (4)粒徑：特細(xì)砂,細(xì)度模數(shù)在0.7～1.5 之間。

表1

3.3 路基填砂施工

3.3.1 青砂的運(yùn)輸。本項(xiàng)目所用砂均為汽運(yùn)由長(zhǎng)江碼頭直接運(yùn)到填筑點(diǎn),然后直接通過(guò)路基斜坡道運(yùn)輸?shù)教钪ぷ髅?按照方格網(wǎng)劃分卸料。

3.3.2 青砂的攤鋪和平整。 攤鋪前,事先準(zhǔn)確畫出路堤邊線和砂料與包邊土的分界線,用白灰打成長(zhǎng)度為5m-8m 的方格網(wǎng),采用掛線控制的方式對(duì)格上填料嚴(yán)格控制其厚度, 填筑厚度嚴(yán)格按試驗(yàn)段確定的松鋪厚度不大于35cm。攤鋪主要由推土機(jī)和平地機(jī)完成,并結(jié)合人工整理土砂交界處。每段攤鋪長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)要求不超過(guò)400m, 或?qū)勺鶚?gòu)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(jī)按路中心低,路側(cè)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(jī)進(jìn)行精平,精平過(guò)程中隨時(shí)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(guò)程中局部坑洼處積水嚴(yán)重, 特別在路基93、94 分區(qū)施工時(shí)應(yīng)該更加注意進(jìn)行嚴(yán)格控制。

3.4 填砂路基灑水

通過(guò)試驗(yàn)段的施工得知滿載灑水車無(wú)法在填筑完成的路基斷面上行走。 為解決問(wèn)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(jī)井,用5O 米揚(yáng)程大功率潛水泵接300 米橡膠管沿路基縱向鋪設(shè),采用人工依據(jù)施工段落依次灑水, 灑水使砂層的含水率達(dá)到10%以上后,再繼續(xù)碾壓。

3.5 碾壓及檢測(cè)

碾壓前,對(duì)填砂松鋪厚度、橫坡度、寬度、平整度、含水率進(jìn)行檢查試驗(yàn),符合要求后方可進(jìn)行碾壓。全站儀復(fù)核填筑前放樣出的各樁號(hào)的中心及左、右各7 米及15 米的平面位置,并用水準(zhǔn)儀測(cè)出各點(diǎn)的高程,此次高程作為碾壓前松鋪?lái)斆娓叱獭?/p>

路基壓實(shí)采用22t 重型振動(dòng)壓路機(jī)沿線路縱向進(jìn)行。 第一遍靜壓、然后先慢后快、第二遍弱振、第三、四遍強(qiáng)振。 壓路機(jī)碾壓時(shí)按“ 先兩邊后中間,先靜后振”的順序與原則進(jìn)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(shí)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(dá)到無(wú)漏壓、死角,確保碾壓均勻。

壓路機(jī)碾壓4 遍,路基碾壓面無(wú)明顯輪跡后,開始檢測(cè)壓實(shí)度,如達(dá)不到要求,壓路機(jī)繼續(xù)碾壓。 從第4 遍開始,以后每碾壓完一遍,均檢測(cè)壓實(shí)度。 如壓實(shí)度達(dá)到要求時(shí),根據(jù)放樣出的各中心樁及左、右兩側(cè)各7 米、15 米樁的標(biāo)高,然后水準(zhǔn)儀測(cè)出各點(diǎn)壓實(shí)后的高程。 壓實(shí)后所測(cè)高程與碾壓前松鋪實(shí)測(cè)高程相比較,可以計(jì)算每壓實(shí)層松鋪系數(shù)。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段的施工總結(jié)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(cè)壓實(shí)度→中速?gòu)?qiáng)振2 遍(速度2.1Km/h-3.6Km/h)→檢測(cè)壓實(shí)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(cè)壓實(shí)度。

壓實(shí)度檢測(cè)采用大環(huán)刀法每1000m?檢驗(yàn)2 點(diǎn),且不少于6點(diǎn),必要時(shí)可根據(jù)需要增加檢驗(yàn)點(diǎn)數(shù);當(dāng)路段長(zhǎng)度較短時(shí),分層壓實(shí)度應(yīng)點(diǎn)點(diǎn)符合要求,且樣本數(shù)不少于6 個(gè)。

3.6 工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.6.1 在壓路機(jī)正式碾壓前, 可采用履帶式推土機(jī)對(duì)砂料進(jìn)行預(yù)壓處理,以避免壓路機(jī)可能出現(xiàn)的“ 陷槽”現(xiàn)象。

3.6.2 成型路基砂應(yīng)保持一定的含水率, 由于施工時(shí)正值夏季高溫,路基砂失水較快,部分呈干燥狀態(tài),在施工機(jī)械設(shè)備的碾壓與擾動(dòng)下引起填料松散, 并且還會(huì)出現(xiàn)車輪下陷導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法行駛的情況出現(xiàn)。因此,在鋪筑下一層時(shí)應(yīng)對(duì)該層重新充水碾壓密實(shí)。

3.6.3 應(yīng)嚴(yán)格對(duì)灑水量進(jìn)行控制, 避免出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)的滲水等待時(shí)間或者滲水不均勻引起后期壓實(shí)不均勻等情況的發(fā)生。

4 填料質(zhì)量的控制

4.1 最大干密度的控制

最大干密度是衡量評(píng)價(jià)路基壓實(shí)度的重要依據(jù),是現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的一個(gè)重要指標(biāo)。 在實(shí)際施工中,由于砂用量巨大,而天然砂采集在一定時(shí)間段內(nèi)的不穩(wěn)定性,最大干密度從1.55～1.69g/cm3之間變化,因此我們嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程規(guī)范進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn),及時(shí)調(diào)整干密度,以保證施工質(zhì)量。

4.2 砂的含泥量控制

長(zhǎng)江砂由于經(jīng)過(guò)沉淀及水雜質(zhì)的污染影響等,含泥量有時(shí)不符合設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)文件規(guī)定砂的含泥量不大于12%。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)段施工,砂的含泥量過(guò)大無(wú)法壓實(shí)影響施工質(zhì)量,所以在施工前,我們對(duì)所用的砂進(jìn)行檢驗(yàn),測(cè)定含泥量及篩分顆粒試驗(yàn),各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合要求后再運(yùn)砂進(jìn)入場(chǎng)地。

4.3 砂顆粒的控制

經(jīng)工地試驗(yàn)室篩分試驗(yàn)、 顆粒分析等試驗(yàn)確定青砂的細(xì)度模數(shù)在0.7～1.5 之間,屬于特細(xì)砂,為了保證施工質(zhì)量,現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員用手摸眼看的方法對(duì)每車進(jìn)行檢驗(yàn), 以確保進(jìn)場(chǎng)填料砂顆粒不超設(shè)計(jì)要求,如發(fā)現(xiàn)有較大差異,即由試驗(yàn)室做試驗(yàn)來(lái)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(chǎng)內(nèi)就灑水進(jìn)行加濕,控制含水率在12%左右,這樣既便于裝車又不會(huì)產(chǎn)生遺撒,汽運(yùn)至填筑現(xiàn)場(chǎng)含水率為10%左右, 推土機(jī)推平后再人工灌水進(jìn)行加濕密實(shí), 通過(guò)試驗(yàn)測(cè)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(tài),在這種狀態(tài)下,可以保證壓實(shí)效果。

結(jié)束語(yǔ)

監(jiān)利至江陵高速公路填砂路基的設(shè)計(jì)施工較于灰土路基,極大的縮短了工期,節(jié)約了成本,施工技術(shù)上日臻成熟。 在施工過(guò)程中也遇到了不少問(wèn)題,通過(guò)集思廣益達(dá)到了預(yù)期的目的,為以后同類型路基施工積累了經(jīng)驗(yàn)。