砂性土路基填筑施工技術(shù)探討

文/周艷飛

1 前言

公路工程項(xiàng)目在建設(shè)施工中，路基施工階段質(zhì)量會(huì)給公路項(xiàng)目建設(shè)水平帶來(lái)直接影響。路基施工階段，填筑施工是最為重要的一道工序。路基填筑因?yàn)楹芏嘁蛩胤矫娴挠绊?，所以施工難度很高，要提起足夠的重視。砂土應(yīng)用到路基填筑施工中，應(yīng)該做好放樣、地表清理、攤鋪壓實(shí)、施工檢測(cè)等工作，采取有效的質(zhì)量管控措施，保證砂性土的填筑施工質(zhì)量合格，為項(xiàng)目的質(zhì)量提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 砂性土的工程性質(zhì)

砂性土按照路基土進(jìn)行分類(lèi)，主要可以分為如下幾類(lèi)：細(xì)砂，主要組成部分是顆粒比較細(xì)的土質(zhì)，均勻性較少；粉砂，含量相對(duì)較小，滲透效率高，面積較大，松散度好，水穩(wěn)定性比較強(qiáng)。砂性土在受到風(fēng)沙的侵蝕下，顆粒逐步磨圓，顆粒的粘結(jié)力相對(duì)較小，不會(huì)形成整體的結(jié)構(gòu)，在外部作用力的影響下偏移。所以，砂性土在填筑施工中難度較高，上料難度大[1]。

3 工程概況分析

某高速公路施工項(xiàng)承包段，總長(zhǎng)度是12km，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)為雙向6 車(chē)道的形式，路基按照要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的行駛速度為120km/h，采取的是全封閉的施工方式。本次工程項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)，路基全部采用借土填筑的施工方式，基本上整個(gè)施工范圍都需要填筑施工。

4 施工工藝

4.1 取土場(chǎng)技術(shù)方案

4．1．1 A1 合同段設(shè)計(jì)的取土場(chǎng)就是在周邊區(qū)域，總計(jì)需要采土的面積為22 萬(wàn)m2，設(shè)計(jì)用量80 萬(wàn)m3，表層種植土40cm，計(jì)劃開(kāi)采總量76 萬(wàn)m3。

4．1．2 經(jīng)過(guò)試驗(yàn)技術(shù)參數(shù)分析，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，在進(jìn)行取土場(chǎng)中的表土取樣處理，根據(jù)要求進(jìn)行如下幾項(xiàng)技術(shù)參數(shù)檢測(cè)，結(jié)果如下所示：

4．1．2．1 土的天然含水量12．7%。

4．1．2．2 土的 液 塑限聯(lián)合測(cè)定：Ip=13．3＞Ip=7，該土為低液限黏土質(zhì)砂。

4．1．2．3 土的標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)：PD=1．81g，wo=9．9%。

4．1．2．4 土的CBR 試驗(yàn)：CBR=9．3%(25mm 貫 入量)CBR=7．6%(50mm 貫入量)。

4．1．2．5 土的顆粒分析：確定該土樣為細(xì)粒土質(zhì)砂。

4.2 填料運(yùn)輸

因?yàn)樯靶酝劣兄欢ǖ奶厥馓匦?，怎樣才能把這些砂土運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)是極為重要的，通過(guò)自卸車(chē)完成運(yùn)輸，避免大面積的二次倒運(yùn)處理，這是施工中要解決的問(wèn)題。自卸汽車(chē)在干燥的砂性土路面上行駛10m 左右，就會(huì)導(dǎo)致車(chē)輪直接陷入地表以下，運(yùn)輸難以進(jìn)行，砂性土無(wú)法運(yùn)輸。從實(shí)際情況分析，確定要使用從內(nèi)到外、從高到低一次進(jìn)行土方的運(yùn)輸作業(yè)。

4.3 施工準(zhǔn)備

4．3．1 路基填筑施工開(kāi)始前，根據(jù)填方施工的要求，制定出施工表面計(jì)劃圖，然后確定具體的運(yùn)輸參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。

4．3．2 路基填筑施工前，先進(jìn)行臨時(shí)排水溝的開(kāi)挖設(shè)置，通過(guò)邊溝進(jìn)行排水處理，不會(huì)出現(xiàn)積水的問(wèn)題。地勢(shì)相對(duì)低洼的情況下，邊溝外部需要設(shè)置土埂的結(jié)構(gòu)，避免雨天匯水。

4．3．3 將表土進(jìn)行清理處理，不能進(jìn)行填筑施工，要考慮周邊地形條件集中存放，可以進(jìn)行邊坡、中央分隔帶等綠化防護(hù)處理[2]。

4．3．4 試驗(yàn)路段：在正式開(kāi)始路基施工前，要經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)，選擇相同類(lèi)型的路段試驗(yàn)，長(zhǎng)度不能小于200mm。在該路段中確定具體的技術(shù)參數(shù)，比如松鋪厚度、碾壓遍數(shù)等方面，在試驗(yàn)結(jié)束后，要經(jīng)過(guò)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)才能開(kāi)展正式施工。

4.4 施工工藝

路基填筑應(yīng)該自低到高逐步進(jìn)行，逐層壓實(shí)施工。

4．4．1 打格上料，準(zhǔn)確的標(biāo)注上料間隔距離，保證層后合格。松鋪厚度一般為20～25cm，控制在30cm 以?xún)?nèi)。

4．4．2 掛線攤鋪，攤鋪過(guò)程中，需要間隔20m 進(jìn)行縱橫部位的拉線整平處理，各個(gè)路面基層設(shè)置為2%～3%的橫坡。根據(jù)需要削坡處理，保證路基邊緣外部1m 的范圍內(nèi)，使用黏土完成整平填筑施工。

4．4．3 橫留臺(tái)階，縱向施工位置上應(yīng)該進(jìn)行預(yù)留臺(tái)階處理，各個(gè)臺(tái)階寬度要控制在2m 以上。

4．4．4 百米標(biāo)尺，數(shù)百米的位置上應(yīng)該設(shè)置左右兩側(cè)百米樁、公里樁等。

4．4．5 每層檢測(cè)，各個(gè)層在壓實(shí)后進(jìn)行壓實(shí)度的檢測(cè)，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后才能進(jìn)行后續(xù)層的施工，如果存在不合格的情況，要立即采取措施處理。

4．4．6 路堤施工寬度需要保證每一側(cè)比設(shè)計(jì)寬度寬20cm，壓實(shí)寬度不能小于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，最后進(jìn)行削坡處理，達(dá)到路基邊坡后路堤邊緣達(dá)到壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，做好邊坡防護(hù)處理，避免雨水沖刷的影響[3]。

4.5 砂性土路基填筑施工

4．5．1 測(cè)量放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)方案組織測(cè)量放樣，主要是控制點(diǎn)測(cè)量與復(fù)測(cè)、加密控制點(diǎn)、閉合復(fù)測(cè)水準(zhǔn)高程，必須要經(jīng)過(guò)監(jiān)理人員確認(rèn)后才能開(kāi)始進(jìn)行原地面清表的處理[4]。

4．5．2 清表及原地面壓實(shí)。因?yàn)楸敬问┕^(qū)域內(nèi)有比較大的風(fēng)沙，地表植被是以基本農(nóng)田為主。因此，必須要做好清表處理，也就是說(shuō)要在放樣定線后根據(jù)路線做好地表清理處理，保證不會(huì)存在樹(shù)根、農(nóng)作物等問(wèn)題。

4．5．3 路基施工。清表和原地面進(jìn)行壓實(shí)度檢查后，達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，就能夠進(jìn)行路基施工作業(yè)。砂性土在六級(jí)填筑高出地表1．5m 時(shí)，填料運(yùn)輸?shù)铰坊砻鏁?huì)有著比較高的難度，車(chē)輛無(wú)法按照要求行駛。從本次理論數(shù)據(jù)分析，最終確定使用兩種填料分層交替施工的方式。就近選擇使用黑砂土，以此處理砂性土上料困難的問(wèn)題。試驗(yàn)人員進(jìn)行黑砂土的試驗(yàn)，確定CBR 值是21．3，最大干密度是1．91g/m3，能夠進(jìn)行路基填筑施工。該材料的粘聚性效果比較好，外力作用下不會(huì)出現(xiàn)分散的情況，整體性能比較高，能夠處理掉車(chē)輛無(wú)法行駛的情況[5]。

首先，通過(guò)黑砂土實(shí)施便道硬化處理，路基一側(cè)路肩內(nèi)部每層要設(shè)置一條寬度為5m 的便道，重載車(chē)輛通行，使用之字形進(jìn)行卸料，再用推土機(jī)進(jìn)行整平處理，分別碾壓施工，逐步完成一個(gè)路段部分的施工。集料攤鋪前方應(yīng)該設(shè)置一臺(tái)18t 的輕型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓處理，消除輪跡影響。填筑過(guò)程中，根據(jù)橫斷面全寬度進(jìn)行水平上料，松鋪厚度控制在30cm 左右，同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)的取土論證分析，根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)原材料。填方路段根據(jù)路線平行分層控制標(biāo)高尺寸，填方施工分層進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，通過(guò)機(jī)械完成壓實(shí)處理，分層厚度根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定。各個(gè)層的寬度尺寸超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)30cm，能夠保證在邊部位置修復(fù)處理后達(dá)到壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)，在路基成型后可以完成削坡處理。不同圖紙要采用分層方式進(jìn)行施工，盡量避免不要有過(guò)多的分層，各層填料厚度在500mm 以上。土質(zhì)路堤填方進(jìn)行分層碾壓作業(yè)，各個(gè)層使用相同類(lèi)型的填料進(jìn)行。砂性土填筑設(shè)置在路床上，確保含水量足夠。碾壓階段做好灑水作業(yè)，保證填料最佳含水量在2%。路基壓實(shí)方法是每層砂土材料攤鋪厚度不大于30em；壓實(shí)厚度不大于20cm，壓實(shí)遍數(shù)根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，保證最終的壓實(shí)度合格。

因?yàn)槭┕ぶ袠O易出現(xiàn)水分蒸發(fā)比較大的情況，各個(gè)層施工前要進(jìn)行噴水處理，確保結(jié)合層的濕潤(rùn)度合格，達(dá)到最佳含水量的要求，保證其緊密度符合要求，確保工程的質(zhì)量達(dá)標(biāo)。為了讓水量供應(yīng)充足，對(duì)地下水比較淺的位置上路基外側(cè)坡腳部位兩側(cè)間隔200m對(duì)稱(chēng)進(jìn)行打井取水，滿足施工的標(biāo)準(zhǔn)要求。

為了保證工程的質(zhì)量合格，每次工程完成后，應(yīng)該在當(dāng)日完成路基面層灑水處理，保證達(dá)到飽和度的要求，第二次清晨進(jìn)行復(fù)碾，能夠達(dá)到板結(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，提升壓實(shí)度性能。振動(dòng)壓路機(jī)在輔助壓實(shí)作業(yè)階段，要結(jié)合材料的具體情況確定合適的壓實(shí)設(shè)備噸位，明確具體的壓實(shí)作業(yè)遍數(shù)，避免砂性土出現(xiàn)分層碾壓的情況，否則將會(huì)導(dǎo)致液化現(xiàn)象的處理，造成壓實(shí)度不合格。砂性土的碾壓需要通過(guò)光輪壓路機(jī)進(jìn)行，禁止使用凸輪壓路機(jī)。砂性土路基壓實(shí)度檢測(cè)要按照操作工藝進(jìn)行，一般是灌砂法的方式。因?yàn)橄募臼┕きh(huán)境溫度相對(duì)較高，所以水分蒸發(fā)速度比較快，每次在挖試坑后要進(jìn)行土樣的含水量檢測(cè)，保證其檢測(cè)的結(jié)果符合實(shí)際情況。

這種檢測(cè)方式可以保證壓實(shí)度檢測(cè)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際情況相差比較小。檢測(cè)壓實(shí)度時(shí)，需要把表層5～6cm 的表土清理干凈，同時(shí)避免地下水產(chǎn)生的比例影響，使檢測(cè)結(jié)果更加的準(zhǔn)確。標(biāo)準(zhǔn)砂的最大干密度檢測(cè)中，可以通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)檢測(cè)的方式以及震動(dòng)錘擊法和振動(dòng)臺(tái)法的方式聯(lián)合進(jìn)行，保證干密度參數(shù)測(cè)定非常準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)誤差過(guò)大的情況。及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度的檢測(cè)，也就是說(shuō)在碾壓后要快速進(jìn)行檢測(cè)，如果時(shí)間相對(duì)比較長(zhǎng)，土方失水量過(guò)大，會(huì)給壓實(shí)度造成極為嚴(yán)重的負(fù)面影響。因?yàn)闄z測(cè)環(huán)節(jié)，路基材料會(huì)給標(biāo)準(zhǔn)砂的最大干密度造成影響，所以應(yīng)該做好當(dāng)期的標(biāo)準(zhǔn)砂最大干密度標(biāo)定，一般是在2～4 次檢測(cè)之后。

施工填砂路堤主要包含填砂、包邊土等方面的工作。在進(jìn)行著兩個(gè)方面工作中，填砂和包邊土都會(huì)給路堤填筑產(chǎn)生直接的質(zhì)量影響，先黏土包邊施工，然后進(jìn)行路基的填筑施工。從實(shí)際情況出發(fā)，填砂路堤是整體結(jié)構(gòu)，和這兩部分施工有著直接聯(lián)系。施工工藝選擇的不同也會(huì)給最終的工期、造價(jià)產(chǎn)生不利影響。同步施工就是在碾壓后立即進(jìn)行填筑包邊土和砂，同時(shí)進(jìn)行施工。路基填筑在攤鋪前應(yīng)該準(zhǔn)確劃分和確定包邊土的內(nèi)側(cè)邊坡線、路基寬度加寬50m 后的邊坡線和沉降后的邊坡線。填砂部分根據(jù)具體斷面的情況進(jìn)行確定，包邊土根據(jù)加寬斷面做好填筑施工。砂土和粘土在同時(shí)施工時(shí)，應(yīng)該嚴(yán)格控制施工工藝，有序組織進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制工期，保證平整度、寬度、橫坡等符合標(biāo)準(zhǔn)，否則將會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂。

但是該方法也有明顯的缺陷，一是砂土和粘土在施工各個(gè)層的厚度難以統(tǒng)一，導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題，無(wú)法進(jìn)行壓實(shí)處理，主要的處理方法就是保證其填筑厚度達(dá)到一致性；二是粘性土對(duì)于含水量要求比較高，因?yàn)橛昙舅a(chǎn)生的影響，砂土并不會(huì)受到較大影響，所以會(huì)出現(xiàn)粘土滯后導(dǎo)致的停工、待工等問(wèn)題；三是粘性土和砂土是不同的土質(zhì)條件，吹填施工中導(dǎo)致二者出現(xiàn)交界位置集聚的情況，進(jìn)而造成該位置上的性能比較差，整體質(zhì)量比較差。因此，包邊土的填筑應(yīng)該保證其壓實(shí)合格，與填砂同時(shí)進(jìn)行。

填筑過(guò)程中，要采取分層填筑的作業(yè)施工方式，分層碾壓施工。因?yàn)橥瑫r(shí)進(jìn)行，所以機(jī)械施工的空間大，能夠有效控制施工的質(zhì)量。

5 結(jié)語(yǔ)

砂性土路基填筑施工是極為關(guān)鍵的，要選擇合適的施工技術(shù)，做好各個(gè)環(huán)節(jié)的控制，嚴(yán)格執(zhí)行施工工藝，從而保證各個(gè)工序的質(zhì)量合格和路基結(jié)構(gòu)的壓實(shí)度和穩(wěn)定性達(dá)標(biāo)以及交通的安全，符合公路運(yùn)行的需要。