淺談包邊土填砂路基施工技術(shù)

吳仕濤

（江蘇省鎮(zhèn)江市路橋工程總公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212004）

1 概述

宿遷至新沂高速公路是江蘇高速公路網(wǎng)規(guī)劃“五縱九橫五聯(lián)”中“聯(lián)一”的重要組成部分，在新沂河特大橋與沭河大橋之間設(shè)置一段長(zhǎng)度約1.9km的路基，該段落地勢(shì)平坦，良田密布，土源緊張。為減少占用良田，在路基附近設(shè)取土坑集中取土。由于取土坑原地面至以下1.0m左右為粘土，原地面以下1.0m～3.0m為砂，故該段路基中部填筑設(shè)計(jì)調(diào)整為素砂填筑，路基兩側(cè)做包邊土處理。

壓實(shí)度是路基工程中一個(gè)非常重要的質(zhì)量指標(biāo)。但對(duì)于無(wú)粘聚性的純砂來(lái)說(shuō)，壓實(shí)質(zhì)量較難控制，壓實(shí)度檢測(cè)較困難。結(jié)合宿遷至新沂高速公路SXXY1標(biāo)包邊土填砂路基的工程實(shí)踐，介紹了包邊土填砂路基的施工技術(shù)，提出了質(zhì)量控制方法和質(zhì)量檢測(cè)中應(yīng)注意事項(xiàng)。

2 填料的選擇

取土坑砂質(zhì)基本相同，原地面以下1.0～2.0m砂的細(xì)度模數(shù)在1.6～2.0之間，原地面以下2.0～3.0m砂的細(xì)度模數(shù)在1.4～1.6之間，含泥量均在3%左右。兩種砂均屬低液限砂土，CBR值為26.5%，滿足路基填料要求。從壓實(shí)度的檢測(cè)結(jié)果來(lái)看，兩種砂料經(jīng)正常碾壓后均能滿足壓實(shí)度的要求；從成型情況來(lái)看，含泥均勻、含泥量在2%～3%的砂質(zhì)更容易結(jié)板成型；如砂中有泥塊，會(huì)造成局部軟弱彈簧。

3 施工工藝

施工流程：準(zhǔn)備工作→填筑兩側(cè)包邊土→施工碎石盲溝→汽車(chē)運(yùn)輸砂料→推土機(jī)推平、初壓→平地機(jī)整平→灑水至含水率14%左右→振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍，振壓1～2遍→灑水車(chē)補(bǔ)灑水→振動(dòng)壓路機(jī)繼續(xù)振壓至要求壓實(shí)度→輪胎壓路機(jī)碾壓→檢測(cè)合格→下一層填筑

3.1 擊實(shí)試驗(yàn)

采用重型擊實(shí)試驗(yàn)，砂的最大干密度為1.720g/cm3，最佳含水量為13.6%。

3.2 包邊土填筑

考慮到填砂路基邊坡抗雨水沖刷性能較差，采用了路基兩側(cè)3m寬填筑5%石灰土作為包邊土的工藝，在填砂前應(yīng)先做好兩側(cè)包邊土。包邊土施工時(shí)，應(yīng)盡量避免土掉入填砂路基中，因?yàn)橥習(xí)丈爸械乃?，易造成局部軟弱彈簧?/p>

3.3 碎石盲溝

填砂路基的排水設(shè)施非常重要。在填砂路基的底部設(shè)置縱向和橫向碎石盲溝，橫向、縱向盲溝之間應(yīng)搭接。橫向碎石盲溝每20m設(shè)置一道，在第一層包邊土施工后反開(kāi)挖施工。橫向碎石盲溝必須穿過(guò)包邊土路基，將水排出路基范圍?？v向碎石盲溝在第一層砂料攤鋪前施工。橫向碎石盲溝底部及兩側(cè)用防滲土工布、頂部用透水土工布包裹，縱向碎石盲溝底部及靠包邊土的一側(cè)用防滲土工布、頂部和靠填砂路基的一側(cè)用透水土工布包裹，防止土?；蛏傲⑺槭g的空隙堵塞，降低盲溝的排水功能。

3.4 砂的運(yùn)輸

施工中我們發(fā)現(xiàn)，8噸以上雙后橋自卸車(chē)在碾壓成型后的填砂路基上可載重行駛，可緩慢勻速調(diào)頭，調(diào)頭半徑盡量大一些。由于砂無(wú)粘聚性，表面松散不易板結(jié)，車(chē)輛在砂層上行走易形成車(chē)轍，對(duì)砂層表面擾動(dòng)很大，所以在填砂路基上繼續(xù)上砂時(shí)，要保持砂表面濕潤(rùn)，含水率控制在12～16%，如出現(xiàn)較深車(chē)轍，用推土機(jī)整平、壓路機(jī)碾壓。

3.5 砂的攤鋪

試驗(yàn)段施工時(shí)，砂的攤鋪使用了履帶式TY140、TY160二種型號(hào)的推土機(jī)，采用PY180平地機(jī)進(jìn)行整平。試驗(yàn)表明，由于砂無(wú)粘聚性，推土機(jī)功率太大，機(jī)械使用效率不高，不利于成本控制；功率太小，起不到初步碾壓的效果。TY140推土機(jī)使用效果較好。

3.6 施工作業(yè)控制

（1）松鋪厚度

試驗(yàn)段施工時(shí)，松鋪厚度按30cm、40cm、50cm分別進(jìn)行了試驗(yàn)，含水率控制在11.6～15.6%，YZ18振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍，振壓4～6遍，松鋪厚度30cm、40cm的段落壓實(shí)度均達(dá)到93%以上,松鋪厚度50cm的段落壓實(shí)度僅能達(dá)到92%左右。故建議在通常采用振動(dòng)壓路機(jī)作為壓實(shí)機(jī)具的條件下，松鋪厚度不超過(guò)40cm。

（2）橫坡

施工中我們發(fā)現(xiàn)，填筑第一層砂時(shí)，砂的保水性相對(duì)較好，逐層填高后，水很容易透過(guò)砂層，沿下承粘土層頂面從橫向碎石盲溝處排出。故填筑第一、二層砂時(shí)，施工橫坡度控制在2%左右，能及時(shí)排除下雨后的表面積水；逐層填高后，橫坡度可以適當(dāng)減小，因?yàn)闄M坡度大，下雨時(shí)砂層表面易形成沖溝，將碾壓成型的填砂路基破壞。

（3）平整度

用平地機(jī)刮平一遍，就基本能保證較好的平整度，但運(yùn)砂車(chē)輛行走又會(huì)擾動(dòng)砂層表面，影響其平整度，比較難控制。對(duì)于填砂路基，因?yàn)樘盍蠠o(wú)粘聚性，所以其表面平整度控制的現(xiàn)實(shí)意義不大，對(duì)于運(yùn)輸車(chē)輛行走產(chǎn)生的表面輪跡不需要進(jìn)行反復(fù)處治。

（4）松鋪系數(shù)

試驗(yàn)段時(shí)，按如下方法測(cè)量了松鋪系數(shù)：設(shè)置了10個(gè)樁號(hào)，每個(gè)樁號(hào)在兩側(cè)距中樁各5m、10m、15m處共設(shè)置六個(gè)測(cè)點(diǎn)，觀測(cè)計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)松鋪前的高程①、松鋪后的高程②、壓實(shí)度合格后的高程③，計(jì)算出松鋪厚度（②-①）、成型厚度（③-①），進(jìn)而計(jì)算出每個(gè)測(cè)點(diǎn)的松鋪系數(shù)（②-①）/（③-①）。考慮機(jī)械施工對(duì)測(cè)點(diǎn)的影響，去掉一個(gè)最大值和最小值后，取剩余值的平均值作為松鋪系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，松鋪系數(shù)約1.15。

3.7 灑水

填砂路基施工，灑水是關(guān)鍵，灑水車(chē)的噴頭要采用噴霧式，不得采用高壓式噴管，以免形成沖溝，不僅需要平地機(jī)反復(fù)整平，且壓路機(jī)碾壓后易造成局部壓實(shí)度不合格；沖溝較深時(shí)甚至?xí)茐南聦咏Y(jié)構(gòu)。

砂的含水率低于最佳含水率需補(bǔ)水時(shí)，為保證灑水車(chē)在砂層表面正常行駛，先用推土機(jī)推平砂層，再用推土機(jī)履帶碾壓一遍后，5T的灑水車(chē)裝滿水后即可行走灑水。若采用大型灑水車(chē)，需將灑水車(chē)停在包邊土路基上，從灑水車(chē)上接管灑水，此種方法灑水速度較慢，機(jī)械使用效率較低，不利于成本控制。正常情況下，一個(gè)作業(yè)段只要配備2臺(tái)5T灑水車(chē)，就能很好地解決填砂路基的灑水問(wèn)題。

3.8 碾壓

（1）碾壓工藝

試驗(yàn)段使用了TY140推土機(jī)推平砂料，推土機(jī)作業(yè)時(shí)本身就對(duì)砂層進(jìn)行初步壓實(shí)，壓實(shí)度可達(dá)到83%左右。主要的壓實(shí)機(jī)具采用YZ18振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓時(shí)先慢后快、先靜后振、先弱振后強(qiáng)振、先邊后中、縱向進(jìn)退式進(jìn)行，用高頻率、低振幅的方法進(jìn)行振壓，碾壓速度2～4km/h，軌跡重疊寬度不小于1/3輪寬。為確保填砂路基與包邊土相接處的壓實(shí)質(zhì)量，需增加該處的碾壓遍數(shù)，最后一遍做跨縫碾壓。

一個(gè)作業(yè)段需配備2臺(tái)YZ18振動(dòng)壓路機(jī)才能滿足施工要求，因?yàn)樯皼](méi)有粘聚性，呈松散狀，壓路機(jī)的壓實(shí)功效不能充分傳遞，碾壓遍數(shù)較多。

試驗(yàn)段施工時(shí)，使用YL-16膠輪壓路機(jī)進(jìn)行終壓。試驗(yàn)表明，膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，壓實(shí)度提高并不明顯，基本上只起到表面收光的作用。故考慮膠輪壓路機(jī)碾壓1遍作表面收光。

（2）碾壓遍數(shù)

試驗(yàn)表明，松鋪厚度40cm的填砂路基，含水率控制在11.6～15.6%，YZ18振動(dòng)壓路機(jī)靜壓1遍（注：壓路機(jī)往返一次按一遍計(jì)），振壓4～6遍，壓實(shí)度可達(dá)到93%以上；振壓6～8遍，壓實(shí)度可達(dá)到94%以上。

（3）壓實(shí)度檢測(cè)

填砂路基的壓實(shí)度檢測(cè)，能夠使用灌砂法且效果較好。但砂無(wú)粘聚性，填砂路基表面5cm之內(nèi)受壓路機(jī)輪跡的影響，故壓實(shí)度檢測(cè)時(shí)，需將表面5cm的砂料清除，檢測(cè)表面下5cm至該層底的壓實(shí)度。

4 沉降觀測(cè)

對(duì)沉降觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析，填砂路基60天內(nèi)的工后沉降較大，但60天后沉降明顯減少，路基趨于穩(wěn)定，故不需進(jìn)行堆載預(yù)壓等特殊處理。待填砂路基穩(wěn)定（沉降觀測(cè)值小于5mm/月）后，才可進(jìn)行96區(qū)路基的施工。

結(jié)語(yǔ)

采用包邊土填砂路基，具有因地制宜、質(zhì)量可靠、工期較短、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保文明等特點(diǎn)，在宿遷至新沂高速公路SX-XY1標(biāo)工程中取得明顯的效果，為土方缺乏、但砂料豐富的地區(qū)進(jìn)行路基施工提供了經(jīng)驗(yàn)。

[1]JTG F10-2006，公路路基施工技術(shù)規(guī)范[S].中交第一公路工程局有限公司.北京：人民交通出版社，2006.

[2]JTG E42-2005，公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程[S].交通部公路科學(xué)研究所.北京：人民交通出版社，2005.

[3]JTG E60-2008，公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[S].交通部公路科學(xué)研究院.北京：人民交通出版社，2008.

[4]JTG E40-2007，公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].交通部公路科學(xué)研究院.北京：人民交通出版社，2007.

[5]雒應(yīng)，等.新編道路施工工程師手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2011.