填砂路基工程施工質(zhì)量控制分析

趙耀輝

【摘要】本文結(jié)合某工程全填砂路基的施工，從試驗檢測、機械設(shè)備組合、工藝質(zhì)量控制等方面闡述了填砂路基施工的工藝和方法，對多砂缺土地帶采用砂料填筑路基具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】填砂路基；施工控制

【Abstract】In this paper， a project full of sand filling roadbed construction， elaborated the processes and methods of sand filling roadbed construction from the pilot testing， the combination of machinery and equipment， process control and other aspects of quality， the lack of land for more than sand with the use of sand filling roadbed material has a certain Reference value.

【Key words】Sand filling roadbed；Construction control

1. 前言

某工程路基土石方共計56.1萬立方，其中土方135680立方，砂方425758立方，填砂路堤共2.188km，平均每公里土石方172800立方，最大填土高度10.2米，最大挖深10米。路堤0.8m上路床采用改良土（3%水泥穩(wěn)定砂），填砂路堤基底設(shè)粘土下封層。主線路基為整體式斷面，寬度33.5米，路拱橫坡2%，土路肩橫坡4%，邊坡坡率1：1.75。

2. 施工方案

路基填筑按填砂路基斷面設(shè)計圖進行施工。分層松鋪厚度按底層≤50cm，上部每層厚度為≤40cm進行控制。采用全斷面填筑的方法進行。填砂路基填料的質(zhì)量控制指標如下：⑴ 砂料不得含有樹根、草皮和易腐朽物質(zhì)；⑵ 含有沼澤、淤泥的砂不得用于路基填筑；⑶ 有機質(zhì)含量小于5%；⑷ 液限指數(shù)小于50%，塑性指數(shù)小于26；⑸ 填料最小強度和最大粒徑要求（見表1）。

2.1 清表碾壓。在施工前，根據(jù)設(shè)計文件及施工規(guī)范要求，先對路基基底進行表土清除。清表時采用TY220推土機，清表厚度平均為20cm，以清到硬土為準，然后用PY180平地機刮平。場地清理完成后，全面進行填前碾壓，使其密實度達到不小于85%的要求。

2.2 路基排水。因雨水對填砂路基的沖刷較大，所以在施工前應(yīng)作好路基的排水工作。在填砂施工前應(yīng)先開挖路基兩側(cè)的排水溝，排水溝的開挖按照設(shè)計位置進行，下挖深度0.8～1.0m左右，寬度1.0m左右。并且要結(jié)合現(xiàn)場實際以溝內(nèi)的水能排到附近原有的水溝和水塘為準。還要注意附近水溝的深度，以免引起倒灌。

2.3 滲水盲溝。由于粘土、亞粘土，自身隔水性較好，采用其做下封層使路基滲水沿縱、橫向滲水盲溝集中排放到路基邊溝，不會引起路基底層長期被水浸泡下沉。

3. 主要施工工藝控制

根據(jù)鋪筑試驗路段的成功施工經(jīng)驗，結(jié)合所投入的機械設(shè)備及施工作業(yè)情況，主要施工工藝控制在如下幾個方面：

3.1 砂的運輸。在已驗收合格的填砂路堤表面繼續(xù)填筑時，必須灑水保持已填筑砂層的表層（不小于20cm厚）砂的含水量不小于15%，當出現(xiàn)較深車轍時，要用推土機或壓路機及時整平碾壓，才能基本保證自卸汽車將砂運至指定地點卸車；

3.2 砂的攤鋪和平整。采用履帶式Ty220推土機或Ty140推土機按路中心低，路側(cè)高，橫坡控制在1.5%～2.0%攤鋪粗平，即成“鍋底型”；攤鋪粗平厚度經(jīng)檢查不超過規(guī)定40cm要求后，先灑水至砂的表層含水量不小于10%，再用平地機仔細平整，平整結(jié)束，立即采用壓路機碾壓，對局部含水量偏低的部位（主要是路側(cè)），在壓實前或壓實過程中可采用水車或水泵補充灑水至壓實的最佳含水量。

3.3 填砂路堤的壓實。填筑面采用平地機仔細整平后，在砂的最佳壓實含水量范圍，壓路機從路中心（低側(cè)）向路緣（高側(cè)）碾壓，碾壓速度控制在2～4km/h，用高頻率、低振幅，直線進退法進行碾壓；碾壓時，壓路機往返輪跡重疊不小于1/3鋼輪寬，壓完全路寬為一遍。采用20t壓路機，一般振動碾壓6～8遍，壓實度可達到94%以上，碾壓10遍以上，壓實度可達到96%以上。

3.4 填砂路堤灑水。填砂路堤施工，灑水是關(guān)鍵，灑水可采用灑水車或潛水泵進行，現(xiàn)場施工灑水主要是利用潛水泵人工灑水。水源主要是利用沿路堤兩側(cè)邊溝外打設(shè)直徑為φ150～φ200mm的機井和路基灑水后浸入邊溝內(nèi)的積水。灑水量控制視天氣情況和碾壓前檢測的砂的含水量確定?，F(xiàn)場灑水時，先路側(cè)后路中心，碾壓前表面應(yīng)無積水，碾壓過程中表層砂不液化、不松散，檢測此時砂的含水量，基本在最佳含水量范圍。

3.5 縱向邊坡臨時防護。為保證每層填筑的寬度，同時避免雨水對邊坡的沖刷，導(dǎo)致砂方流失淤塞邊溝，毀壞農(nóng)田，在路堤填筑一至兩層后，用挖掘機按設(shè)計路基寬度及邊坡進行邊坡清刷，然后采用編織袋由人工裝砂按路堤邊坡坡度分層堆碼，靠施工便道一側(cè)，可適當調(diào)整坡腳線和坡腳坡度，保證施工車輛通行。砂袋碼砌要穩(wěn)固，外邊線力求整齊。為保證路側(cè)壓實度，砂袋碼砌，一般不要高于填筑面，對碼砌后的路側(cè)，可采用小型平板振動夯對路側(cè)進行補充壓實。

4. 主要質(zhì)量指標控制方法

4.1 寬度。寬度采用層層放樣控制，根據(jù)路側(cè)標高計算填層寬度撒灰線控制，推土機手要按寬度線將砂攤鋪至邊線，并用履帶進一步壓實。

4.2 厚度控制。由于運輸車輛在砂層上卸車到指定位置有時確有困難，施工時按填層段落長度、填筑寬度和厚度，計算本層填筑的工程量，乘以1.20的車載松方系數(shù)控制本層卸砂車數(shù)，總量控制本層填砂的松鋪厚度；推土機粗平后，測量復(fù)核控制斷面標高控制本層松鋪厚度，復(fù)測的層厚按小于40cm控制，滿足要求時，采用平地機整平后壓實。

4.3 壓實度控制。一是平地機整平后，碾壓前的含水量控制在15%～20%，二是控制碾壓遍數(shù)，最終以1000cm3環(huán)刀檢測的壓實度滿足本層規(guī)范規(guī)定的壓實度為準；路側(cè)邊緣局部壓實不到位的部位采用小型振動夯補充灑水壓實。

4.4 試驗檢測控制。

4.4.1 試驗檢測的主要項目。為了能夠較為全面地掌握資料，試驗檢測總體分為室內(nèi)和室外兩部分。

（1）室內(nèi)：填砂路基砂的物理力學(xué)性能是否滿足路基填料技術(shù)規(guī)范要求指標。分別對贛江南支附近砂場取樣分析，主要試驗項目有界限含水量、顆粒分析、相對密度、重型擊實、CBR值、表觀密度、含泥量。

（2）室外：主要測定填砂路基壓實度及含水情況，采用1000cm3的環(huán)刀測試，反映不同層厚中（上，下）及與相接的下一層壓實情況，來確定壓實遍數(shù)與壓實含水量。由現(xiàn)場檢測組按照放樣中樁，平均25m測一橫斷面，每斷面分上，下及下一層做密實度試驗，同時每層按壓實遍數(shù)來進行試驗。

4.4.2 試驗取得的主要數(shù)據(jù)。

（1）天然含水量：砂運到現(xiàn)場經(jīng)過整平到位取樣均在5%～8%之間，從河床上挖取砂的含水量均在10%以上。

（2）顆粒分析：該段砂經(jīng)過砂篩分析，細度模數(shù)在1.4～2.5之間均為細砂，級配屬II、III區(qū)，通過土壤篩分析均勻系數(shù)Cu普遍小于5，Cu小于（1～3）屬級配不良砂。

（3）界限含水量：該砂液限，塑性指數(shù)均符合路基填筑規(guī)范要求，屬低液限砂土。

（4）最大干密度：采用重型擊實，相對密度，干振法三種方法比較。標準擊實試驗結(jié)果普遍比相對密度大0.01～0.03。

（5）CBR值：采用一種砂配制相同的含水量進行試驗，經(jīng)過浸水飽和后（四晝夜）所得出的CBR值均在28%左右。同時采用兩種不同砂樣各 50% 混合作CBR試驗，CBR值可以滿足路基填料要求。

（6）含泥量：均在1%～6%之間，普遍為2%左右。

4.4.3 數(shù)據(jù)分析整理。

4.4.3.1 現(xiàn)場壓實度試驗：砂經(jīng)砂場運出攤鋪在路基上，此時含水量約在5%～8%之間，經(jīng)過灑水碾壓后均能達到最佳含水量和所要求的壓實度。

碾壓遍數(shù)與所能達到的壓實度的結(jié)果分析如下（見表2）。

4.4.3.2 反挖壓實度的檢測對比：經(jīng)過對上層的填筑碾壓，下層的壓實度會隨著增大，壓實度會增加4%左右，現(xiàn)將結(jié)果對比如下（見表3）。

4.4.3.3 現(xiàn)場含水量檢測。

（1）現(xiàn)場裝砂到現(xiàn)場卸砂、攤鋪、碾壓等各階段的取樣情況來看，料場裝砂取樣的含水量為7.8%，現(xiàn)場卸砂取樣的含水量為6.2%，現(xiàn)場攤鋪取樣的含水量為6.9，現(xiàn)場碾壓取樣的含水量為9.0%。

（2）砂的含水量烘干時間的關(guān)系。采用的儀器器皿：烘箱、微波爐、鋁盒、瓷皿、搪瓷碗；烘箱控制溫度105～1200C，微波爐控制在高溫狀態(tài)。干燥時間微波爐：5min，10min，15min，20min，25min，烘箱：2h，3h，4h，5h，6h。通過試驗結(jié)果表明含水量10%～20%，質(zhì)量100g～150g以內(nèi)微波爐法無論質(zhì)量多少，含水量大小，干燥時間在20分鐘趨于穩(wěn)定。含水量在10%至飽和狀態(tài)下質(zhì)量100g～150g以內(nèi)烘箱干燥時間在4小時趨于穩(wěn)定。在使用微波爐法的時候，應(yīng)使用瓷器皿。

4.4.4 試驗檢測結(jié)果。

（1）砂土物理力學(xué)性能滿足路基填料的技術(shù)要求，CBR值達28%。

（2）含水量從5%～15%之間時隨著含水量的增加，壓實度增大。含水量大于15%以后，含水量越大，壓實度越小。

（3）碾壓遍數(shù)在初期2～8遍，碾壓影響較大，大部分近似線形關(guān)系，12遍以后趨于穩(wěn)定甚至無變化。

（4）試驗表明壓實層表面松散，在施工下層時能有效的恢復(fù)甚至增大。

（5）砂土的標準干密度：重型擊實與相對密度法比較接近，但考慮今后施工時，大面積取砂時泥土含量增加影響，統(tǒng)一采用重型擊實法確定最大干密度，不宜采用振實法。

（6）含水量測定方法表明微波爐法測定的數(shù)據(jù)穩(wěn)定準確，而且時間短，適用做砂土檢測，但應(yīng)采用瓷器皿盛土不得使用金屬盒。

（7）采用大容積1000cm3環(huán)刀測壓實度具有快速準確的優(yōu)點，可做為填砂路基的檢測方法。

（8）砂的含泥量控制在6%以內(nèi)，對路基不會造成大的影響，在砂場出現(xiàn)的淤泥團，絕對禁止運到現(xiàn)場。

（9）成型路基砂應(yīng)保持一定的含水量（控制在壓實狀態(tài)下）。避免因含水量降低造成路基散，車輛行使輪陷。

5. 主要設(shè)備組合（見表4）

6. 結(jié)語

通過一個階段的填砂路堤填筑施工，我們認為，水是保證填砂路堤施工質(zhì)量和進度的關(guān)鍵。如何及時做好填砂路堤施工過程中邊坡的防護，盡量避免雨水沖刷以及在施工過程中如何控制填料的最佳含水量是值得我們共同探討的課題。

[文章編號]1619-2737（2015）09-20-682