公路建設(shè)中砂性土路基填筑施工技術(shù)研究

尚偉剛

（中交第四航務(wù)工程局第一工程有限公司，廣東廣州 510000）

砂性土應(yīng)用于路基建設(shè)的時(shí)間較早，關(guān)于砂性土路基填筑施工技術(shù)的研究較多，并取得較好的成果。實(shí)際施工中，砂性土顆粒之間的黏聚力較小，碾壓較為困難，易造成壓實(shí)度不足的問(wèn)題，常配合黏土一起使用，可改善土質(zhì)，保證路基壓實(shí)效果。

1 工程概況

本文工程為莫桑比克馬普托大橋南接線S1和S2，S1路段號(hào)IK5+706～I(xiàn)K19+000、IK62+000～I(xiàn)K114+998.242，S2路段號(hào)為IK0+000～I(xiàn)IK9+325.914。

IK5+706～I(xiàn)K8+026.343段路基全寬20 m；橫斷面布置為0.5 m土路肩+1.5 m硬路肩+3.5 m×2 m行車道+0.5 m路緣帶+1 m中央分隔帶+0.5 m路緣帶+3.5 m×2 m行車道+1.5 m硬路肩+0.5 m土路肩。

S1線IK8+026.343～I(xiàn)K114+998.242和S2線路基寬11.5 m，橫斷面布置0.5 m土路肩+1.5 m硬路肩+3.75 m×2 m行車道+1.5 m硬路肩+0.5 m土路肩。

IK62+000～I(xiàn)K65+600馬普托河漫灘段及起點(diǎn)段為IK6+025～I(xiàn)K10+300，軟土發(fā)育。該段地貌屬平原地貌，沖積沉積物主要為黏土、淤泥、淤泥質(zhì)砂等，地形平坦開闊，地勢(shì)總體較平緩，沿路線地面標(biāo)高3 m左右，地表土主要為淤泥、粉砂、細(xì)砂混雜組成。軟土深度最小為2～6 m，最大深度達(dá)28～40 m。

2 砂性土概念

砂性土指具有一定黏性砂土粒含量較多的土壤。砂性土顆粒的粒徑處于0.005～0.075 mm之間，砂性土顆粒質(zhì)量占砂性土總質(zhì)量的72%。砂性土經(jīng)過(guò)碾壓，整體性不佳，由于砂粒和粉粒之間的空隙沒(méi)有任何填充物；砂性土的干密度對(duì)水較為敏感，含水量過(guò)高或過(guò)低均易導(dǎo)致砂性土的密實(shí)度難以達(dá)到既定的要求。砂性土經(jīng)過(guò)壓實(shí)后，均可有效改善水穩(wěn)定性、輕度，砂性土內(nèi)的毛孔發(fā)達(dá)，土體易吸收水分、蒸發(fā)水分。

（1）一類砂性土。

砂性土級(jí)配較低，塑性較差，粒徑小于0.074 mm的顆粒占比不超過(guò)5%。

（2）二類砂性土。

砂性土級(jí)配稍高，塑性較強(qiáng)，粒徑小于0.074 mm的顆粒占比5%～15%。

（二）豬口蹄疫 對(duì)抽選采集的200份生豬血清采用豬口蹄疫病毒VP1結(jié)構(gòu)蛋白抗體酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)診斷試劑盒，被檢樣品OD值≥0.23X陽(yáng)性對(duì)照平均OD值判為陽(yáng)性（即有豬口蹄疫VP1結(jié)構(gòu)蛋白抗體存在），試驗(yàn)結(jié)果見表2。

（3）三類砂性土。

砂性土級(jí)配更高，塑性最強(qiáng)，粒徑小于0.074 mm的顆粒占比15%～50%。

3 砂性土路基填筑施工要點(diǎn)

（1）軟土路基填筑施工前，需要做好兩方面工作，應(yīng)了解路基概況，并對(duì)填筑材料性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以此為基礎(chǔ)，確定合理的施工參數(shù)。

（2）根據(jù)實(shí)際施工情況，選擇填筑、碾壓方法，針對(duì)巖性較大的施工材料，應(yīng)采取分段分層填筑施工工藝。

（3）嚴(yán)格控制砂性土的松鋪厚度，松鋪厚度影響公路最終的穩(wěn)定性，可通過(guò)試驗(yàn)段施工進(jìn)行確定，一級(jí)公路的松浦厚度不可超過(guò)30 cm。

（4）公路路基完成填筑壓實(shí)后，其寬度不能小于設(shè)計(jì)寬度。

4 施工方法

項(xiàng)目K75至項(xiàng)目終點(diǎn)，50 km長(zhǎng)線路現(xiàn)有道路均為砂性土填筑，填砂路基用水量大。計(jì)劃安排推土機(jī)、壓路機(jī)、平地機(jī)、自卸車，人工配合灑水車灑水，分層施工。

4.1 施工步驟

（1）確定路基中線，在路基中線上，設(shè)置樁位，相鄰樁位之間的距離為20 m。分層虛鋪砂，除了第一層砂的虛鋪厚度較大，其他層砂的虛鋪厚度應(yīng)控制在30 cm。砂完成虛鋪后，因表面失水，可能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的松散問(wèn)題，因此，檢測(cè)每一層砂的高層意義不大。每完成4層的虛鋪測(cè)量一次砂的填筑厚度。同時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢測(cè)中心線的偏位情況，一旦出現(xiàn)偏差，隨時(shí)進(jìn)行糾偏。

（2）結(jié)合每一層砂的虛鋪厚度、長(zhǎng)度以及寬度，對(duì)單位斷面施工內(nèi)的施工材料的用量進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和每一輛拉料車的拉運(yùn)量，確定合理的運(yùn)輸車輛數(shù)量，同時(shí)注意控制卸車間距。

（3）砂的運(yùn)輸借助自卸汽車完成，自卸車輛將砂運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后，按照確定的卸車間距進(jìn)行卸車。卸砂時(shí)，由于砂失水速度較快，卸至第二層時(shí)，需要及時(shí)澆水，保證砂的濕潤(rùn)度。同時(shí)在施工現(xiàn)場(chǎng)配置專門交通指揮人員，避免交通堵塞，防止運(yùn)料車直接到達(dá)卸料場(chǎng)地。

4.2 施工過(guò)程中常見問(wèn)題及解決方法

為了方便測(cè)量、控制虛鋪厚度，上砂過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)應(yīng)用推土機(jī)進(jìn)行初步平整，也稱為粗平，這個(gè)過(guò)程中，需要進(jìn)行澆水潤(rùn)濕；粗平的主要目的是保證邊線順直，坡度沿線始終一致；含水量達(dá)到最佳后，可以利用平地機(jī)進(jìn)行精平處理，精平處理完成后，利用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行砂的碾壓，碾壓方式為靜壓[1]。

（1）由于砂施工需要大量及時(shí)灑水，須保證具有充足的水源和配套的上水設(shè)備。本合同段所處位置地下水位較低，施工團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用后場(chǎng)開槽補(bǔ)水、悶料的補(bǔ)水方法，完成補(bǔ)水后，拌和2～3遍，再將水含量合格的砂運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)進(jìn)行攤鋪、整平、碾壓[2]。為了保證施工質(zhì)量，可在整平和碾壓操作前，對(duì)砂表層進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)水。

（2）如果施工中遇到砂粗，整平處理后，需要修筑擋水埝，并對(duì)砂進(jìn)行分隔處理，每格的大小宜為5 m×5 m。再對(duì)每個(gè)格進(jìn)行灑水，灑水原則為均勻、徹底，避免出現(xiàn)過(guò)灑或滲漏等問(wèn)題。

5 砂性土路基填筑施工中需要控制的參數(shù)

5.1 碾壓施工速度

壓路機(jī)在工作中，如果碾壓速度較低，其在單位面積內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)會(huì)增加；如果速度加快，單位面積內(nèi)振動(dòng)的次數(shù)會(huì)減少。從能量的角度分析，低速壓實(shí)工作中，路基承受的能量遠(yuǎn)高于高速壓實(shí)。如果壓實(shí)過(guò)程中，能量保持不變，碾壓速度加快，碾壓次數(shù)會(huì)增加。

施工實(shí)踐證明，較慢的碾壓速度，壓實(shí)效果更理想。碾壓施工中，必須合理控制碾壓速度。對(duì)于本文項(xiàng)目，碾壓速度前2次應(yīng)控制在1.5～1.7 km/h，之后控制在2～2.5 km/h，碾壓長(zhǎng)度不超過(guò)50 m。

碾壓過(guò)程中，如果混合料表面的水分蒸發(fā)過(guò)快，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)灑少量的水；如遇到松散、起皮類嚴(yán)重問(wèn)題，應(yīng)重新攤鋪、碾壓，以保證路基質(zhì)量。對(duì)于邊角等不易碾壓充分的位置，需要應(yīng)用小型夯實(shí)機(jī)進(jìn)行夯實(shí)。

碾壓分為三個(gè)階段進(jìn)行：壓路機(jī)靜壓1遍；壓路機(jī)微振2遍，重振2遍；靜壓收面。完成壓實(shí)的路基，如果表面平整、密實(shí)、邊線整齊，證明壓實(shí)質(zhì)量合格。

5.2 碾壓施工組合

碾壓施工的組合方式會(huì)影響最終的碾壓效果，須根據(jù)填料屬性選擇合理的碾壓組合方式，保證路基壓實(shí)度，提高公路項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。砂性土路基填筑施工中，不同填料對(duì)路基壓實(shí)施工工藝要求會(huì)存在差異。為了提高路基壓實(shí)質(zhì)量，需要根據(jù)公路建設(shè)需求、砂土特性，配置合理的機(jī)械設(shè)備，為壓實(shí)效果奠定基礎(chǔ)，并提高壓實(shí)效率，為后續(xù)施工爭(zhēng)取時(shí)間，保證公路項(xiàng)目的施工在工期范圍內(nèi)完成。

在本文路基壓實(shí)中，應(yīng)用的壓實(shí)設(shè)備主要有膠輪壓路機(jī)、雙鋼輪壓路機(jī)、小型鋼輪壓路機(jī)；對(duì)路邊緣等局部地區(qū)應(yīng)采用振動(dòng)夯板壓實(shí)；對(duì)邊緣區(qū)域采用人工夯錘補(bǔ)充壓實(shí)；應(yīng)降低碾壓施工組合中壓路機(jī)的數(shù)量，注意處理壓路機(jī)之間的銜接問(wèn)題。

5.3 碾壓施工次數(shù)

對(duì)各取土場(chǎng)地，各路塹利用各段的各種土樣分別進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，以確定各種填料的最大干容重、最佳含水量。在處理好的基底上，按照不同填料和壓實(shí)機(jī)具，分別取不小于100 m長(zhǎng)度進(jìn)行路基填筑試驗(yàn)段，確定達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度需要的壓實(shí)遍數(shù)、壓路機(jī)走行速度、松鋪厚度、施工最佳含水量等參數(shù)[3]。

在施工過(guò)程中，應(yīng)在施工前進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)時(shí)的施工環(huán)境、填料性質(zhì)、使用的機(jī)械設(shè)備等因素進(jìn)行綜合分析，得到適宜的碾壓施工次數(shù)，為后期的壓實(shí)施工提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究可達(dá)到公路設(shè)計(jì)要求、經(jīng)濟(jì)性較高的碾壓施工次數(shù)。

砂性土路基壓實(shí)施工中，碾壓次數(shù)是較為重要的參數(shù)之一，影響最終的壓實(shí)效果。砂性土具有更高的流動(dòng)性，壓實(shí)施工中應(yīng)以靜壓為主。本文路基施工中，精平完成后，先應(yīng)用振動(dòng)式壓路機(jī)進(jìn)行1遍靜壓。

當(dāng)砂性土含水量達(dá)到最佳后，繼續(xù)進(jìn)行碾壓，碾壓由外向內(nèi)、由低向高的順序進(jìn)行，為了保證壓實(shí)的銜接性，保證壓實(shí)效果，應(yīng)注意錯(cuò)1/2輪。在碾壓2遍后，對(duì)表面進(jìn)行檢查，如果輪痕較過(guò)于明顯，采用壓路機(jī)大排軸快速碾壓1遍，直至輪痕徹底消除。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，砂性土路基施工難度較高，是公路施工中必須加強(qiáng)管理的工序之一。為了保證砂性土路基施工質(zhì)量，須綜合考慮公路工程實(shí)際情況，嚴(yán)格根據(jù)具體的規(guī)范進(jìn)行作業(yè)和施工，提高路基施工質(zhì)量，保證公路項(xiàng)目社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。