李昌元

摘要：填粉細(xì)砂路基在公路工程中案例較少，填粉細(xì)砂路基施工有不同于其他填料路基技術(shù)和質(zhì)量要求，文章以某一級(jí)公路填粉細(xì)砂路基為例，對(duì)填粉細(xì)砂路基的施工技術(shù)和質(zhì)量控制進(jìn)行論述、研究。

Abstract： There are few cases of fine sand subgrade in highway engineering， which is different from other subgrade filling technology and quality requirements. This article takes the fine sand subgrade in a Class-1 highway as an example， and makes a discussion and a research on the construction technology and quality control of of fine sand subgrade.

關(guān)鍵詞：粉細(xì)砂；路基；施工技術(shù)；工藝；質(zhì)量

Key words： fine sand；subgrade；construction technology；technology；quality

中圖分類(lèi)號(hào)：U213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）13-0155-03

0 引言

在公路路基施工中，重點(diǎn)是對(duì)路基填料進(jìn)行選擇。一般情況下填料的選擇和施工工藝往往相差很大[1]。路基填料一直是路基施工中倍受施工單位、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位關(guān)注的問(wèn)題[2]。為了節(jié)約工程造價(jià)、確保工程質(zhì)量，路基填料的選擇、相應(yīng)的施工技術(shù)和工藝一定要結(jié)合工程所在地的地質(zhì)情況、資源情況等因地制宜、合理選取、采用。文章以某一級(jí)公路填粉細(xì)砂路基為例，對(duì)填粉細(xì)砂路基的施工技術(shù)和質(zhì)量控制進(jìn)行論述、研究。

1 工程概況

某一級(jí)公路路線全長(zhǎng)60.800km，設(shè)計(jì)速度采用80km/h，路基寬度24.5m，汽車(chē)荷載等級(jí)公路-I級(jí)；該一級(jí)公路所在地區(qū)內(nèi)地勢(shì)低洼平坦，湖塘廣布，土體含水量大，地下水分布較淺（通常在地表以下0.5～2.0m就有地下水），土壤松軟，大部分地區(qū)是軟弱地基。地表土經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的晾曬，即使在低洼地帶做好排水設(shè)施，降低原狀土水位，其含水量亦無(wú)法達(dá)到土體碾壓最佳含水量要求，導(dǎo)致路基填筑段填前碾壓無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。同時(shí)借土場(chǎng)土體含水量太大，一般都在26%以上，超出實(shí)驗(yàn)最佳含水量很多，通過(guò)翻曬、摻灰改良方式，歷時(shí)較長(zhǎng)，亦很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)將部分填灰土路堤變?yōu)樘罘奂?xì)砂路基。填粉細(xì)砂路基工程數(shù)量見(jiàn)表1。

2 施工技術(shù)及工藝

粉細(xì)砂作為路基填料，其施工工藝同普通填土路基類(lèi)似，但由于其本身的易流動(dòng)性、透水性，在其底部隔離層、反濾層及防護(hù)方面同普通路堤填筑不同，需要做相應(yīng)的特殊設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用包邊法填筑，將路基兩邊外側(cè)一定寬度填筑固定后，再用粉細(xì)砂填筑路基中間部分，形成有側(cè)限的穩(wěn)定路基[3]。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)填砂路基外緣碼砌頂寬1m裝填好粉細(xì)砂的編織袋砂埂，砂埂外再采用寬度2m、4%石灰土包邊。填砂粉細(xì)砂路基橫斷面如圖1。

施工前恢復(fù)中線并清除雜物。按軟基處理設(shè)計(jì)要求做好CFG樁、漿噴樁、塑料排水板、砂墊層等軟基加固措施，路基分層松鋪厚度按底層≤50cm進(jìn)行控制，采用全斷面填筑的方法進(jìn)行。填粉細(xì)砂路基填料的質(zhì)量控制指標(biāo)：含泥量宜為3%～8%，且不應(yīng)結(jié)團(tuán)集中；有機(jī)質(zhì)含量小于5%。

2.1 基底清理、排水

開(kāi)工前，首先按照設(shè)計(jì)要求和技術(shù)規(guī)程用推土機(jī)徹底清理路堤基底的表層土，清表厚度約為30cm。其次，做好路基排水。填粉細(xì)砂表層易失水風(fēng)干，在雨水的沖刷下路基極易遭到破壞，因此開(kāi)工前先要對(duì)路基進(jìn)行排水。填砂前，先在路基兩側(cè)挖出排水溝，按設(shè)計(jì)要求，排水溝寬約1.0m，深約1.5m，實(shí)際開(kāi)挖深度和開(kāi)挖寬度以溝內(nèi)的水可順利排到周?chē)乃疁匣蛩翞闇?zhǔn)。同時(shí)要注意周?chē)粱蛩疁系纳疃?，防止積水倒灌。

2.2 路基填筑

既有路基底部清表整平后，在路堤坡腳端碼砌裝填好粉細(xì)砂的編織袋，做成頂寬1m，高50cm的砂埂。當(dāng)填砂厚度大于等于1m時(shí)，鋪設(shè)一層粉細(xì)砂貫通層，貫通層端部用透水土工布包裹。當(dāng)填筑厚度小于1m時(shí)，施工時(shí)需要開(kāi)挖至1m的位置，填筑貫通層時(shí)，中間需要布置一層防滲土工布。之后開(kāi)始填筑包邊部分之內(nèi)粉細(xì)砂，以每50cm一層往上填筑，砂層每填完一層，包邊一層。

填砂路基全斷面分層填筑，分層壓實(shí)。按照填砂路基橫斷面全寬分水平層次逐層向上填筑，如原地面不平，由最低處分層填起，每填一層，檢測(cè)壓實(shí)度符合規(guī)定后，再填上一層。

2.3 粉細(xì)砂運(yùn)輸、整平

在通過(guò)驗(yàn)收的填粉細(xì)砂路基表面填筑時(shí)，所填筑的砂層厚度至少應(yīng)該達(dá)到20cm，填筑過(guò)程中要對(duì)砂層灑水保濕，將砂的含水量保持在15%以上；如果遇到較深的車(chē)轍，需要使用推土機(jī)或壓路機(jī)將有車(chē)轍的表層整平，以確保運(yùn)送砂料的自卸汽車(chē)能夠開(kāi)到規(guī)定的卸車(chē)地點(diǎn)。采用履帶式推土機(jī)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”；攤鋪粗平厚度達(dá)到50cm后，使用壓路機(jī)碾壓，對(duì)像路側(cè)一類(lèi)含水量稍低的部位，碾壓時(shí)注意灑水保濕，直至壓實(shí)度達(dá)到最佳含水量。灑水保濕后直接用汽車(chē)運(yùn)到工地，粉細(xì)砂分層厚度應(yīng)該達(dá)到50cm，若達(dá)不到這一標(biāo)準(zhǔn)，不僅無(wú)法確保表層壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，而且會(huì)浪費(fèi)機(jī)械臺(tái)班。過(guò)厚的話，底部壓實(shí)度往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，而且汽車(chē)在粉細(xì)砂頂部會(huì)難以行進(jìn)。作業(yè)中，應(yīng)該實(shí)時(shí)檢測(cè)橫坡或表層的平整度，以確保其符合技術(shù)指標(biāo)。

2.4 含水量控制

填粉細(xì)砂路基施工，灑水是關(guān)鍵，可采用灑水車(chē)或潛水泵灑水，根據(jù)碾壓前測(cè)得的砂含水量以及當(dāng)日的天氣狀況確定灑水量。灑水時(shí)要從路側(cè)逐漸向后路中心推進(jìn)，控制好灑水量，確保碾壓時(shí)表層濕潤(rùn)但不能有積水，不松散也不液化，通過(guò)檢測(cè)得到砂的實(shí)際含水量與最佳含水量基本一致。粉細(xì)砂含水量保持在15.6%左右時(shí)干密度達(dá)到最大值1.62g/cm3。在帶水碾壓時(shí)，填細(xì)砂表層出現(xiàn)濺水現(xiàn)象，表層極易碾壓密實(shí)。

通過(guò)常規(guī)檢測(cè)嚴(yán)格控制石灰包邊土的含水量。在實(shí)際施工中，當(dāng)石灰土混合料含水量略大于最佳含水量的2～4%時(shí)，按照一般填土路段的操作方法進(jìn)行碾壓控制。

2.5 碾壓

粉細(xì)砂具有無(wú)粘結(jié)性、無(wú)可塑性的特點(diǎn)[4]，填粉細(xì)砂路基的壓實(shí)度與碾壓機(jī)械設(shè)備的組合情況、表層的松鋪厚度、碾壓遍數(shù)、材料注水是否均勻以及注水后的飽和度、是否帶水碾壓等諸多因素存在緊密的聯(lián)系。其中，對(duì)松鋪厚度的控制最為關(guān)鍵，松鋪厚度小于設(shè)計(jì)值，表層壓實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也會(huì)浪費(fèi)機(jī)械臺(tái)班。在機(jī)械設(shè)備組合方面，建議使用噸位較大的振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行表層的碾壓作業(yè)，作業(yè)時(shí)應(yīng)確保該設(shè)備的振動(dòng)頻率高，激振力保持在36t（即自重在18t以上）以上。對(duì)松鋪厚度控制在50cm左右、壓實(shí)度94%的填粉細(xì)砂路基，采用靜壓1遍+振動(dòng)6遍+靜壓1遍的壓實(shí)組合可以達(dá)到壓實(shí)要求。

石灰包邊土和普通石灰土的碾壓工法是相同的，但是碾壓石灰包邊土層時(shí)，對(duì)邊緣與砂層接合部位要重點(diǎn)控制，尤其要保證機(jī)械安全、穩(wěn)定。

3 質(zhì)量檢測(cè)控制關(guān)鍵

質(zhì)量控制離不開(kāi)質(zhì)量檢查，工程施工質(zhì)量的判定必須建立在真實(shí)的質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)之上[5]。粉細(xì)砂保水性差，表面易風(fēng)干，經(jīng)過(guò)碾壓的填砂路基表層5～10cm厚的表層易松散，碾壓時(shí)要對(duì)該部位的壓實(shí)度進(jìn)行重點(diǎn)測(cè)控。

3.1 寬度

通過(guò)層層放樣工法進(jìn)行寬度控制，按照路側(cè)標(biāo)高計(jì)算出填層寬度然后撒灰線做標(biāo)志，推土機(jī)操作員在攤鋪砂料時(shí)要嚴(yán)格把控寬度線，攤鋪到位后用履帶壓實(shí)。

3.2 厚度控制

一般情況下，自卸車(chē)在砂層上難以按照規(guī)定的卸料點(diǎn)卸放砂料。在作業(yè)過(guò)程中，根據(jù)填層段落長(zhǎng)度、填筑寬度和填筑厚度通過(guò)計(jì)算得到本層要填筑的工程量，用該數(shù)值乘以1.20的車(chē)載松方系數(shù)，計(jì)算出本層應(yīng)該卸多少車(chē)砂料，根據(jù)總量對(duì)本層填砂的松鋪厚度進(jìn)行控制；將表層粗平后，對(duì)斷面標(biāo)高重新施測(cè)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果控制本層松鋪厚度，復(fù)測(cè)的層厚應(yīng)該在50cm以內(nèi)。

3.3 壓實(shí)度控制

碾壓前，表層含水量不宜超過(guò)15%～20%的控制范圍，碾壓時(shí)重點(diǎn)控制碾壓遍數(shù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)的壓實(shí)度對(duì)本層進(jìn)行碾壓控制；路側(cè)邊緣局部的壓實(shí)度無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)使用小型振動(dòng)夯灑水壓實(shí)。

4 結(jié)論

施作填細(xì)砂路堤時(shí)注意控制幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)：①碾壓完下層填細(xì)砂填筑層后再次上砂時(shí)，對(duì)碾壓成型的下層填細(xì)砂表層灑水濕潤(rùn)，避免保水性差、易風(fēng)干的細(xì)砂層失水松散后破壞上層的填筑質(zhì)量。在94區(qū)粉細(xì)砂施工完畢后，應(yīng)盡快施工96區(qū)下路床石灰土，確保填砂路基的施工質(zhì)量。②在填粉細(xì)砂路基質(zhì)量檢測(cè)方面，受材料保水性差和表面風(fēng)吹等因素影響，在已經(jīng)碾壓成型的填粉細(xì)砂路基表面會(huì)仍然存在5～10cm左右深度不同的松散層。所以在檢測(cè)填粉細(xì)砂路基壓實(shí)度時(shí)，可只對(duì)下層進(jìn)行檢測(cè)控制，而表層不予檢測(cè)，如此周而復(fù)始循環(huán)檢測(cè)。

此外，取砂場(chǎng)的汽運(yùn)路線應(yīng)合理布置，車(chē)輛數(shù)量應(yīng)滿足現(xiàn)場(chǎng)攤鋪連續(xù)性。粉細(xì)砂路基施工如中間未連續(xù)，再次上砂之前，需對(duì)下層粉細(xì)砂表面灑水、靜壓，防止其表面松散，影響上層車(chē)輛通行。

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