填砂路基的施工技术与质量控制

填砂路基的施工技术与质量控制
第三工程公司
[摘要] 填砂路基由于填料的变化，使得其在施工中，击实标准、上料填筑、压实度检测都很难确定，本文在实践的基础上就这几个问题做一些阐述。

[关键词] 填砂路基击实标准布料压实度控制
1 工程概况
上海至武威国家重点公路泌阳至南阳高速公路是河南省和南阳市规划的主骨架公路，更是贯穿我国东中西三个经济带的一条东西大通道。

沿线地貌类型比较简单，为河流冲击平原河案与河槽底高差为。

沿线经过的两大河流唐河、白河在旱季的水位在60-100CM,宽度约50~80米,雨季的由于上游有游览区橡胶坝的调控,水位变化较大,届时水深约5米,全部淹没河床地段。

路线经过区域属于北亚热带季风型大陆性气候区。

四季交替较为明显。

东干冷，少雨雪；夏炎热，雨量充沛；春回暖快，降雨逐渐增多；秋季凉爽，降雨逐渐减少。

年平均降水量为678.1~967.8 mm，降水量多集中在5-9月份，约占全年的60~80%。

2 材料的选取
根据本地的《工程地质勘察报告》，该区域从第四系下更新统至上更新统，全更新统的粘土、亚粘土均具膨胀性，且有随深度的增加和时代变老而膨胀性增强的特点。

自由膨胀率介于31%~79%，涨缩总率介于0.03%~4.8%之间，以弱膨胀土为主，局部为中等膨胀土。

该段路基填方设计为膨胀土掺灰处理。

考虑到膨胀土掺灰处理路拌很难拌和均匀，且遇水易膨胀，失水易干裂，又因为该地区雨量丰富，靠翻晒降低膨胀土含水量很难，施工质量和施工进度都无法保证，我标段结合实际情况，考虑我们施工紧靠白河，白河两侧砂源富足，所以决定利用当地丰富的中砂材料进行路基填筑，边部利用透水性能较好天然砂砾石进行包边处理。

路床顶填筑砂砾石进行处理。

路基填筑形式如下：
Ⅰ、路基填筑（路床顶面至基底）≤80cm用砂砾石及水泥稳定砂处理填筑。

Ⅱ、路基填筑（路床顶面至基底）＞80cm，采用白河砂填筑，边部两侧2.5米范围用砂砾包边，路床顶面以下80cm全部用砂砾石及水泥稳定砂处理填筑。

示意图：
3 填砂路基的施工技术与质量控制
3.1击实标准的确定
3.1.1在施工填砂路基前，首先根据规范要求对材料进行室内重型击实试验，求出最大干密度和最佳含水量，给填砂路基控制施工找到一个初步的控制标准。

从室内重型击实试验结果可以看出填料砂的最佳含水量为15.8%，相对应的最大干密度为1.75g/㎝³（附表）。

击实试验记录
3.1.2此试验结果我们进行了填砂路基试验段施工.但从试验段的压实度（灌砂法）检测的结果看，我们进行了每碾压一遍检测一次干密度，检测点位保持相对固定，直至干密度不在增长，通过数理统计确定最大干密度标准数值都大于1.75，最大干密度为1.84与之相对应的最佳含水量为12.5%，见下表
不同压实遍数检测数据
说明室外压实标准确定的最大干密度与室内重型击实试验确定的最大干密度存在着很大的差异。

采用试验段确定的最大干密度更能反映压实的真实情况，检测的数据更为合理可信，施工时应以试验段确定的最大干密度做为标准控制施工。

3.1.3室内与室外不同分析原因有：
1) 验室做室内重型击实试验前对原材料填砂进行了过10㎜筛，填料粒径更小。

2) 室内重型击实试验最上面一层是松散的，路基填砂采用水夯法压路机压实后，采用灌砂法取压实度时已将最上面一层3~5㎝（松散层）刮掉。

3) 砂场料源十分富足，但是砂子的细度模数也不是十分均匀。

3.1.4确定砂土最佳干密度的有效途径
根据施工实践，由于砂的不均匀性,砂源的材料的细度模数,砂砾的含量不同等等都会对施工过程中的压实度控制带来不少的麻烦,如果取用的击实标准不当,就会出现压实度不够或超百现象,这是我们在各种检查中最头疼的事.因此我们采取了一系列措施进行控制。

3.1.
4.1利用不同的细度模数进行室内重型击实试验，求出不同细度模数的砂的最大干密度和最佳含水量,作为我们施工控制的一个重要依据。

细度模数与最大干密度关系图
3.1.
4.2根据不同的砂砾含量进行室内重型击实试验，求出不同砂砾含量的砂源最大干密度和最佳含水量,作为施工控制的依据
砾石含量与最大干密度关系图
3.1.
4.3经常对压实效果进行统计分析，确定合理的施工控制最大干密度。

3.2砂的运输与现场布料
砂砾与砂同步进行填筑，分层填筑厚度同填砂一样，使细粒料均匀地填充至较粗骨料之间，并配合振动压路机进行碾压，使粗细集料彼此间找到最佳的镶嵌位置。

首先用白灰撒出坡脚线，沿坡脚线向内布设砂砾2米，后用挖掘机、装载机装砂，自卸汽车运砂的方式进行布料，合理选取汽车运输路线并设立标志，汽车的配备数量应根据实际情况进行调整，根据自卸汽车运砂的吨位和路基分层填筑的厚度，确定每辆自卸汽车拉砂可摊铺的面积（可划好方格控制）。

填筑路基不同于填土、填石路基，它最大的难点是因为汽车无法将中砂运输到指定的填筑位置（载重汽车极易陷进路基里），因此给运输车安排一个行车路线是非常重要的，砂砾包边施工时可以作的稍宽一些，做为运输的临时便道，砂土只能卸在施工便道的附近，然后利用推土机或装载机等设备进行二次倒运摊铺，避免了施工车辆不易通行以及车辆对已完路基表面的质量造成破坏。

对施工便道我们采取在施工完后可将砂砾料用挖掘机刷坡至设计位置并将多余的砂砾顺便摊铺在路床顶的方式进行处理，效果很好，运输车行车路线示意图如下：
路基中线
砂砾包边
行车道安排示意图
行车道安排示意图
3.3填砂路基填料施工现场含水量的控制
控制路基路面压实含水量是保证压实度极其均匀性的前提条件，压实含水量的控制必须在碾压前做现场抽样测定，考虑到砂填路基渗水比较快，所需的洒水量又比较大，为了保证填砂压实控制在最佳含水量±2%，施工时最佳含水量尽量控制在上限。

随时对含水量进行检测，含水量的测定选用酒精燃烧法或烘干法。

施工时由于水车无法行驶到路基进行洒水，我标段开始施工前在路基征地界处（便道的另一侧）每隔50~80米打一水井，配备水泵，整平后对填料进行均匀洒水，很容易解决这一洒水难题。

填砂路基遇雨或雨后施工较为方便。

雨季对填砂路基的施工质量和进度影响较小。

3.4碾压方案的优化
通过试验段确定适宜的松铺厚度、碾压遍数、最佳的机械配套。

压实时，采取先轻后重的原则，在压实度为93%的区域，首先用14T压路机进行静压一遍（从两侧向中央、一遍为一个来回），然后用18T或20T振动压路机进行振动碾压二个来回，后再用14T路机进行静压一遍,；在压实度为94%的区域，振动压路机进行振动碾压三个来回，后再用14T路机进行静压一遍；在压实度为96%的区域，振动压路机进行振动碾压四个来回，后再用14T 路机进行静压一遍。

压路机碾压速度要适中（2.5KM/H），碾压直线段时由两边向中间碾压、碾压小半径曲线段由内侧向外侧的顺序进行。

纵向采用进退式进行，压路机每次横向碾压重叠压实宽度控制在10cm左右，碾压时应达到无漏压、死角，确保碾压均匀密实。

3.5压实度检测：
Ⅰ、检测方法：包边砂砾及上路床砂砾填筑施工的压实度检测采用填石路基相同的标高控制法（沉降法），检测时在碾压完毕的砂砾上布点（用白灰布点或小块钢板）测量该点的标高，然后采用重型压路机（18T）连续碾压2遍后，检测同一点位的标高,两点相对高差小于2㎜，即判定为压实度合格。

虽然采用沉降量法测定天然砂砾的压实度还没有在质量检验评定标准中明确规定，但在实际施工中可以作为检测压实度的一个控制依据。

但是普通的水准仪的标高测量精度只能达到1mm,因此施工过程中沉降观测可信度低.为保证路基压实度检测的精度，我们购置一台DNA03数字式水准仪进行沉降检测，他的检测精度可以达到0.001mm.
Ⅱ、检测方法：填砂路基测定压实度采用灌砂法。

由于填砂路基表面的松散特性，我们的路基压实度检测工序安排在上一层路基施工完毕后进行，即第N层路基碾压施工完毕后，直接铺筑N+1层路基，碾压完毕后在N+1层路基表面开挖足够检测范围，然后检测第N层的路基压实度，保证了路基的填筑质量。

Ⅲ、检测频率：测点间距每20米设置两点，每2000㎡至少设置8个测点，不足200㎡时，至少设置二个测点。

4 结束语
通过我标段的填方路基的施工中，道路的整体压实质量能满足规范要求，同时由于部分路段的填方高度较大，在6~8米，因此为保证沿河地段路基的整体稳定性，我们用浆砌片石防护的工程防护方式对路基进行了加强，同时对于大于4米小于六米的地段利用拱型骨架方式进行了边坡防护，效果会比普通的防护形式好，本施工方式非常适合在多雨的地区进行高填方路基施工，因为他不受气候和温度的影响，特别是雨季施工中质量和施工进度都有保证。

由于没有相关的施工案例，对填砂路基的工后稳定性以及沉降必须进行跟踪观测。

以进一步取得填砂路基施工的可行性报告。

参考文献:
[1] 公路路基施工技术规范中华人民共和国交通部发布
[2] 陈宝义殷昆刘大军高速公路膨胀土填料的改性极其施工技术。