高速公路填砂路基施工技术及质量控制

高速公路填砂路基施工技术及质量控制
摘要：本文主要通过德昌高速公路D13合同工程为实例，较为细致的叙述了在目前国内尚无相应的施工技术规范、质量检验评定标准指导和规范填砂路基施工的情况下，从填砂路基施工的工程背景、施工工艺流程、施工方法、质量控制、填砂路基检测分析了填砂路基的施工技术和质量控制，为以后填砂路基施工提供参考。

关键字：填砂路基施工技术质量控制
1 工程背景
1.1 工程概况
江西省德兴至南昌高速公路D13合同段，位于江西省南昌市高新产业技术开发区。

主线线路全长 2.6km，南昌东互通改建为枢纽互通新建匝道全长8.428km。

由于工程项目地处鄱阳湖湖滨区，沿线或附近可用于路堤填筑的土资源极其匮乏，就近找到的土源，远运土不经济，而沿线砂源较为丰富，故设计上采用砂作为路堤填料。

1.2 整体式路基断面设计
路基设计采用全填砂设计，上路床采用80cm厚3%改良土（改良砂），填砂路基基底设粘土下封层，主线路基为整体式断面，路面宽度26米。

1.3 填砂路基施工技术背景
砂是一种较好的填筑材料，但砂作为路基填筑材料，存在失水后易滑踏，不易压实，干稳定性差的缺陷。

采取砂土填芯，粘土包边——“金包银”的填筑方法，可以发挥两种材料的优点。

由于砂有其自身的缺陷，所以在工程中大面积应用的实例尚不多见，国内也尚无相应的施工技术规范和质量检验评定标准指导、规范施工。

所以填砂路基的施工质量较难控制，且其质量控制对路基的整体稳定性来说非常重要。

2 填砂路基施工工艺流程
3 填砂路基施工方法
3.1清理场地及基底处理
路基用地范围内的树木等均应在施工前砍伐或者移植，路基用地范围内的垃圾、有机质残渣及原地面以下的草皮、农作物的根系和表土应予以清除。

由于填砂路基施工密实主要靠灌水水密，所以为了避免填砂路基灌水浸泡基底，所以在基底处理完成后，填筑一层粘土下封层。

3.2 机械设备组合
3.2.1 砂的运输机械
砂的运输采用自卸汽车运输，本项目中选择金凤砂场为供砂单位，砂场到填砂路基工作面运距约为18km，按照汽车在运输线路上的平均运行速度为35km/h计算，每台运输汽车在路上的运行时间约为62分钟，每台汽车等候装车和卸料的时间大约需要40分钟，所以每台汽车运一次砂的时间大约需要100分钟。

砂场采用装载机装车，每装载满一台汽车约需要5分钟时间。

按此计算，需要21台汽车就可满足连续供应的需求。

为了确保运输及现场摊铺作业的连续性，每次都有25台以上汽车运输。

3.2.2 砂的摊铺、平整、碾压、水密机械设备组合
上层填筑完成后经试验检验满足施工规范要求后，方可进行下一层的填筑施工。

下一层填筑前，根据运输汽车的斗容量，在上一层砂顶面打方格网，根据方格网确定卸料位置。

经实测，项目部所选运输汽车的斗容量约为13.5m³，根据实验室确定的虚铺厚度不大于40cm的要求，在施工中，按照5×6.5m在下层填砂路基上打了方格网。

打了方格网后，砂的卸料位置较均匀，所以由一台推土机和一台平地机配合平整、装载机配合足以。

砂的摊铺采用推土机粗平，平地机精平。

灌水采用一台1.2KW抽水机从附近河道或者水井抽水，然后用水管直接输送至填砂层。

到了填砂层用“十”字接头将水分流，按照30m一个单位进行灌水。

每个施工区段用2台抽水机足以。

砂的碾压采用小型振动碾配合振动压路机碾压，每个施工区段（200~300m），配置一台20t以上振动压路机和一台振动碾。

3.3 摊铺、碾压
（1）、路基填砂平整时按照每30至50m为一个平整区段，压路机在前一区段粗平，平地机在后一区段精平。

（2）、在经过推土机粗平的填筑层上，采用平地机按照路中间低，路侧高，横坡控制在1.5%~2.0%之间摊铺、平整，即“锅底型”。

（3）、洒水是填砂路基施工的关键。

现场洒水时，先路侧后路中心，碾压前表面应无积水，碾压过程中表层砂不液化、不松散，检测此时砂的含水量，基本在最佳含水量范围。

由于最佳含水量受砂的细度模式、含泥量等因素影响，所以最佳含水量以工地实验室试验确定为准。

本项目施工过程中，填筑材料的细度模数约为2.8，含泥量小于5%，试验确定的最佳含水量为11%。

（4）、砂的摊铺厚度经试验段确定，摊铺、粗平厚度经检查不超过40cm。

先洒水至砂的表层含水量不小于10%，再用平地机仔细平整，平整结束，立即采用压路机碾压，对局部含水量偏低的部位（主要是路侧）。

在压实前或压实过程中，可采用水车或者水泵补充洒水至压实的最佳含水量。

（5）、在砂的最佳含水量范围，压路机从路中心（低侧）向路缘（高侧）碾压，碾压速度控制在2~4km/h，用高频率、低振幅，直线进退法进行碾压。

碾压时，压路机往返轮迹重叠不小于1/3钢轮宽，压完全路宽一遍。

采用20t以上压路机，一般碾压6~8遍，压实度达到94%以上，碾压10遍以上，压实度可达到96%以上。

（6）、94区以下40cm用激振力为50t及以上的振动压路机进行补强，补强碾压前，要对填砂路基进行洒水以确保碾压能够有效达到补强效果。

压路机进行补强碾压时应采用强振档，即激振力为50t，补强碾压时每处应碾压20遍，压路机进退各算一遍，碾压时由两边向中间，纵向进退式进行。

3.4 边坡防护
3.4.1 码边袋施工
在路堤每填筑1~2层后，用挖掘机按设计路基宽度及1:1.75边坡坡度进行清刷。

清刷完后，采用编织袋由人工装砂按路堤边坡坡度分层堆码。

码边袋完全由人工来完成，在完成清刷的边坡上，按照测量放线挂线进行码边袋。

编织袋装填后的高度不宜小于80cm，装填高度不宜小于55cm，每层码边袋与下层码边袋的搭接长度不宜小于50cm。

为了确保填砂路基的稳定性，每两层码边袋应该错缝堆码。

3.4.2 包边土施工
每完成2~3m边袋堆码，要及时进行包边土的填筑施工，以避免编织袋经风吹日晒老化破损。

包边土最好选择粘性较大的粘土，包边土的施工由自卸汽车将包边土运送至路基边坡，由挖掘机进行施工。

根据图纸设计包边土的厚度在边坡法向方向的厚度不小于30cm，包边土覆土完成后，要拍打密实。

3.4.3 铺筑六棱快及喷播植草
六棱快的铺筑在路基施工完毕后进行，六棱快施工前用人工对边坡进行挂线修整，对于覆土不足部分要重新覆土，禁止薄层填补法找平。

对于超厚部分，要用人工找平。

边坡找平后，进行六棱快铺砌。

六棱快的铺砌要挂线进行，以确保边坡的平整度。

边坡六棱快铺筑完毕后，对六棱快中间进行填土，填土完成后喷播植草。

3.5上封层施工（或者路床施工）
填砂路基路床的上封层根据设计图纸采用80cm厚3%的水泥土进行防护。

施工时，根据路拌机拌料厚度分层摊铺，分层碾压。

4 填砂路基质量控制
4.1 填料质量控制
4.1.1 含泥量控制
根据江西省在乐温高速公路施工中的经验，砂的含泥量控制在5%的范围以内，比较合理。

所以在德昌项目施工中，设计及业主要求将作为路基填筑材料的砂的含泥量控制在5%以内。

在施工过程中发现，在细度模式和含水量相当的时候，含泥量小于4%砂，在表面风干后很容易松散，下一层填筑时，较容易产生车辙；含泥量大雨5%砂，在灌水碾压过程中，表面较容易板结，形成一层硬壳，在下一层填筑时，经过汽车碾压较易弹簧，实际上是外实而内不实；含泥量在4%~5%的砂，既不易在碾压时表面板结，也不会在表面风干后轻易松散，比较适合作为路基填砂。