岳常高速吹填砂路堤施工技術探討

河南省公路工程局集團有限公司 衛(wèi)巧鋒

岳常高速途徑洞庭湖平原，軟基工程量大，路堤填料嚴重匱乏，全線路堤填方1 450萬m3，其中85%需要遠運借土，借土最遠距離達60 km。岳常高速沿線河流眾多，河砂豐富，為加快施工建設進度，同時節(jié)省造價，岳常高速主要利用安鄉(xiāng)河、藕池河、梅田湖河等河流中大量的河砂資源，在TJ-15和17～21等合同段，采用了高速公路吹填砂路堤施工工藝。本文，筆者主要從施工流程、施工要點等方面介紹路堤施工技術，以期對同行有所參考。

一、吹填砂施工工藝流程

施工過程中，河砂的黏接性以及可塑性比較小，難以形成板體，在一定基礎上改善了天氣干燥時的施工質(zhì)量，天氣干燥時，砂石路基比較松散，若再受雨水沖刷，容易導致邊坡崩坍，因此，在使用吹填砂路堤施工的過程中，通常采用中間吹砂的方式進行外包設邊土和封頂層填筑，以改善吹填砂路基的施工狀況，若是存在地基的質(zhì)量控制，還需要根據(jù)地基進行處理，再進行吹砂填筑，吹填砂的路堤填筑施工工藝的主要流程如下：構筑臨時排水系統(tǒng)→填筑攔水壩→吹填設備及管道布設→路基分層吹填砂→路堤分層整平壓實→壓實度檢測→路堤沉降觀測→包邊土及封層土施→邊坡防護。

二、施工要點

1.構建臨時排水系統(tǒng)。為了最大限度地減少水土流失，改善水文狀態(tài)，需構建臨時排水系統(tǒng)。臨時排水系統(tǒng)可以減少河道干擾，對水道的質(zhì)量進行調(diào)控，并且能確保循環(huán)水的質(zhì)量，對施工過程中的質(zhì)量控制具有重要作用。此外，臨時排水系統(tǒng)還可以提高路基質(zhì)量控制的穩(wěn)定性。在吹填砂工程中需要依據(jù)一定的標準，針對整體的工程控制措施來有效調(diào)整水輸送砂石的質(zhì)量控制措施的整體性能。在吹砂之前，還需要依據(jù)一定的標準對排水系統(tǒng)的功能進行檢測，這樣才能有效調(diào)控吹砂。軟基處理時，碎石墊層施工前，地表要平整，以防止低洼處長期積水，碎石墊層上一定要加設透水土工布，以加速砂路堤的排水固結。

2.構建攔水壩。吹填砂之前，需在路基設計寬度以外筑好攔水壩，攔水壩第一層采用片石、碎石加砂袋在路基坡腳外側填筑，以保證路基坡腳的密實度。其斷面尺寸根據(jù)每層吹填厚度而定，厚度不大于1 m時，壩的寬度一般為80 cm（片石、碎石厚度不宜小于50 cm），厚度確定以滿足自身穩(wěn)定為標準。在岳常高速吹填砂路堤施工中，包邊用的砂袋作為攔水壩的一部分，也具有十分重要的作用。

3.路基分層吹填砂。吹砂路堤采用分段推進方式進行，即一段吹完成后，再接長管線吹填下段，每吹完一層經(jīng)壓實合格后再吹填上一層。分段距離約200 m。當吹填距離超過吹砂設備最大能力時，可采取加壓或二次抽吸的方法。當排砂管口高程超過砂泵最大揚程時，可采取附加加壓泵。當路堤高度小于2 m時，可作一次吹；當路堤高度大于2 m時，應采用分層吹，分層厚度為1 ～ 2m。但如果超過極限高度，一次吹太厚，路堤容易失穩(wěn)，同時考慮壓實問題，故而要求此時的吹分層厚度不宜超過70 ～ 90 cm。吹砂管的砂土不能只針對某一處的砂土進行吹填，應該根據(jù)實際施工情況，合理確定吹砂的落腳點。吹填砂的整體質(zhì)量控制措施要依據(jù)一定的控制標準進行。吹填的過程要按照一定的標準進行調(diào)控，并配合推土機推平，用人工配合的方式來清除沉淀下來的泥漿，每次在關機停吹前都需要按照一定的標準噴一定時間的清水，這樣既可以防止出現(xiàn)堵管的情況，又可以把吹砂帶來的泥漿清理干凈，以防止出現(xiàn)積泥隔離層，避免路堤工后沉降過大或填筑時邊坡因有泥漿層而失穩(wěn)。吹填砂過程中，隨排砂管排出的有水、砂、淤泥和其他雜物。由于砂的密度大，因此阻力大、流速慢，容易沉淀下來，而淤泥及其他雜物密度小，流速快，隨水流動易在出水口、橫向攔水壩及截水溝處沉積下來，造成該處的砂含泥量較大、雜物較多，為確保路基質(zhì)量，應將該處不合格的砂挖掉。

4.路堤分層整平壓實。路基填筑壓實是控制施工質(zhì)量的關鍵工序，由于砂料的離散特性，必須通過碾壓試驗確定施工參數(shù)，選取壓實機械。壓實機械的選擇主要考慮可能取得的設備類型、設計壓實標準（壓實結果應滿足設計要求）、填筑材料的性質(zhì)、砂料含水量大小、施工強度大小、施工場面大小與壓實部位等方面。考慮到砂料的特殊性，采用前后驅動、裝置密封性能良好的自行式光輪振動碾。

在一般的路基工程施工中，通常都采用碾壓的方法施工，以達到預期的效果。砂性土作為一種松散材料，通常是由固態(tài)的砂、氣態(tài)（空氣）、液態(tài)（水）三相組成，過分碾壓容易出現(xiàn)凝聚性差等問題，導致沙土液化情況的出現(xiàn)，影響最終的碾壓質(zhì)量。當在一定基礎上填土厚度較大時，壓路機的作用就得不到充分發(fā)揮，因此，施工時需要嚴格按照壓實標準進行。具體來說，應先排水1 ～ 2 d后，再用推土機（或由平地機配合）整平預壓，然后采用振動式壓路機進行碾壓，碾壓時的含水量和壓實遍數(shù)應根據(jù)現(xiàn)場情況來確定。對于水源充足的通道、橋頭及其他構造物臺背處的質(zhì)量控制可以根據(jù)整體的質(zhì)量控制進行相應的調(diào)整。

5.壓實度檢測。結果應符合《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）規(guī)定要求。

6.路堤沉降觀測。在路堤吹填的過程中，若進行沉降或穩(wěn)定性檢測，不僅需要及時進行沉降或位移的觀測和記錄，還需要對路堤每層都進行穩(wěn)定性監(jiān)測，便于在調(diào)控的過程中繪制沉降曲線等圖文資料。在路基填筑之后，還需要觀察下沉值，以便分析路基的穩(wěn)定狀態(tài)。

7.包邊土及封層土施工。該項目采用袋裝砂＋黏土的方式進行包邊，包邊黏土采用人工掛線攤鋪，且攤鋪寬度應比設計寬20 cm以上，黏性土要求液限小于50%，塑性指數(shù)不超過26。當包邊黏土碾壓完畢后，應按規(guī)范要求檢測壓實度、平整度、寬度、標高（重點檢查砂土與黏土的結合部位的壓實度）。封層同樣采用黏土，黏土要求液限小于50 %，塑性指數(shù)不超過26，除此以外還要達到規(guī)范規(guī)定的路基填料最小強度和最大粒徑的要求，若壓實度達不到要求，可采取摻水泥等措施，使壓實度達到標準要求。綜合考慮施工和防滲透的需要，封層土厚度確定為50 cm。

8.邊坡防護。邊坡防護填筑工程的寬度、厚度要合理，以避免雨水對表坡的沖刷，導致砂土流失淤塞邊溝等情況的發(fā)生，防止毀壞農(nóng)田。在路基填筑到一定高度時，還要對路基的邊坡進行臨時的防護，以保證路基正常施工的順利進行。邊坡臨時防護工作采用編織袋裝砂并堆碼整齊，堆碼高度為40 ～50 cm一層，可起到臨時防護的作用，有效避免在永久防護建立前雨水對邊坡的沖刷，以保證路基的穩(wěn)定。

三、結論

經(jīng)過造價初步分析核算，岳常高速吹填砂路堤平均綜合單價約37元/m2，遠運借土平均綜合單價約52元/m2，路堤填筑節(jié)約單位造價約15元/m2，15、17～21等合同段吹填砂路堤方量約370萬m3，節(jié)約造價約5 550萬元。因此，岳常高速吹填砂路堤施工技術具有明顯的經(jīng)濟和社會效益，在情況類似的項目中值得推廣應用。