江漢平原高速公路填砂路基設(shè)計應用

何　平，楊　剛

(中國公路工程咨詢集團有限公司(武漢)橋隧分公司，湖北 武漢　430056)

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江漢平原高速公路填砂路基設(shè)計應用

何平，楊剛

(中國公路工程咨詢集團有限公司(武漢)橋隧分公司，湖北 武漢430056)

摘要：公路建設(shè)發(fā)展以來，平原地區(qū)高速公路路基填料來源一直是制約工程造價、決定整個高速公路質(zhì)量的關(guān)鍵因素，著重闡述了江漢平原高速公路填砂路基設(shè)計應用的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高速公路；填砂路基；江漢平原

1引言

江漢平原位于長江中游、漢江中下游，地勢平坦，土地肥沃。隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，區(qū)內(nèi)高速公路網(wǎng)絡(luò)日益發(fā)達。當?shù)刂凡牧先狈Γ偷厝⊥敛粌H占用耕地，而且填料質(zhì)量難以保證，改良處理在經(jīng)濟成本及工期成本上亦耗費巨大。本地區(qū)依托長江、漢江航道，碼頭總舵，水運便利，江河、湖泊砂料來源豐富。采用填砂路堤可以解決填料來源，有效減少對耕地的占用。而且由于江漢平原地區(qū)雨水較多，填砂路基工藝受雨天影響較小，相比傳統(tǒng)填土路基可以有效縮短工期，具備明顯的經(jīng)濟及社會效益。

監(jiān)利至江陵高速公路位于江漢平原西部，長江北岸，加強了隨岳高速、沙公高速、二廣高速的聯(lián)系與轉(zhuǎn)換，對完善區(qū)域路網(wǎng)、提高路網(wǎng)運營效率起到重要作用，實現(xiàn)了優(yōu)勢互補、相互協(xié)作。本項目借鑒長三角地區(qū)、贛撫沖擊平原等地區(qū)高等級公路的成功經(jīng)驗，并結(jié)合項目所在地區(qū)隨州至岳陽高速公路、潛江至石首高速公路填砂路堤設(shè)計施工成果，經(jīng)綜合比選后提出合適的填砂路基設(shè)計施工方案。

2填砂路基設(shè)計流程

監(jiān)利至江陵高速公路全線除橋梁及分離式立交外均為填方路基，最大填高約7.9 m。受填砂路堤填料成本及施工工藝影響，路基造價在工程總造價中占據(jù)相當大的比例。因此路線設(shè)計中應多方比選后采用最優(yōu)化的縱斷面設(shè)計，以盡量降低路基填高，節(jié)約建設(shè)和運營成本。

2.1填砂路基橫斷面設(shè)計

江漢平原地區(qū)河、湖砂以粉細砂為主，是無粘聚力的松散材料。為保證路堤穩(wěn)定，防止砂料流失，同時兼顧后期坡面綠化要求，設(shè)計時采用經(jīng)改良后的粘土進行包邊。綜合考慮項目區(qū)土資源缺乏的實際情況，以及包邊土施工、壓實的需要，參考隨岳、潛石等高速的經(jīng)驗，包邊土厚度采用2.0 m。邊坡采用三維網(wǎng)噴播植草及拱形骨架內(nèi)植草防護，以實現(xiàn)固土、防沖刷及景觀綠化效果。

為確保路基壓實度達到設(shè)計要求，填砂路堤采用堆填施工工藝、浸水碾壓方式進行施工。施工過程中需采用灑水車或水泵對填筑的路基進行浸水，使路基達到最佳含水量并保水密實。為了保證路基的排水通暢，防止路基水害導致地基過度浸泡，原地面設(shè)置不小于3%排水橫坡并碾壓密實。基底鋪設(shè)50 cm厚砂墊層，砂墊層頂部采用復合土工膜以起到隔水作用。兩側(cè)設(shè)置排水通道，并碼砌袋裝砂加固坡腳。包邊土層設(shè)置間距1.5 m、D15 cm濾水砂袋作為邊坡排水通道。

為確保填砂路基路床強度、保證路面性能，在填砂路堤頂部設(shè)置頂封層，對上、下路床均采用80 cm開山毛渣進行處治，在路床底面與路堤頂面之間設(shè)置雙向土工格柵。處理后路床壓實度及相關(guān)指標應滿足規(guī)范要求。

2.2填砂路基施工工藝

河砂、湖砂具有水穩(wěn)性好、透水性強、沉陷快、飽水易壓實等特點，經(jīng)方案比選后采用堆填砂工藝、浸水壓實技術(shù)進行施工。

(1)填砂堆填施工流程

充分準備好施工工作，拖運砂料，推土機的推平初壓工作，平地機整平，連接管道灌水，振動壓土機碾壓，灑水車灑水到適當程度，振動機復壓，檢測滿足要求，下一層填筑。

(2)施工作業(yè)長度、攤鋪厚度、寬度、橫坡度、路基排水的控制

每個作業(yè)段的長度控制在400～500 m左右，或者每兩道明結(jié)構(gòu)物之間作為一個作業(yè)段；為確保對路基的充分壓實，填砂路堤填筑的攤鋪寬度應確保寬出設(shè)計寬度50 cm，分成水平層次逐層向上填筑；填筑第一、二層砂時，施工橫坡度控制在3%左右，且應設(shè)成內(nèi)傾橫坡，橫向水流指向路中心，逐層填高后，施工橫坡度可適當減小。填砂路基施工應做好施工期臨時排水總體規(guī)劃和建設(shè)，臨時排水設(shè)施應與永久性排水設(shè)施綜合考慮，并與工程影響范圍內(nèi)的自然排水系統(tǒng)相協(xié)調(diào)。同時，應確保填砂時灌入路基內(nèi)的水順暢流出。

(3)填砂路基的壓實

砂墊層靜壓平整完成后，采用灑水車或水泵對填筑的路基進行浸水，使路基保水密實。路基浸水必須使水浸透整個填筑層。路基浸水使水流壓力不能過大，采用凈水水流浸透整個路基。浸水過程中用水量不能太大，不能將地基過度浸泡，使得地基承載力下降。

碾壓順序：

凈水浸透整個路基后，經(jīng)過一段時間的透水，并不時檢查路基的含水量，路基在試驗室試驗所確定的最佳含水量2%以上。開始碾壓路基，先靜壓1遍后，從路基外側(cè)向路線中心碾壓，碾壓速度按照規(guī)范要求進行。然后弱振1遍，再采用振動碾壓，每碾壓1遍就測定路基的壓實度和路基沉降量。在測定路基壓實度大于96%為止。

檢測完畢后進行下一層路基填筑。第2層填砂路基填筑，堆碼砂袋按照40 cm控制。路基填筑松鋪厚度也按照40 cm。開始采用壓路機振動碾壓路基，先碾壓2遍后。再每碾壓1遍就測定路基的壓實度和路基沉降量。在測定路基壓實度大于96%為止。

填筑完成后對所有施工數(shù)據(jù)進行整理。確定填砂路基的最佳松鋪厚度，最佳碾壓含水量，最佳的碾壓遍數(shù)。整理數(shù)據(jù)并形成填砂路基試驗段總結(jié)報告，以指導今后的施工。

(4)包邊土的壓實

包邊土施工前采用灑水車調(diào)整青砂攤鋪后的含水量，使碾壓前含水量約大于最佳含水量2%以內(nèi)，并使其自然密實。

整形后的路基要確保達到規(guī)定的平整度、坡度和路拱，并特別注意接頭順直平整。壓實施工中遵循：“先邊后中、先輕后重、先慢后快”的原則進行。在確保安全情況下碾壓到邊，保證超寬填筑坡面刷坡后，設(shè)計范圍內(nèi)的路基壓實度滿足設(shè)計要求。

(5)施工過程注意事項

①在施工過程中，應把邊坡設(shè)計坡度適當放緩，以保證邊坡的穩(wěn)定性。在填筑厚度超過0.8 m時在邊坡坡腳處碼砂袋，砂袋的容量應在能裝60～70 kg砂左右為宜，砂袋應與路基中線垂直，碼第二排時應應與第一排重疊2/3長度，并錯縫碼放；

②每填筑5～6層砂即應填筑包邊土，填土寬度為2 m，并及時碾壓密實，碾壓過程中，確保砂墊層底部排水通暢。

③每層攤平初壓后，灌水應均勻，邊坡附近和涵洞八字墻后等不易壓實的部位，要在邊坡碼完砂袋和整好包邊土后繼續(xù)灌水，在接近最佳含水量時及時碾壓整平。

2.3填砂路基施工檢測要求

填料的含水量檢測最好采用烘箱烘干。因為填料顆粒較細、粘結(jié)力差，壓實度檢測只能采用環(huán)刀法，現(xiàn)場采用1 000 cm3的大環(huán)刀進行壓實檢測。檢測頻率達到.每1 000 m2檢驗2點，必要時可根據(jù)需要增加檢驗點數(shù)；橋涵、通道及其他構(gòu)造物檢測時采取隨機抽查方式取樣，每層不少于3點。

3結(jié)論

江漢平原地區(qū)土地肥沃，路基填料缺乏且土地資源寶貴。高速公路路堤施工采用填砂路堤方案不僅質(zhì)量可靠、工期較短，具有良好的經(jīng)濟效益，而且節(jié)約大量耕地和農(nóng)田，具有良好的社會效益。監(jiān)利至江陵高速公路設(shè)計施工中采用填砂路基方案，取得了明顯的效果，為該地區(qū)后續(xù)項目提供了經(jīng)驗。

參考文獻：

[1]顏昌雄，張再武. 江漢平原高速公路吹填砂路基設(shè)計研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2014，(25).

[2]蔣鑫，凌建明，李進. 高速公路填砂路基設(shè)計若干關(guān)鍵問題[J].地下空間與工程學報，2011，(3).

Jianghan plain highway subgrade fill sand design applications

HE Ping，YANG Gang

(China Highway Engineering Consulting Group Co., Ltd. (Wuhan) Branch Bridge and Tunnel，Wuhan,Hubei 430056,China)

Abstract:Since the development of highway construction, highway roadbed filler plains sources have restricted the construction cost, the key factors determining the quality of the entire highway, this article focuses on the content of sand filling roadbed Jianghan Plain highway design applications

Keywords:highway;sand filling roadbed;jianghan plain

中圖分類號：U416.1

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)03-0008-02

作者簡介：何平(1983-)，男，工程師，研究方向：(路橋)路基路面；楊剛(1982-)，男，工程師，研究方向：(路橋)路線交叉。

收稿日期：2016-01-15