砂性土路基填筑施工技術探討

文/周艷飛

1 前言

公路工程項目在建設施工中，路基施工階段質量會給公路項目建設水平帶來直接影響。路基施工階段，填筑施工是最為重要的一道工序。路基填筑因為很多因素方面的影響，所以施工難度很高，要提起足夠的重視。砂土應用到路基填筑施工中，應該做好放樣、地表清理、攤鋪壓實、施工檢測等工作，采取有效的質量管控措施，保證砂性土的填筑施工質量合格，為項目的質量提升奠定堅實的基礎。

2 砂性土的工程性質

砂性土按照路基土進行分類，主要可以分為如下幾類：細砂，主要組成部分是顆粒比較細的土質，均勻性較少；粉砂，含量相對較小，滲透效率高，面積較大，松散度好，水穩定性比較強。砂性土在受到風沙的侵蝕下，顆粒逐步磨圓，顆粒的粘結力相對較小，不會形成整體的結構，在外部作用力的影響下偏移。所以，砂性土在填筑施工中難度較高，上料難度大[1]。

3 工程概況分析

某高速公路施工項承包段，總長度是12km，該項目設計為雙向6 車道的形式，路基按照要求進行設計，建設標準的行駛速度為120km/h，采取的是全封閉的施工方式。本次工程項目的實施環節，路基全部采用借土填筑的施工方式，基本上整個施工范圍都需要填筑施工。

4 施工工藝

4.1 取土場技術方案

4．1．1 A1 合同段設計的取土場就是在周邊區域，總計需要采土的面積為22 萬m2，設計用量80 萬m3，表層種植土40cm，計劃開采總量76 萬m3。

4．1．2 經過試驗技術參數分析，按照設計標準要求，在進行取土場中的表土取樣處理，根據要求進行如下幾項技術參數檢測，結果如下所示：

4．1．2．1 土的天然含水量12．7%。

4．1．2．2 土的 液 塑限聯合測定：Ip=13．3＞Ip=7，該土為低液限黏土質砂。

4．1．2．3 土的標準擊實：PD=1．81g，wo=9．9%。

4．1．2．4 土的CBR 試驗：CBR=9．3%(25mm 貫 入量)CBR=7．6%(50mm 貫入量)。

4．1．2．5 土的顆粒分析：確定該土樣為細粒土質砂。

4.2 填料運輸

因為砂性土有著一定的特殊特性，怎樣才能把這些砂土運輸到施工現場是極為重要的，通過自卸車完成運輸，避免大面積的二次倒運處理，這是施工中要解決的問題。自卸汽車在干燥的砂性土路面上行駛10m 左右，就會導致車輪直接陷入地表以下，運輸難以進行，砂性土無法運輸。從實際情況分析，確定要使用從內到外、從高到低一次進行土方的運輸作業。

4.3 施工準備

4．3．1 路基填筑施工開始前，根據填方施工的要求，制定出施工表面計劃圖，然后確定具體的運輸參數和標準。

4．3．2 路基填筑施工前，先進行臨時排水溝的開挖設置，通過邊溝進行排水處理，不會出現積水的問題。地勢相對低洼的情況下，邊溝外部需要設置土埂的結構，避免雨天匯水。

4．3．3 將表土進行清理處理，不能進行填筑施工，要考慮周邊地形條件集中存放，可以進行邊坡、中央分隔帶等綠化防護處理[2]。

4．3．4 試驗路段：在正式開始路基施工前，要經過監理工程師的批準，選擇相同類型的路段試驗，長度不能小于200mm。在該路段中確定具體的技術參數，比如松鋪厚度、碾壓遍數等方面，在試驗結束后，要經過監理工程師批準才能開展正式施工。

4.4 施工工藝

路基填筑應該自低到高逐步進行，逐層壓實施工。

4．4．1 打格上料，準確的標注上料間隔距離，保證層后合格。松鋪厚度一般為20～25cm，控制在30cm 以內。

4．4．2 掛線攤鋪，攤鋪過程中，需要間隔20m 進行縱橫部位的拉線整平處理，各個路面基層設置為2%～3%的橫坡。根據需要削坡處理，保證路基邊緣外部1m 的范圍內，使用黏土完成整平填筑施工。

4．4．3 橫留臺階，縱向施工位置上應該進行預留臺階處理，各個臺階寬度要控制在2m 以上。

4．4．4 百米標尺，數百米的位置上應該設置左右兩側百米樁、公里樁等。

4．4．5 每層檢測，各個層在壓實后進行壓實度的檢測，達到標準后才能進行后續層的施工，如果存在不合格的情況，要立即采取措施處理。

4．4．6 路堤施工寬度需要保證每一側比設計寬度寬20cm，壓實寬度不能小于設計標準，最后進行削坡處理，達到路基邊坡后路堤邊緣達到壓實度的標準，做好邊坡防護處理，避免雨水沖刷的影響[3]。

4.5 砂性土路基填筑施工

4．5．1 測量放樣。根據設計方案組織測量放樣，主要是控制點測量與復測、加密控制點、閉合復測水準高程，必須要經過監理人員確認后才能開始進行原地面清表的處理[4]。

4．5．2 清表及原地面壓實。因為本次施工區域內有比較大的風沙，地表植被是以基本農田為主。因此，必須要做好清表處理，也就是說要在放樣定線后根據路線做好地表清理處理，保證不會存在樹根、農作物等問題。

4．5．3 路基施工。清表和原地面進行壓實度檢查后，達到技術標準，就能夠進行路基施工作業。砂性土在六級填筑高出地表1．5m 時，填料運輸到路基表面會有著比較高的難度，車輛無法按照要求行駛。從本次理論數據分析，最終確定使用兩種填料分層交替施工的方式。就近選擇使用黑砂土，以此處理砂性土上料困難的問題。試驗人員進行黑砂土的試驗，確定CBR 值是21．3，最大干密度是1．91g/m3，能夠進行路基填筑施工。該材料的粘聚性效果比較好，外力作用下不會出現分散的情況，整體性能比較高，能夠處理掉車輛無法行駛的情況[5]。

首先，通過黑砂土實施便道硬化處理，路基一側路肩內部每層要設置一條寬度為5m 的便道，重載車輛通行，使用之字形進行卸料，再用推土機進行整平處理，分別碾壓施工，逐步完成一個路段部分的施工。集料攤鋪前方應該設置一臺18t 的輕型壓路機進行碾壓處理，消除輪跡影響。填筑過程中，根據橫斷面全寬度進行水平上料，松鋪厚度控制在30cm 左右，同時做好現場的取土論證分析，根據技術標準檢測原材料。填方路段根據路線平行分層控制標高尺寸，填方施工分層進行攤鋪作業，通過機械完成壓實處理，分層厚度根據技術標準確定。各個層的寬度尺寸超出設計標準30cm，能夠保證在邊部位置修復處理后達到壓實度的標準，在路基成型后可以完成削坡處理。不同圖紙要采用分層方式進行施工，盡量避免不要有過多的分層，各層填料厚度在500mm 以上。土質路堤填方進行分層碾壓作業，各個層使用相同類型的填料進行。砂性土填筑設置在路床上，確保含水量足夠。碾壓階段做好灑水作業，保證填料最佳含水量在2%。路基壓實方法是每層砂土材料攤鋪厚度不大于30em；壓實厚度不大于20cm，壓實遍數根據技術標準進行，保證最終的壓實度合格。

因為施工中極易出現水分蒸發比較大的情況，各個層施工前要進行噴水處理，確保結合層的濕潤度合格，達到最佳含水量的要求，保證其緊密度符合要求，確保工程的質量達標。為了讓水量供應充足，對地下水比較淺的位置上路基外側坡腳部位兩側間隔200m對稱進行打井取水，滿足施工的標準要求。

為了保證工程的質量合格，每次工程完成后，應該在當日完成路基面層灑水處理，保證達到飽和度的要求，第二次清晨進行復碾，能夠達到板結的標準，提升壓實度性能。振動壓路機在輔助壓實作業階段，要結合材料的具體情況確定合適的壓實設備噸位，明確具體的壓實作業遍數，避免砂性土出現分層碾壓的情況，否則將會導致液化現象的處理，造成壓實度不合格。砂性土的碾壓需要通過光輪壓路機進行，禁止使用凸輪壓路機。砂性土路基壓實度檢測要按照操作工藝進行，一般是灌砂法的方式。因為夏季施工環境溫度相對較高，所以水分蒸發速度比較快，每次在挖試坑后要進行土樣的含水量檢測，保證其檢測的結果符合實際情況。

這種檢測方式可以保證壓實度檢測符合技術標準與實際情況相差比較小。檢測壓實度時，需要把表層5～6cm 的表土清理干凈，同時避免地下水產生的比例影響，使檢測結果更加的準確。標準砂的最大干密度檢測中，可以通過反復試驗檢測的方式以及震動錘擊法和振動臺法的方式聯合進行，保證干密度參數測定非常準確，避免出現誤差過大的情況。及時進行壓實度的檢測，也就是說在碾壓后要快速進行檢測，如果時間相對比較長，土方失水量過大，會給壓實度造成極為嚴重的負面影響。因為檢測環節，路基材料會給標準砂的最大干密度造成影響，所以應該做好當期的標準砂最大干密度標定，一般是在2～4 次檢測之后。

施工填砂路堤主要包含填砂、包邊土等方面的工作。在進行著兩個方面工作中，填砂和包邊土都會給路堤填筑產生直接的質量影響，先黏土包邊施工，然后進行路基的填筑施工。從實際情況出發，填砂路堤是整體結構，和這兩部分施工有著直接聯系。施工工藝選擇的不同也會給最終的工期、造價產生不利影響。同步施工就是在碾壓后立即進行填筑包邊土和砂，同時進行施工。路基填筑在攤鋪前應該準確劃分和確定包邊土的內側邊坡線、路基寬度加寬50m 后的邊坡線和沉降后的邊坡線。填砂部分根據具體斷面的情況進行確定，包邊土根據加寬斷面做好填筑施工。砂土和粘土在同時施工時，應該嚴格控制施工工藝，有序組織進行施工，嚴格控制工期，保證平整度、寬度、橫坡等符合標準，否則將會導致開裂。

但是該方法也有明顯的缺陷，一是砂土和粘土在施工各個層的厚度難以統一，導致出現錯臺問題，無法進行壓實處理，主要的處理方法就是保證其填筑厚度達到一致性；二是粘性土對于含水量要求比較高，因為雨季所產生的影響，砂土并不會受到較大影響，所以會出現粘土滯后導致的停工、待工等問題；三是粘性土和砂土是不同的土質條件，吹填施工中導致二者出現交界位置集聚的情況，進而造成該位置上的性能比較差，整體質量比較差。因此，包邊土的填筑應該保證其壓實合格，與填砂同時進行。

填筑過程中，要采取分層填筑的作業施工方式，分層碾壓施工。因為同時進行，所以機械施工的空間大，能夠有效控制施工的質量。

5 結語

砂性土路基填筑施工是極為關鍵的，要選擇合適的施工技術，做好各個環節的控制，嚴格執行施工工藝，從而保證各個工序的質量合格和路基結構的壓實度和穩定性達標以及交通的安全，符合公路運行的需要。