包邊土填砂路基施工技術分析

陳小磊 尚小沛

（許昌騰飛公路工程有限公司，河南 許昌 461000）

1 工程概況

某公路工程為雙向6車道，路基寬31.5m。該工程地質情況復雜，地勢起伏小，較為平坦。路基主要為填方類型，施工需大量借土，經現場實地勘察可知，地層多粉質黏土、細砂，局部存有粉細砂。因本地區填土材料緊缺，無法滿足工程建設需求。但沿線細砂量大，根據工程實際情況，決定選當地砂填筑，并在路基兩側進行包邊土處理，這樣可減少取土用量，降低成本。

2 穩定性影響因素分析

填砂路基斷面形式具體獨特性，影響其穩定性的因素主要包括：邊坡坡度、路堤高度、包邊土厚度，三者影響程度各不相同。

1）路基坡度對穩定性的影響。改變路基邊坡坡度進行強度折減有限元穩定性分析，路基破壞標準設定為坡肩點水平位移或豎向位移大于4cm或6cm。通過安全系數和邊坡坡度關系分析，可得，在坡度1:1.25部位安全系數值變化較大，此時38.7°為地面和邊坡角度值，相比天然砂平均安息角，該角度較大，則說明計算結果相對較為準確。為提高填砂路基穩定性，要求在1:1.25以內控制邊坡坡度，因本工程路基邊緣處砂填料壓實難度較大，為此，可選擇1:1.75作為邊坡坡度。

2）路基填高對穩定性的影響。改變路基邊坡填筑高度進行強度折減有限元穩定性分析，按上述標準設定路基破壞標準，經分析可知，路基高度對路基邊坡安全系數影響很大，若路基高度在6m以上，則伴隨填高增加，安全系數下降速率增快；若路基高度在10m以上，相比最低要求1.25，安全系數更低，則不利于路基施工。根據工程實際情況，可在8m控制填料填筑最大高度。

3）包邊土厚度對路基穩定性的影響。改變路基邊坡包邊土厚度進行強度折減有限元穩定性分析，按上述標準設定路基破壞標準，經分析可知，伴隨包邊土厚度增加，路基安全系數將隨之增加，但厚度達到2.5m以上時，安全系數卻呈下降趨勢，則表明包邊土對穩定路基邊坡效果顯著，但需合理控制包邊土厚度。

3 包邊土填砂路基施工技術要點

1）基槽開挖。對于挖方路段，首先，根據路床頂面寬度、路基邊坡坡率及清表后原地面標高，計算出各斷面路基填砂寬度，再采用全站儀進行放樣，由測量班每20m一個斷面，測設一中樁及兩邊樁，然后在各斷面兩邊樁放樣點處釘木樁，沿木樁用石灰撒出兩線，以此作為基槽開挖的邊線?；坶_挖前，應做好基槽兩邊截水溝、排水溝等排水及防滲設施。并將開挖范圍內的雜草、樹木均砍伐干凈，并清除表土、樹樁等雜物。本項目基槽開挖施工時，應認真做好以下工作，以確保路基施工質量：（1）基槽開挖采用機械開挖，配合人工修整，機械開挖至設計標高以上20cm后采用人工修整。（2）基槽開挖應按自上而下，逐層開挖的原則進行，不得亂挖或超挖。（3）基槽開挖采取直槽開挖，當土質情況不好或有鄰近的結構物時，應視情況采用不同的坡度或防護措施，以保持邊坡穩定和結構物安全。（4）基槽開挖應視施工能力逐段開挖，確保開挖一段成型一段，并加強天氣情況的收集，若晴好天氣的時間無法確保此段內填砂路基的成型，應停止開挖，直到氣候條件轉好。（5）基槽開挖出來后，應及時進行基底處理，驗槽合格后填筑江砂，減少暴露時間，防止雨水浸刷破壞地基土的原狀結構。

2）清砂填筑。路基填砂采用橫斷面全寬、縱向100m分段、水平分層20cm（虛鋪厚度25cm）的填筑方式進行。

3）攤鋪整平。砂運到工地后應及時推平，使砂層在縱向和橫向平順均勻，以保證推土機的履帶能均勻接觸層面進行壓實，以達到初始碾壓效果。填筑第一、二層砂時，施工橫坡度宜控制在3%左右，且應設成內傾橫坡，橫向水流指向路中心，逐層填高后，施工橫坡度可以適當減小。填砂攤鋪采用推土機粗平并配合平地機精平。大型推土機可作為填砂路基的初壓設備，初壓時按照一般土方的壓實工藝，從路基邊緣向內側逐輪碾壓，碾壓時輪跡重疊寬度不小于1/2輪寬，輪跡布滿一個作業面為一遍，碾壓2遍，碾壓時也可采用縱橫向交錯的碾壓方式。

4）晾曬灑水。晾曬灑水是路基填砂施工的關鍵工序，也是確保填料的含水量控制在最佳含水量的±2%內的必要手段。在碾壓作業前和碾壓過程中，對填料進行含水量檢測，根據檢測結果，采取自然晾曬和水車、人工灑水至壓實的最佳含水量。灑水使砂層的含水量至10%左右后，用光輪壓路機靜壓二遍，振動壓路機振壓二遍后，灑水車就能直接在砂層上行駛，灑水至最佳施工含水量，再繼續碾壓。

5）碾壓密實。本項目路基填砂碾壓施工，采用YZ18單驅振動壓路機和YZ18CD雙驅振動壓路機，通過不同的碾壓組合進行試驗路段。根據碾壓工藝試驗的結果，在填筑下路堤，填筑層松鋪厚度宜選擇50cm左右，采用雙驅振動壓路機靜壓1遍后進行振動碾壓10遍，最后采用單驅振動壓路機靜壓1～2遍。由于一級以上公路對上路堤要求為壓實度在94%以上，上路堤（一般交通距路面底面0.8～1.5m，重載交通距路面底面1.2～1.9m，厚70cm）填筑時，分為2層填筑，每層松鋪厚度應不大于40cm，采用雙驅振動壓路機靜壓1遍后進行振動碾壓9遍，最后采用單驅振動壓路機靜壓1～2遍。碾壓施工前，應對填筑層的分層厚度、大致平整程度及橫坡等應進行檢查，確認層厚、平整程度及橫坡符合要求后，方能進行碾壓。碾壓過程中還需注意以下幾點：（1）碾壓前應對填砂松鋪厚度和含水率進行檢查，符合要求后方可進行碾壓。（2）壓實應根據試驗段確定的壓實遍數進行控制。當碾壓遍數超過10遍其壓實度仍達不到要求時，則應考慮減少填料層厚度，經壓實度檢驗合格后方可轉入下道工序，壓實度不合格時應灑水補壓再做檢驗，直至合格。振動壓路機一般碾壓6遍以上，碾壓時輪跡重疊寬度不應小于1/3，輪跡布滿一個作業面為一遍。（3）采用20t以上的前后輪驅動振動壓路機進行碾壓。碾壓時先慢后快，用高頻低幅的方法進行振壓。（4）壓路機的碾壓行駛速度不超過4km/h；碾壓時直線段由兩邊向中間，小半徑曲線段由內側向外側，縱向進退式進行。前后相鄰兩區段（碾壓區段之前的平整預壓區段與其后的檢驗區段）應縱向重疊2m以上，達到無漏壓、無死角，確保碾壓均勻。（5）終壓用振動壓路機靜壓1～2遍。（6）路基邊緣壓路機碾壓不到的地方，應采用小型壓（夯）實機具進行補壓。

6）包邊土施工。針對本工程實際情況，采用先包邊土施工。包邊土需要加寬50cm碾壓，再進行砂芯填筑。包邊土碾壓施工完成后，如因天氣炎熱導致包邊土干燥，應適當灑水養護，使表面不干燥，也不能過度潮濕。砂芯分層填筑時采用透水土工布進行包裹，底層土工布滿鋪（即碎石墊層上鋪設一層土工布），其余每40 cm厚度采用一層土工布向上翻疊包裹，土工布搭接寬度為1.5m。在分層填筑過程的一層結束且壓實度達到要求后，再進行下一層填砂路堤的包邊土施工，隨后進行本層填砂作業。

4 結束語

綜上所述，路基填筑施工中，天然砂具有抗剪強度高、水穩定性好等特點，是最理想的填筑材料。但此類材料黏聚力不足，結構松散，具體施工中很難控制路基邊坡穩定性。為保證路基邊坡穩定，可將改良黏性土包邊處理，也就是所說的“金包銀”，這種施工方法可改善路基性能，提高工程質量。