樂溫高速公路填砂路基施工質(zhì)量控制

1、高速公路填砂路基施工質(zhì)量控制 摘  要：江西省樂化至溫家圳高速公路通過設(shè)計合理地利用當(dāng)?shù)睾拥乐械纳白鳛橹凡牧?，結(jié)合填砂路基的施工實(shí)踐，簡要介紹了填砂路基施工工藝、方法以及過程質(zhì)量控制，經(jīng)實(shí)地鋪筑施工觀察論證，探討填砂路基質(zhì)量控制措施與技術(shù)方案。關(guān)鍵詞：道路工程；樂溫高速；填砂路基；施工；質(zhì)量控制 0前 言樂溫高速公路是江西省會南昌市的東繞城高速公路，項(xiàng)目起于新建縣樂化鎮(zhèn)昌九高速與機(jī)場高速公路交匯處,與滬瑞及京福高速公路相連，全長71.645km，是一條全封閉、全立交、雙向六車道高速公路。由于樂溫高速公路地處贛撫沖積平原，項(xiàng)目路線三跨贛江，兩跨撫河，且撫河與贛江的江（河）道

2、淤塞也較為嚴(yán)重，沿線有豐富的砂資料可供利用，在采砂填筑路基的過程中可疏通江（河）道，同時又減少了對良田的占用，降低了工程造價。為此設(shè)計單位考慮該段路基的填筑材料為砂，全線填砂工程總量達(dá)1032萬方，填砂路基如此大規(guī)模在全國比較罕見，沒有經(jīng)驗(yàn)可參考，加上砂無粘性、遇水流動性大的特點(diǎn)，導(dǎo)致路基穩(wěn)定性差等諸多不利因素，如不加以嚴(yán)格控制勢必制約施工進(jìn)度與工程質(zhì)量。1 填砂路基的結(jié)構(gòu)設(shè)計樂溫高速公路路面寬33.5 m，邊坡坡率1:1.75，路基填料為河砂，圖1為針對填砂路基所作的設(shè)計：  路堤填筑施工分六個工序進(jìn)行施工：清理現(xiàn)場、分層填砂并于底層埋設(shè)排水管（進(jìn)口設(shè)反濾層以防止砂流失）

3、、編織袋人工裝砂初步防護(hù)、95區(qū)80cm石灰改良土形成路床、邊坡30cm反拍土防護(hù)施工、漿砌片石或混凝土預(yù)制塊防護(hù)施工。填砂邊緣采用編織袋碼坡，外側(cè)采用反拍土，再進(jìn)行路基邊坡防護(hù)工程施工，通過這種設(shè)計既有效地解決了路基施工中邊坡無法碾壓及遇水垮塌的問題，有利于邊坡的穩(wěn)定、防護(hù)工程的施工，又保證了填砂路基的密實(shí)效果與整體性。 2 試驗(yàn)段2.1 試驗(yàn)段選點(diǎn)填砂路基自施工開始就被視為樂溫高速公路最大的難題，處理不好將留有隱患。為此，項(xiàng)目在開工前就組織在有代表性的K39+075K39+969段進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑，以取得相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)全線大規(guī)模填砂路基施工提供數(shù)據(jù)。2.2試驗(yàn)段取得的基本成果填砂路基

4、原材料的選擇質(zhì)量要求：液限小于25%，塑性指數(shù)小于12%；路堤填料最小強(qiáng)度和最大粒徑要求如表1所示： 表1 路堤填料最小強(qiáng)度和最大粒徑要求  試驗(yàn)段施工質(zhì)量控制砂的攤鋪與碾壓：施工前設(shè)備、人員、場地準(zhǔn)備工作砂料進(jìn)場推平、初壓平地機(jī)整平接管灑水至含水率10%左右振動壓路機(jī)靜壓2遍、振壓2遍灑水車補(bǔ)灑水至最佳含水量振動壓路機(jī)振壓810遍。在進(jìn)行振動壓實(shí)時宜先慢后快，用高頻率，低振幅的方法進(jìn)行振壓，碾壓速度控制在24km/h，碾壓時軌跡重疊寬度不小于1/3軌跡寬。松鋪厚度：砂的松鋪系數(shù)平均在1.13左右，松鋪厚度不能超過40cm；攤鋪寬度：為確保對路基的充分壓實(shí)，填砂路堤填筑的攤

5、鋪寬度應(yīng)確保寬出設(shè)計寬度50cm，在路基成型后再將超寬部分用人工挖臺階，用編織袋裝砂碼坡，以保證邊坡的穩(wěn)定；最佳壓實(shí)含水量：施工含水量在10%15%之間，比較適合于壓實(shí)。3、試驗(yàn)方法的確定3.1砂的最大干密度確定方法通過重型擊實(shí)法、砂的相對密度法及干振法進(jìn)行總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，重型擊實(shí)與相對密度法比較接近，但考慮到取砂時泥土含量的影響，確定采用標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)重型擊實(shí)法作為砂的最大干密度確定方法，不宜采用振動法。3.2砂的含水量試驗(yàn)方法砂的含水量試驗(yàn)方法、程序以及試驗(yàn)精度應(yīng)符合公路土工試驗(yàn)規(guī)范土的含水量標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法烘干法中的要求?？刹捎梦⒉t代替烘箱，應(yīng)使用瓷皿不得使用金屬盒，烘干時間不少于15分鐘。經(jīng)我們

6、對全線的施工試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，填砂路基最佳含水量在12%15%之間，但應(yīng)根據(jù)不同砂源進(jìn)行確定。3.3壓實(shí)度的檢測方法因1000 cm3的環(huán)刀體積大，所測反映厚度深，準(zhǔn)確性更高，更能準(zhǔn)確的體現(xiàn)含水量和壓實(shí)度的變化及路基是否密實(shí)情況，因此宜采用1000 cm3環(huán)刀做壓實(shí)度的檢測方法。4、施工質(zhì)量控制方法通過填砂路基試驗(yàn)段的施工成果總結(jié)，取得了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以指導(dǎo)全線大規(guī)模的施工，經(jīng)過在大規(guī)模的施工中不斷地實(shí)踐與總結(jié)，取得了更科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的方案，有效地控制了全線填砂路基的施工質(zhì)量：4.1 砂源的選擇不得含有樹根、草皮和易腐朽物質(zhì)；含有沼澤、淤泥的砂不得用于路基填筑；液限指數(shù)小于25%，塑性指數(shù)小

7、于12%；最小強(qiáng)度和最大粒徑要求，如表1所示：粉砂不宜使用；砂源必須選擇最大干密度大于1.60m3/kg，有機(jī)物質(zhì)含量可以控制在5%左右，砂粒宜選擇偏細(xì)或偏粗顆粒不均勻的砂，這樣的砂易結(jié)板，有利于提高填砂路基的壓實(shí)度與穩(wěn)定性。4.2 機(jī)械設(shè)備、人員配備按路線每1.5km左右設(shè)置一個作業(yè)面，每個作業(yè)配置YZ18型振動壓路機(jī)2臺、YZ20型振動壓路機(jī)1臺、TY140或以上型推土機(jī)2臺、PY180或以上型號平地機(jī)1臺、58t灑水車1輛，按每400m/臺配備潛水泵，現(xiàn)場施工技術(shù)人員2名，測量、試驗(yàn)人員4人；4.3 最佳壓實(shí)含水量經(jīng)試驗(yàn)總結(jié)確定最佳含水量，施工含水量在12%15%，比較適合于壓實(shí)。普通5

8、8t灑水車裝水后不能在自然含水量狀態(tài)下推平的砂層上直接行走灑水，可采用60m揚(yáng)程大功率潛水泵接橡膠管，每20m接一個三通，在三通上接消防水帶人工逐段灑水，灑水至10%以上后，再用振壓機(jī)靜壓二遍，振壓二遍后，灑水車就能直接行駛在填砂層上灑水至最佳含水量，通過此種方法可以有效地控制填砂含水量。4.4 施工橫坡度由于填砂路基需長期保持濕潤狀態(tài)，防止砂干燥后松散反彈，在施工中可采用向內(nèi)側(cè)2%橫坡，即成“鍋底型”，以利于貯水,同時還可以避免雨水沖刷邊坡，造成壓路機(jī)不敢靠邊碾壓的現(xiàn)象。4.5填砂路基的碾壓方法對于一般路基，通常采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓即可達(dá)到預(yù)期效果。但對于純砂或幾乎無粘性的砂性土來說，由于砂是

9、一種散狀材料，因此用常規(guī)壓實(shí)方法很難使純砂達(dá)到較理想的壓實(shí)效果，針對這種情況，在實(shí)際施工中，經(jīng)不斷嘗試，采用了下列方法和措施：劃格子計算砂的用量，采用推土機(jī)配合平地機(jī)使砂均勻地鋪筑好，每層厚度不超過40cm但亦不宜小于25cm；采用振動壓路機(jī)采用靜壓2遍，振壓2遍后灑水至最佳含水量，再振壓810遍，振壓時應(yīng)先慢后快，用高頻率，低振幅的方法進(jìn)行振壓，碾壓速度控制在24km/h，碾壓時軌跡重疊寬度不小于1/3軌跡寬。壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)度的關(guān)系如表2所示。 表2 壓實(shí)遍數(shù)與壓實(shí)度的關(guān)系表 每五層采用YZ20型或以上型號的壓路機(jī)灌水振壓4遍，通過這種方法可以提高當(dāng)前層的壓實(shí)度，對已填好

10、的層次壓實(shí)度可提高4%左右，如表3所示：  采用以上方法進(jìn)行填砂路基質(zhì)量控制，對于純砂路基是非常適用的，經(jīng)檢測其壓實(shí)度滿足規(guī)定要求。4.6填砂路基外側(cè)的保護(hù)與壓實(shí)由于砂無粘性，采用加寬碾壓路基邊緣，壓實(shí)質(zhì)量無法得到保障，在施工中采用同步編織袋碼坡的邊坡加固方法，以利于填砂路基邊緣部分的壓實(shí)，邊緣部分在施工中先用壓路機(jī)壓實(shí)后再用小型夯實(shí)機(jī)具補(bǔ)壓，保證填砂路基邊緣的密實(shí)度與穩(wěn)定性。4.7填砂路基的養(yǎng)護(hù)填砂路基全部完成后必須進(jìn)行灌水養(yǎng)護(hù)，既可防止填砂路基松散，也可使填砂路基在飽水情況下自然沉降，對路基穩(wěn)定性與壓實(shí)度有較大的提高。4.8 邊坡防護(hù)施工由于砂無粘性、遇水易流失的特點(diǎn)，

11、導(dǎo)致已成型路基穩(wěn)定性差，如不加以嚴(yán)格控制勢必嚴(yán)重影響路基的穩(wěn)定性與使用壽命，通過對其他已建成高速公路邊坡防護(hù)型式利弊的總結(jié)，對樂溫高速公路填砂路基防護(hù)工程進(jìn)行了優(yōu)化、改變和創(chuàng)新，在保證路基穩(wěn)定、改善環(huán)境景觀解決坡面綠化植草及降低工程預(yù)算的前提下，提出了“砼預(yù)制塊(空六邊形)護(hù)坡新技術(shù)”方案。圖3為邊坡防護(hù)方案圖。 填砂路基邊緣采用同步編織袋碼砌方法進(jìn)行施工，在路基完成后再進(jìn)行反拍土施工，土質(zhì)應(yīng)選擇粘性土，宜采用機(jī)械鋪土與初壓,再進(jìn)行人工修整與拍實(shí)施工。反拍土驗(yàn)收后，再實(shí)施邊坡防護(hù)施工，可有效地防止雨水沖刷對填砂路基的影響。5 填砂路基質(zhì)量檢測為確保填砂基的質(zhì)量，分析填砂路基的壓實(shí)效果

12、、穩(wěn)定性及灌水補(bǔ)壓對路基的影響，我們選擇填砂7m以上、段內(nèi)無其它任何構(gòu)造物的K42+756K42+901作為觀測段，對沉降、壓實(shí)度、位移指標(biāo)進(jìn)行觀測，其中K42+756K42+860每天集中灌水二次，1臺YZ20型振動壓路機(jī)振壓8遍；K42+860K42+901僅進(jìn)行灌水但不碾壓。連續(xù)20天的沉降觀測成果如表4所示，壓實(shí)度觀測成果如表5所示，位移觀測成果如表6所示：表4 沉降觀測成果表  通過以上結(jié)果可以看出，該路段內(nèi)填砂路基沉降比較均勻，填砂路基整體密實(shí)度呈增加趨勢，補(bǔ)壓密實(shí)度較未補(bǔ)壓段增長更明顯。6填砂路基的驗(yàn)收填砂路基每層填筑施工結(jié)束后，對每層填砂的含水量、松鋪厚度、

13、壓實(shí)度由試驗(yàn)監(jiān)理工程師根據(jù)檢測頻率檢測,對每五層的縱斷面高程、寬度、邊坡及中線偏差由專業(yè)監(jiān)理工程師檢測控制。90、93區(qū)完工后由監(jiān)理工程師組織對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行驗(yàn)收。93區(qū)填砂路基完工后要進(jìn)行沉降觀測,按每100200設(shè)一點(diǎn)每天觀測一次沉降情況,觀測期間必須保證對填砂路基進(jìn)行灌水，使其保持在飽水狀態(tài)，直到不再發(fā)生沉降(連續(xù)14天觀測值小于1mm)時,才可進(jìn)行中間交工驗(yàn)收。7結(jié)論與建議：通過對樂溫高速公路項(xiàng)目填砂路基一年多來施工質(zhì)量監(jiān)控與項(xiàng)目運(yùn)行后的總結(jié)，筆者認(rèn)為：填砂路基砂流動性不僅需要考慮邊坡防護(hù)，在設(shè)計上還應(yīng)考慮路基地下水滲透對填砂路基的影響，可采用：a、填砂路基底層進(jìn)行兩層的土工布各包裹1米

14、厚的填砂；或b、清表后的地表用素土填至高于原地表30cm后再進(jìn)行填砂路基施工，以防止填砂基通過地下水滲透而流失；填砂路基成型后改良土施工前，應(yīng)長期進(jìn)行灌水，確保填砂路基飽水，這樣既可防止填砂路基松散，也可使填砂路基在飽水情況下自然沉降，對路基穩(wěn)定性與壓實(shí)度有較大的提高。高填砂路段在進(jìn)行95區(qū)改良土施工前應(yīng)對填砂路基進(jìn)行沉降觀測，確定路基穩(wěn)定后再進(jìn)行； 在路基填筑過程中，應(yīng)禁止采取砂土混填方式，砂土填筑路基分界也應(yīng)以構(gòu)造物為界清晰劃分，砂土路基不宜直接銜接；通過贛江河堤邊K22+200K22+500段進(jìn)行的吹填砂試驗(yàn)，經(jīng)檢測各項(xiàng)指標(biāo)都高于填筑路基，有條件的地段可采用吹填砂，但在吹填過程中必須保證排水通暢；填砂路基上80cm改良土的施工，如遇雨季或趕工期可采用62cm砂+18級配碎石代替改良土施工；樂溫高速公路填砂路基通過沉降觀測、壓實(shí)度