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浅析填砂路基施工工艺控制

中铁十一局四公司湖北武汉430074

【摘　要】本文结合江西乐温高速填砂路基试验段的工程实践，简要介绍了填砂路基的施工工艺和施工控制方法，并强调了施工检测中应注意事项及经验体会。

【关键词】填砂路基过程控制

乐温高速公路部分地段段穿越南昌郊区的湖泊地区DL 5190.1-2012 电力建设施工技术规范 第1部分 土建结构工程.pdf，土源极为困难。为减少占用良田，该段设计为填砂路基。由于填砂路基尚无成熟经验，为保证工程质量，经业主、监理方多次会议决定铺筑近1km试验段，通过试验取得相关数据，指导施工。

由于路基工程中，土方路基压实度是一个非常重要的质量评定指标。但对于无凝聚性的纯砂来说，压实度的检测却往往不做，有些工程技术人员认为很难对其压实度进行检测，因而普遍凭经验施工，没有进行压实度检测，这其实是路基施工中的一个误区。笔者结合乐温高速填砂路基试验段过程，着重谈谈填砂路基的施工工艺、过程质量控制及其检测方法，以供同行参考。

施工前期准备工作→汽车运输砂料→推土机推平、初压→平地机整平→接管洒水至含水率10%左右→振动压路机*压一遍，振压1~2遍→洒水车补洒水→振动压路机继续振压→轮胎压路机*压检测合格→下一层填筑。

通过试验表明，5吨东风柴油自卸车和8吨以上双后桥自卸车在碾压成型后的砂层上均可以载重行驶，可以缓慢匀速调头，调头半径尽量大一些。但从施工现场观察来看，8吨以上双后桥自卸车载重在砂层上行驶要明显强于5吨东风自卸车，如道路条件允许，建议采用8吨以上双后桥自卸车运砂。施工中还要注意的一个问题是：因砂的粘聚力很小或根本没有粘聚力，表面松散不易板结，车辆在砂层上行走很容易形成车辙，对砂层表面扰动很大，最深处有10~15cm，所以在砂层上继续上砂时，要经常保持砂层表面的湿润，砂层表面含水率控制在10~17%范围内即可，出现较深车辙要用推土机、压路机及时整平碾压。

摊铺机械选配：试验段砂的摊铺使用了TY170、TY140、TY90三种型号的推土机推平，整平机械使用了国产PY180平地机。试验表明，由于砂的粘聚力小，推土机功率不需太大，但也不宜太小。功率太大，机械使用效率不高，费用上不合算，太小起不到初步碾压的效果，TY140的推土机使用效果较好，建议一个作业段配备两台TY140的推土机。整平用的平地机，经试验证明，只有双后桥的平地机才能在初步压实的砂基上作业，建议采用PY180型以上的平地机。

（1）施工作业段长度、摊铺的厚度、宽度、横坡度、平整度的控制

根据试验段的施工情况，建议填砂时一个作业段的长度按400~500米划分为宜。作业段不宜太长，主要是考虑运砂车辆长距离行驶比较吃力。同时为保证运砂重车在砂层上正常行驶、调头，砂层要经常洒水（特别是在旱季），保持表层湿润，形成的车辙要及时整平、碾压。机械设备的调度距离不宜过长，再者如采用接管洒水，大功率的潜水泵或其他压力泵的泵送距离也不宜太长，否则，水的压力不够。同时,填砂时要求半幅挂线施工。半幅施工的方法能保证在同一个作业段形成流水作业，不至于因洒水碾压滞后造成待工现象。

根据试验段施工方案，选取两段进行试验，第一地段逐层按松铺厚度30cm、40cm分别铺筑了两层，第二地段按松铺厚度50cm铺筑了一层，通过洒水结合振动压路机*压1遍，振压4~6遍，均能达到90%以上的压实度。故建议在通常YZ18T~20T的振压压路机的压实机具的条件下，松铺厚度不易超过50cm。在粘土下封层上铺筑的第一层砂的松铺厚度不宜小于40cm，主要是为防止重型运砂车在第一层砂面上行走形成较深车辙会对下封层造成破坏。

填砂路堤填筑的摊铺宽度应确保宽出设计宽度50cm，主要是因为砂的粘聚力很小，在碾压过程中，压路机不能过分靠边碾压，否则容易下陷，不安全，设计路基宽度内不能有效压实，因此要确保宽出设计宽度50cm。但在施工中，路基边缘压路机压不到的地方，可以考虑用TY140以上的履带式推土机补压。

（4）填砂路基的施工横坡度控制

在试验段施工中发现，在填筑第一层砂时，砂层的保水性相对较好，逐层填高后，水很容易透过砂层，沿粘土下封层顶面从路基坡脚排出。故考虑填筑第一、二层砂时，施工横坡度控制在1.5%左右，能及时排除下雨后的表面积水。逐层填高后，施工横坡度可以适当减小，主要是因为横坡度大，下雨时砂层表面容易形成冲沟，并增加压路机压实路基边缘时的水平推力，造成压路机不敢靠边碾压。

（5）填砂路基的平整度控制

在轮胎压路机或振动压路机*压前，用平地机刮平一遍，就基本能保证较好的平整度，但再上一层砂的时候运输车辆又会扰动砂层表面，影响其平整度，比较难控制。

（6）砂的松铺系数控制

通过在同一地段铺筑两层砂基的施工，在同一桩号距中桩两侧各10m和20m处设置两个观测点，观测记录每次碾压后的沉降。考虑机械（平地机、推土机、压路机、运输车辆）在施工过程中对测点的影响，在测量后去掉两个最大值和最小值，再取其平均值作为本次碾压后的沉降量，最后统计达到压实标准后的累计沉降量来计算松铺系数，砂的松铺系数平均在1.13左右。

（1）压实标准及检测方法

填砂路基试验段采用的压实标准是重型标准，要求不低于90%，计算压实度采用的最大干密度与现场施工压实工艺相适应，试验中采用的是洒水状态下振动压路机分层碾压的压实工艺。该试验段以不同砂样，分别进行标准击实、砂的相对密度法、干振法试验来确定砂的最大干密度，通过比较分析，最后以标准击实为主，相对密度为参考确定砂的最大干密度，作为评价路基压实度的计算依据。砂的现场压实度检测，环刀法效果较好，建议采用大体积环刀（1000cm3）进行检测。

a）试验段使用了TY140推土机推平砂料，经推土机推平时本身就对砂层进行初步预压，通过现场压实度检测在天然含水量状态下（含水量在5%~8%之间）的压实度均在81%左右。

试验段使用的主要压实机具是YZ18型的振动压路机，碾压时先慢后快，用高振进频率，低振幅的方法进行振压，碾压速度控制在2~4km/h，碾压时轨迹重叠宽度不小于1/3轨迹宽，（注明：压实遍数压路机往返一次按一遍计）。试验结果表明，松铺厚度控制在50cm以内，洒水控制施工含水量在15%左右，压实度经过*压1遍，振压4~6遍，压实度均能达到90%以上。要达到更高的压实度，就要相应增加碾压遍数。如采用20T以上高频低振幅的压路机，压实效果可能会更好，试验段未进行试验，在今后施工中可进行尝试。

在试验段一个作业段配备了2台18T的振动压路机才能满足施工的要求。主要是砂基与土基不同，砂没有粘聚力呈松散状，压路机的压实功效不能充分传递，碾压遍数相应要增加。所以建议在今后施工中，一个施工作业段要配备2台18T以上的振动压路机。

试验段使用的是XP261T的胶轮压路机模拟汽车轮胎进行终压，试验表明，胶轮压路机碾压2遍，压实度提高并不明显，基本上只能起到一个光面的作用。通过下一层装砂车辆的碾压，砂层表面又会形成车辙，同时也能起到压实的作用。故可以考虑不用胶轮压路机，减少机械使用费用，最后终压只要用振动压路机*压1~2遍即可。

试验结果表明，松铺厚度30~50cm的填砂路基的压实，只要施工含水量控制在15%左右，18T振压机累计*压1遍，振压4~6遍，压实后均可在90%以上。

通过试验段的施工，发现5T~8T的洒水车装满水后不能在天然含水量状态下推平的砂层上直接行走洒水，要通过其他方法来解决洒水问题。为解决问题，在试验段施工中采用了两种方法：一种是用60米扬程大功率潜水泵接400米橡胶管沿路基中间铺设，在水塘中抽水，每20m接一个三通，在三通上接消防水带人工逐段洒水，洒水使砂层的含水量至10%以上后，再用振压机*压一遍，振压二遍后，洒水车就能直接在砂层上行驶洒水至最佳施工含水量，再继续碾压。另一种是利用洒水车装满停在路基端部，人工从洒水车上接管洒水冲击钻成孔灌注桩施工工艺 标准，洒一段，压实一段，逐步推进，这种方法洒水速度慢，而且需要较多数量的洒水车，机械费用高。

由于该地区，水塘、沟渠多，而且地下水十分丰富，在施工期间，在路基红线边缘试打了一口直径50cm的机井，打井地下20米深左右就有粗砂渗水层，用1.1KW的电动高压水泵抽水，每小时流量有10个立方米左右，可将水压至100~200米远。填砂路基需要大量的水，在沿线水塘、沟渠中抽水和沿路打大口径机井抽水，能较好地解决水源问题。

一个作业段只要配备1~2部洒水车，结合接管洒水就能很好地解决填砂路基的洒水问题。洒水车的数量多少在雨季、旱季施工又要根据情况增减。

在试验段完成第二层填砂后，经历了一场中大雨，雨水对路基边坡冲刷比较严重，在边坡上形成许多冲沟，将砂冲至水沟中造成淤塞，因此在施工过程中路基边坡防护要及时跟进，如防护不能及时跟进，路基边坡也要采取油毛毡或塑料薄膜覆盖等临时防护措施。

5结束语上述填砂路基试验段的施工及总结出的相关控制措施是我们在江西乐温高速公路工程填砂路基段的一种尝试，经经验证明是可行的。在施工中应加强动态观测，及时调整施工中的各项控制参数，是加强填砂路基施工质量的重要因素。

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