浅谈包边土填砂路基施工技术

时间：2024-05-17

吴仕涛

（江苏省镇江市路桥工程总公司，江苏镇江 212004）

1 概述

宿迁至新沂高速公路是江苏高速公路网规划“五纵九横五联”中“联一”的重要组成部分，在新沂河特大桥与沭河大桥之间设置一段长度约1.9km的路基，该段落地势平坦，良田密布，土源紧张。为减少占用良田，在路基附近设取土坑集中取土。由于取土坑原地面至以下1.0m左右为粘土，原地面以下1.0m～3.0m为砂，故该段路基中部填筑设计调整为素砂填筑，路基两侧做包边土处理。

压实度是路基工程中一个非常重要的质量指标。但对于无粘聚性的纯砂来说，压实质量较难控制，压实度检测较困难。结合宿迁至新沂高速公路SXXY1标包边土填砂路基的工程实践，介绍了包边土填砂路基的施工技术，提出了质量控制方法和质量检测中应注意事项。

2 填料的选择

取土坑砂质基本相同，原地面以下1.0～2.0m砂的细度模数在1.6～2.0之间，原地面以下2.0～3.0m砂的细度模数在1.4～1.6之间，含泥量均在3%左右。两种砂均属低液限砂土，CBR值为26.5%，满足路基填料要求。从压实度的检测结果来看，两种砂料经正常碾压后均能满足压实度的要求；从成型情况来看，含泥均匀、含泥量在2%～3%的砂质更容易结板成型；如砂中有泥块，会造成局部软弱弹簧。

3 施工工艺

施工流程：准备工作→填筑两侧包边土→施工碎石盲沟→汽车运输砂料→推土机推平、初压→平地机整平→洒水至含水率14%左右→振动压路机静压1遍，振压1～2遍→洒水车补洒水→振动压路机继续振压至要求压实度→轮胎压路机碾压→检测合格→下一层填筑

3.1 击实试验

采用重型击实试验，砂的最大干密度为1.720g/cm3，最佳含水量为13.6%。

3.2 包边土填筑

考虑到填砂路基边坡抗雨水冲刷性能较差，采用了路基两侧3m宽填筑5%石灰土作为包边土的工艺，在填砂前应先做好两侧包边土。包边土施工时，应尽量避免土掉入填砂路基中，因为土会吸收砂中的水分，易造成局部软弱弹簧。

3.3 碎石盲沟

填砂路基的排水设施非常重要。在填砂路基的底部设置纵向和横向碎石盲沟，横向、纵向盲沟之间应搭接。横向碎石盲沟每20m设置一道，在第一层包边土施工后反开挖施工。横向碎石盲沟必须穿过包边土路基，将水排出路基范围。纵向碎石盲沟在第一层砂料摊铺前施工。横向碎石盲沟底部及两侧用防渗土工布、顶部用透水土工布包裹，纵向碎石盲沟底部及靠包边土的一侧用防渗土工布、顶部和靠填砂路基的一侧用透水土工布包裹，防止土粒或砂粒将碎石间的空隙堵塞，降低盲沟的排水功能。

3.4 砂的运输

施工中我们发现，8吨以上双后桥自卸车在碾压成型后的填砂路基上可载重行驶，可缓慢匀速调头，调头半径尽量大一些。由于砂无粘聚性，表面松散不易板结，车辆在砂层上行走易形成车辙，对砂层表面扰动很大，所以在填砂路基上继续上砂时，要保持砂表面湿润，含水率控制在12～16%，如出现较深车辙，用推土机整平、压路机碾压。

3.5 砂的摊铺

试验段施工时，砂的摊铺使用了履带式TY140、TY160二种型号的推土机，采用PY180平地机进行整平。试验表明，由于砂无粘聚性，推土机功率太大，机械使用效率不高，不利于成本控制；功率太小，起不到初步碾压的效果。TY140推土机使用效果较好。

3.6 施工作业控制

（1）松铺厚度

试验段施工时，松铺厚度按30cm、40cm、50cm分别进行了试验，含水率控制在11.6～15.6%，YZ18振动压路机静压1遍，振压4～6遍，松铺厚度30cm、40cm的段落压实度均达到93%以上,松铺厚度50cm的段落压实度仅能达到92%左右。故建议在通常采用振动压路机作为压实机具的条件下，松铺厚度不超过40cm。

（2）横坡

施工中我们发现，填筑第一层砂时，砂的保水性相对较好，逐层填高后，水很容易透过砂层，沿下承粘土层顶面从横向碎石盲沟处排出。故填筑第一、二层砂时，施工横坡度控制在2%左右，能及时排除下雨后的表面积水；逐层填高后，横坡度可以适当减小，因为横坡度大，下雨时砂层表面易形成冲沟，将碾压成型的填砂路基破坏。

（3）平整度

用平地机刮平一遍，就基本能保证较好的平整度，但运砂车辆行走又会扰动砂层表面，影响其平整度，比较难控制。对于填砂路基，因为填料无粘聚性，所以其表面平整度控制的现实意义不大，对于运输车辆行走产生的表面轮迹不需要进行反复处治。

（4）松铺系数

试验段时，按如下方法测量了松铺系数：设置了10个桩号，每个桩号在两侧距中桩各5m、10m、15m处共设置六个测点，观测计算每个测点松铺前的高程①、松铺后的高程②、压实度合格后的高程③，计算出松铺厚度（②-①）、成型厚度（③-①），进而计算出每个测点的松铺系数（②-①）/（③-①）。考虑机械施工对测点的影响，去掉一个最大值和最小值后，取剩余值的平均值作为松铺系数。经计算，松铺系数约1.15。

3.7 洒水

填砂路基施工，洒水是关键，洒水车的喷头要采用喷雾式，不得采用高压式喷管，以免形成冲沟，不仅需要平地机反复整平，且压路机碾压后易造成局部压实度不合格；冲沟较深时甚至会破坏下层结构。

砂的含水率低于最佳含水率需补水时，为保证洒水车在砂层表面正常行驶，先用推土机推平砂层，再用推土机履带碾压一遍后，5T的洒水车装满水后即可行走洒水。若采用大型洒水车，需将洒水车停在包边土路基上，从洒水车上接管洒水，此种方法洒水速度较慢，机械使用效率较低，不利于成本控制。正常情况下，一个作业段只要配备2台5T洒水车，就能很好地解决填砂路基的洒水问题。

3.8 碾压

（1）碾压工艺

试验段使用了TY140推土机推平砂料，推土机作业时本身就对砂层进行初步压实，压实度可达到83%左右。主要的压实机具采用YZ18振动压路机，碾压时先慢后快、先静后振、先弱振后强振、先边后中、纵向进退式进行，用高频率、低振幅的方法进行振压，碾压速度2～4km/h，轨迹重叠宽度不小于1/3轮宽。为确保填砂路基与包边土相接处的压实质量，需增加该处的碾压遍数，最后一遍做跨缝碾压。

一个作业段需配备2台YZ18振动压路机才能满足施工要求，因为砂没有粘聚性，呈松散状，压路机的压实功效不能充分传递，碾压遍数较多。

试验段施工时，使用YL-16胶轮压路机进行终压。试验表明，胶轮压路机碾压2遍，压实度提高并不明显，基本上只起到表面收光的作用。故考虑胶轮压路机碾压1遍作表面收光。

（2）碾压遍数

试验表明，松铺厚度40cm的填砂路基，含水率控制在11.6～15.6%，YZ18振动压路机静压1遍（注：压路机往返一次按一遍计），振压4～6遍，压实度可达到93%以上；振压6～8遍，压实度可达到94%以上。

（3）压实度检测

填砂路基的压实度检测，能够使用灌砂法且效果较好。但砂无粘聚性，填砂路基表面5cm之内受压路机轮迹的影响，故压实度检测时，需将表面5cm的砂料清除，检测表面下5cm至该层底的压实度。