CN105603842A - 路堤大厚度填砂施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路堤大厚度填砂施工工艺。包括以下步骤：对路堤填砂处进行软基欠载预压处理，并采用砂、卵石进行基底整形，使其形成双向横坡，压实度达到90％以上；在基底上铺设一层50cm的砂卵石层；在砂卵石层充分洒水后，碾压至压实度93％以上；砂料层摊铺厚度控制在70cm；采用人工洒水方式以保持砂料层含水率维持在最佳含水率；石灰包边土实际宽填控制在2.5m，松铺厚度控制在30cm以内，碾压完成并检验合格后，依照包边土外侧设计边线对其进行削坡。本发明能够大幅度加大路堤填砂松铺厚度，其填筑速度将是传统厚度填筑技术的2倍以上，节省工期可达48％，直接经济效益是每公里降低铺筑成本30％以上。

Description

路堤大厚度填砂施工工艺

技术领域

本发明属于工程建设领域，涉及一种路堤大厚度填砂施工工艺。

背景技术

高速公路路堤填筑往往要消耗大量的粘土资源，但我国土地资源十分紧缺，在某些特别情况下，出于对农田的保护，常用的粘土等填料不能就近得到，倘若从较远的地区运输粘土，则会大幅度提高工程造价。因此，寻找工程项目附近的其他填料，诸如河砂、江砂等就近材料来替代粘土用于路堤填筑就成为了必然选择。

将河砂(江砂)作为路堤填料，存在失水易坍塌、干稳定性差、易液化等缺点，因此将其应用于较大规模的工程实例并不多见。同时，国内暂无具体针对填砂路堤的施工技术规范和质量检验评定标准来进行指导和规范施工。目前，对于需要进行软基处治的高速公路工程项目(特别是全线软基的项目)，由于预压等工序对时间的要求，往往会导致二期工程工期特别紧张，倘若在填砂路堤施工时能够进行大厚度填筑，会在很大程度上节省工期，这无疑会创造非常大的经济效益。目前，对于长江中下游流域典型软土广泛分布的江汉平原而言，就有潜石、江南、江北、沙公等四条高速公路在建或已建成，全部采用填砂进行路堤填筑。

现行标准对填方路基松铺厚度统一规定仍为30cm，该厚度控制标准已与目前压实设备出现较大不匹配性。实际上，在压实技术不断发展的今天，压实设备都已向大型化迅速发展，在路基施工中，20t以上的振动压路机早已普遍使用，较厚铺层的压实将是路堤填筑施工发展必然趋势。此外，填砂路基工程往往处于砂源丰富的软基区域，该类工程(特别是5m以上高路堤)由于软基处治消耗大量时间会导致工期十分紧张。倘若采用增大松铺厚度的方法，在保证压实质量的前提下则会大大缩短填砂路堤施工工期，创造明显的经济效益。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种具有可操作性的路堤大厚度填砂快速施工工艺，在确保施工质量和安全的前提下，加大铺层厚度，加快施工进度。

为达到上述目的，采用技术方案如下。

路堤大厚度填砂施工工艺，包括以下步骤：

1)底层施工

对路堤填砂处进行软基欠载预压处理，并采用砂、卵石进行基底整形，使其形成双向横坡，压实度达到90％以上；分析检测基底砂、卵石的比例，按照相同的比例在基底上铺设一层50cm的砂卵石层；在砂卵石层充分洒水后，碾压至压实度93％以上；

2)填砂施工

砂料层摊铺厚度控制在70cm；路基旁就地打机井，配合大功率潜水泵，接消防水管对铺筑段面进行连续注水，并垫一块木板使水流不直接冲刷砂料层而沿四周均匀散开下渗，再采用人工洒水方式以保持砂料层含水率维持在最佳含水率；

控制含水率的同时进行碾压施工；施工断面稳压一遍，采用8t小型压路机振压2遍，碾压速度不大于4km/h，碾压轮迹重合至少不低于1/3轮宽，砂料层底部压实度达到90.0％以上；采用20t大型振动压路机进行静压、弱振、强振的形式过渡，碾压轮迹重合亦不低于1/3轮宽，最后静压1或2遍，碾压速度不超过4km/h，砂料层底部压实度达93％以上；

3)包边土施工

石灰包边土实际宽填控制在2.5m，松铺厚度控制在30cm以内，碾压完成并检验合格后，依照包边土外侧设计边线对其进行削坡。

按上述方案，步骤1)砂卵石层卵石体积含量控制在60％—75％。

按上述方案，步骤1)还包括在基底以及砂卵石层的外围铺设袋装砂砾石。

按上述方案，砂卵石层、砂料层所用砂料细度模数为1.26，最大干密度为1.63g/cm³，最佳含水率为16.0％。

按上述方案，步骤2)所述最佳含水率按以下方法得出：

对项目所用砂料进行取样，采用重型击实试验确定填料最大干密度及其对应含水率；在所得含水率及其±2％、±4％的含水率下成型试件；采用路面强度仪进行承载比试验，测得最大加州承载比所对的含水率，得到最佳含水率。

按上述方案，步骤2)砂料层摊铺高度达到94区以上时，所述弱振和强振工艺组合碾压碾压遍数增加1或2遍。

本发明所提出的路堤大厚度填砂碾压组合方案应根据实际现场碾压试验来确定，可实现砂料铺筑厚度由规范要求的30cm提升至70cm，大幅度加快施工进度。具体操作是：待摊铺整平后砂料表层达到最佳含水率时，即可开展不同碾压工艺组合的现场试验；采用8t小型压路机进行稳压，再用20t大型压路机由静压——弱振——强振——静压的形式过渡，逐步提高砂料承载力。

本发明相对于现有技术，有益效果如下：

能够大幅度加大路堤填砂松铺厚度，其填筑速度将是传统厚度填筑技术的2倍以上，节省工期可达48％以上，直接经济效益是每公里降低铺筑成本30％以上；

此外，本技术充分利用路堤施工处砂料资源丰富特点，在保护当地耕地资源的同时，减少了项目施工对当地交通、环境等所造成的影响，节省的工期用于软土地基预压处理，使得软基尽可能固结，从而减少了工后不均匀沉降，降低了开放交通后路面病害大规模爆发的可能性，具有良好的社会适应性。

附图说明

图1：路堤大厚度填砂工艺流程图；

图2：大厚度填砂路堤断面图。

1-基底；2-砂卵石层；3-袋装砂砾石；4-砂料层；5-包边土；6-路床；7-路面。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

参照附图1所示，大厚度填筑工艺流程如下：对路堤填筑用砂料和石灰土进行原材料检测，合格后方可作为填料进行施工。对原地表进行测量放线以画出路堤填筑范围，清理场地后，按照设计要求进行软基处治。对基底进行压实，检测压实度达到90％以上要求后，开展路堤填筑施工。运输车辆将砂料卸至施工断面，通过推土机粗平、平地机精平进行摊铺，采用抽水井洒水使得砂料达到最佳含水率后，进行碾压施工。通过小型压路机稳压、大型压路机振压，逐渐提高砂料层承载力，并填筑包边土，压实度检测合格后方可开展下一层砂料填筑工作。

参照附图2所示，大厚度填砂路堤断面图。在软基处治后的表层(即基层1)直接铺设一层与砂卵石垫层欠载预压处治配比相同的砂卵石层(2)，使其作为横向排水通道以方便后期路堤填砂施工时下渗水的排出，袋装砂砾石(3)起到排水及防止砂料流失作用。逐层施工砂料层(4)，两侧通过包边土(5)填筑使得填砂路堤稳固，路堤顶部填筑路床(6)部分后，即可铺筑路面(7)结构。

具体地，本发明路堤大厚度填砂施工工艺如下：

底层施工

路堤填砂处经软基处治后，要求对基底进行整形，使其形成3％双向横坡以利排水，并要求压实度达到90％以上。路堤施工处卵石资源丰富，分析路堤施工处软基处治用砂卵石掺配比，卵石含量控制在60％—75％范围，并按此掺配比在软基处治后地面铺设一层50cm砂卵石层。在充分洒水后，碾压至规范要求93％以上压实度，以增大底层横向排水路径，方便上层砂体水密后水体下渗并排出。基底以及砂卵石层的外围铺设袋装砂砾石。

填砂施工

砂料摊铺厚度控制在70cm，由推土机、装载机和平地机共同协作完成，摊铺长度按两座构造物(中桥、农机通道)间的主线作为一个施工断面，并根据施工能力来综合确定。

为保证砂料的饱和含水率，采用路基旁就地打机井，配合大功率潜水泵，接消防水管对铺筑段面进行连续注水，并垫一块木板使水流不直接冲刷砂料层而沿四周均匀散开下渗，再采用人工洒水方式以保持砂料含水率维持在最佳含水率附近。

遵循“先轻后重，先慢后快，高频低幅”原则进行碾压施工，具体碾压组合如下：施工断面稳压1遍，铺层底部压实度可达到88.0％；采用8t小型压路机振压2遍，碾压速度不大于4km/h，要求碾压轮迹重合至少不低于1/3轮宽，铺层底部压实度可达到90.0％以上；采用20t大型振动压路机进行静压、弱振、强振的形式过渡，要求碾压轮迹重合亦不低于1/3轮宽，最后静压1～2遍收光，碾压速度不超过4km/h，铺层底部压实度可达93％以上。

包边土施工

考虑到填砂松铺厚度70cm较大，为保证施工质量，应在每层填砂施工完后即进行包边土施工。石灰包边土实际宽填控制在2.5m，以保证路基成型削坡后净宽度2m范围内的压实度满足设计要求，以及压路机在包边土上碾压时与边缘留有足够的安全距离。填砂路堤在进行包边土施工时，其松铺厚度应严格按照规范要求控制在30cm以内，并要注意碾压前需要先对土、砂结合部位失水后松散的砂料适量洒水。碾压完成并检验合格后，依照包边土外侧设计边线对其进行削坡(坡比1:1.5)，将削去的石灰土堆在压实包边土表面作为下层填筑材料。

大厚度路堤填砂压实质量检测

采用大体积环刀(1000cm³)进行压实度检测。可采用酒精燃烧法现场初步检测含水率，同时需对每次压实度检测的砂料取样并带回实验室采用烘箱烘干以精准确定含水率。其中，碾压后砂体表层约10cm松散层需清理后，方可进行压实度检测。考虑到松铺厚度达到70cm，而大体积环刀长度只有约12cm，因此需要在同一点分三次依次检测上、中、下三层的压实度，即检测全厚度的压实度。

本发明大厚度填砂工艺达到70cm，填砂施工时，在最佳含水率情况下，采用8t小型压路机进行稳压，再用20t大型压路机由静压、弱振、强振的形式过渡，逐步提高砂料承载力。分别以两种方案进行碾压施工，并对砂料层的不同厚度进行压实度的检测。结果见表1、2所示。

表1

表2

方案二(表2)为施工队常采用的碾压方案，即担心设备“陷轮”而不敢强振碾压；因此，在控制含水率的前提下，采用强振碾压的方案一(表1)与持续弱振碾压的方案二进行对照试验。实验结果显示，同一层厚压实度整体上是随着碾压遍数的增多而不断增大的，方案一在开始进行强振碾压时，压实度上升幅度随强振遍数增多是明显较大的，继续增加碾压遍数其上升速率逐渐变缓，底层60cm的压实度始终是方案一优于方案二，且方案一能够满足规范要求的93％以上压实度。据此，说明本发明所提路堤填砂大厚度填筑施工工艺，能够很好满足较大铺层厚度(例如70cm)施工工程需要，大幅度加快施工进度，创造显著经济效益。

Claims (6)

1.路堤大厚度填砂施工工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)底层施工

对路堤填砂处进行软基欠载预压处理，并采用砂、卵石进行基底整形，使其形成双向横坡，压实度达到90％以上；分析检测基底砂、卵石的比例，按照相同的比例在基底上铺设一层50cm的砂卵石层；在砂卵石层充分洒水后，碾压至压实度93％以上；

2)填砂施工

砂料层摊铺厚度控制在70cm；路基旁就地打机井，配合大功率潜水泵，接消防水管对铺筑段面进行连续注水，并垫一块木板使水流不直接冲刷砂料层而沿四周均匀散开下渗，再采用人工洒水方式以保持砂料层含水率维持在最佳含水率；

控制含水率的同时进行碾压施工；施工断面稳压一遍，采用8t小型压路机振压2遍，碾压速度不大于4km/h，碾压轮迹重合至少不低于1/3轮宽，砂料层底部压实度达到90.0％；采采用20t大型振动压路机进行静压、弱振、强振的形式过渡，碾压轮迹重合亦不低于1/3轮宽，最后静压1或2遍，碾压速度不超过4km/h，砂料层底部压实度达93％以上；

3)包边土施工

石灰包边土实际宽填控制在2.5m，松铺厚度控制在30cm以内，碾压完成并检验合格后，依照包边土外侧设计边线对其进行削坡。

2.如权利要求1所述路堤大厚度填砂施工工艺，其特征在于步骤1)砂卵石层卵石体积含量控制在60％—75％。

3.如权利要求1所述路堤大厚度填砂施工工艺，其特征在于步骤1)还包括在基底以及砂卵石层的外围铺设袋装砂砾石。

4.如权利要求1所述路堤大厚度填砂施工工艺，其特征在于砂卵石层、砂料层所用砂料细度模数为1.26，最大干密度为1.63g/cm³，最佳含水率为16.0％。

5.如权利要求1所述路堤大厚度填砂施工工艺，其特征在于步骤2)所述最佳含水率按以下方法得出：

对项目所用砂料进行取样，采用重型击实试验确定填料最大干密度及其对应含水率；在所得含水率及其±2％、±4％的含水率下成型试件；采用路面强度仪进行承载比试验，测得最大加州承载比所对的含水率，得到最佳含水率。

6.如权利要求1所述路堤大厚度填砂施工工艺，其特征在于步骤2)砂料层摊铺高度达到94区以上时，所述弱振和强振工艺组合碾压碾压遍数增加1或2遍。