CN108342936A - 一种填砂路基施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种填砂路基施工方法，包括测量放样→原地面清表、形成路拱→开挖纵横向排水盲沟→布设排水盲沟防渗土工布→回填级配碎石→铺设渗水土工布→细砂分层填筑压实→包边土填筑压实→路基预压及沉降观测；在填砂路基施工中，作为路基填料的细沙为含细粒土砂的河沙，细砂的含泥量不大于5%，重型击实标准的最佳含水量为9%～12%，最大干密度为1.53 g/cm3~1.58g/cm3。以解决现有土地资源匮乏的地区进行快速路路基施工资源紧缺，造价高的问题。本发明属于路基施工技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种路基施工方法，属于路基施工技术领域。
背景技术
随着城市社会经济的快速发展，城市的机动化水平不断提高，道路交通流量呈现快速增加的态势，道路交通拥堵状况进一步加剧。城市快速路能有效的缓解交通压力，给居民出行带来方便。城市快速路的发展是中国城市发展重要的部分，城市快速路的路基施工对土源的需求较大、对土源的质量要求较高。而对于土地资源匮乏的地区如何进行快速路路基施工是迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种填砂路基施工方法，以解决现有土地资源匮乏的地区进行快速路路基施工资源紧缺，造价高的问题。
为解决上述问题，拟采用这样一种填砂路基施工方法，包括如下步骤：
测量放样→原地面清表、形成路拱→开挖纵横向排水盲沟→布设排水盲沟防渗土工布→回填级配碎石→铺设渗水土工布→细砂分层填筑压实→包边土填筑压实→路基预压及沉降观测；
在填砂路基施工中，作为路基填料的细沙为含细粒土砂的河沙，细砂的含泥量不大于5%，重型击实标准的最佳含水量为 9%～12%，最大干密度为1.53 g/cm3~1.58g/cm3。
细砂中含泥量的检测方法如下：把砂抓在手里，放开后观察手中是否沾泥，不沾则为净砂，符合要求，或直接送至实验室检验；
其取砂及填砂的具体方法如下：
1）用汽车从河/江边运砂时，在砂含水量较大时装运，或者通过船上的输送带直接卸运，若砂已在岸上堆放较久而很干时，则在装运前先用抽水机抽水将砂浇湿，然后群装运；
2）砂运到工地后应立即封层或直接进行填砂，填砂时，将其及时推平并用振动压路机压实，若压实时砂比较干，则洒水后再压实，利用附近鱼塘、河及湖水，用抽水机洒水，或用洒水车直接洒水，干净的砂冲水压实时容易达到，但在表面风干后表面 7cm～10em范围内容易松散，必须立即封层，才能保证密实；
3) 注意天气，在下雨前使填料到位并推平，则下雨进行压实将使压实工作容易进行，且减少施工费用。
由于细沙路基容易受冲刷，因此两层边坡采取包边土防护，包边土采用袋装砂袋梯形布置或灰土四边形或梯形包边，包边黏土需在最佳含水量时进行碾压才能达到最佳压实效果，当含水量较低时，碾压遍树再多也达不到要求；作为路基填料的填芯细沙采用水压法施工，洒水后再用机械碾压，含水量控制在 l7％～19％之间。包边土施工方法为包边土与砂同步施工，碾压时对包边土与砂分别碾压，结合部重叠碾压；或先包边土后填砂施工，先施工的包边土每侧加宽 50cm，碾压完毕后人工切除超宽部位，后续施工重点加强砂土接合部位的碾压。
压实工艺如下：
方法一：12t压路机弱振1遍→18t压路机开弱振碾压1遍→22t压路机弱振碾压1遍→再用18t压路机开强振碾压2遍→22t压路机强振2遍→22t压路机稳压1遍，共 8 遍，而后，12t压路机收面，其中，前三部压路机采用梯队式作业，前后两个压路机错开3m- 4m，可最大程度减少碾压时间；
方法二：12t压路机弱振 1遍→18t压路机开弱振碾压 1 遍→18t压路机强振 3 遍→再用 22t压路机强振 1遍、弱振 1遍→22t压路机稳压一遍，共 8 遍，而后，12t压路机收面；
以上两种方式在含水量合适的情况下，基本上均可达到 96％以上压实度。
与现有技术相比，本发明通过粉细砂代用中粗砂填砂路基施工，能更好的就地取材，缓减资源日益匮乏的中粗砂的市场供应，大幅度降低工程造价，同时，消除了后期路基沉降量过大的质量通病，避免了因后期路基沉降量过大而导致路面开裂，提高了道路使用寿命，而且可以减少道路修筑对当地资源的消耗、保护耕地、避免水土流失，在强调资源的合理利用和社会可持续发展的今天尤其具有现实意义。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对发明作进一步地详细描述。
实施例：
以位于南昌县象湖新城地区临江西侧的某道路为例，其基本平行布置于现状赣东大堤东侧坡脚外侧，距离坡脚0-40m。起点桩号K0+200.238，终点桩号K4+600，全长4.4km，平均填土厚度大于2m。地下水位主要受气候及赣江水域控制，平均5.75m。
1.填砂路基施工关键问题分析
细砂呈无黏性，具有剪胀性，抗剪特性黏聚力小，内磨擦角大，渗透系数大，饱和松砂受到震动时会发生砂土颗粒悬浮于水中成为类似液体的现象，湿砂可黏聚成团，泡水后即松散，稳定性差。
1.1细砂的最大干密度
河沙含细粒土砂与一般砂土一样，在击实试验中存在着最佳含水量及最大干密度，根据现场施工的要求“重型”击实方法确定最佳含水量及最大干密度。试验结果表明，重型击实标准的最佳含水量为 9%～12%，最大干密度为1.53 g/cm 3 ~I.58g/cm3，掺水泥后最大干密度明显地提高，最佳含水量略微增加。
工程采用赣江细沙，根据《公路土工试验规程》 (JTGE40— 2007)中规定的击实试验方法进行试验，砂的击实表现为多峰特性，在轻型击实量情况下都存在条件下，在近完全干燥状态下与 10％含水量情况下都存在着一个干密度的峰值，其中含水量为 10％时对应的干密度为 1.53g／cm3。在重型击实条件下，干密度与含水量的关系则表现为明显的多峰特性，含水量为 14％时，最大干密度为 1.62g／cm3。这也说明了长江口细砂具有干压实(风干状态 )和湿压实(最佳含水量状态 )两大特性。
综上所述，此类细砂进行击实试验时，发现其干密度与含水量曲线呈现多峰特性，这为现场施工和检测提供了更多的可能，而且此类砂的重复试验结果不是很稳定，有一定的变异性，说明此类砂的击实试验的可重复性差，另还可看出无论是轻型击实试验还是重型击实试验，干密度的变化范围比较小，量筒测定法时，其变化量小于 0.07g／cm3；环刀测定法时，其变化量小于 0.15 g／cm3，说明其对含水量变化不敏感，其作为路基填料应具有良好的水稳性。
1.2 细砂的含泥量
在填砂路基施工中，细砂的含泥量多少直接影响砂的质量，规范砂的含泥量(即细粒土、粉土、灰土含量)不大于5% ，在施工前，应对所有准备用的砂送试验室检验，测定含泥量，及筛分颗粒试验符合要求后才同意施工队运砂进入现场。在实际施工中，干净的砂冲水压实时容易达到，但在表面风干后表面 7cm～ 10em范围内容易松散，必须立即封层，才能保证密实，而含泥量大一点的砂在冲水时，水不容易渗透下去，再加上压路机压实时，表层会形成一块板块，作用力难以达到下面，因此就造成表面密实、里面不密实的情况，必须重新换填干净的砂。
1.3 压实工艺、分层压实厚度
对于细沙这一特定路基填料来说，不同的压实厚度需要相应的压实功才能达到要求的压实效果，也就是说要使该填层内的填料颗粒克服粒间引力需要有相应的外部压实功作用，两者相互之间存在着对应关系，工艺试验的目的就是找出这种相应关系，合理选择压实机械组合及合理的分层压实厚度。
1.4 路基包边土的施工
由于细沙路基容易受冲刷，因此两层边坡需采取保护措施。通常包边土采用袋装砂袋梯形布置或灰土四边形或梯形包边。由于包边黏土与填芯细沙在性能上的差异，在压实性能上也表现出不同的特点。砂土由于水稳定性好，宜采用水压法施工，需喷洒大量水分后再采用机械碾压。当水量充足时，砂土在水压后自然压实度可达到60%左右。黏土只有在最佳含水量进行碾压才能达到最佳压实效果。当含水量较低时，碾压遍树再多也达不到要求，二含水量较高时，将发生翻浆冒泥等病害。因此，两者的结合及结合面的压实也是填砂路基施工的技术难点。
2．填砂路基施工工艺
测量放样→原地面清表、形成路拱→开挖纵横向排水盲沟→布设排水盲沟防渗土工布→回填级配碎石→铺设渗水土工布→细砂分层填筑压实→包边土填筑压实→路基预压及沉降观测。
3.填砂路基施工的质量控制
3.1 细砂的含水量控制
作为路基填料压实时，最佳含水量对细砂没有多大实际意义，因为细砂含砂量大，粉土颗粒小，空隙率大，失水快，渗透能力强，水分蒸发快，所以，细砂填筑时，一部分水分就要渗透到底部，另一部分水分蒸发掉了。如果前一层土的表面十分干燥，水分的损失就会更大，实际施工时宜在较大含水量下进行压实。通过多次试验，实际施工对含水量控制一般在l7％～19％之间。为做到这一点，可通过以下办法来进行。
1)在用汽车从河(江)边运砂时，宜在砂的含水量较大时装运。一般在砂从船上卸下不久时的含水量是较理想的。或者通过船上的输送带直接卸运。如砂已在岸上堆放较久而很干时，则在装运前应先用抽水机抽水将砂浇湿，然后群装运，这样比在工地上洒水要方便且费用低。
2)砂运到工地后应及时推平并用振动压路机压实。如果睚实时砂比较干，则应洒水后再压实，最好利用附近鱼塘、河、湖等，用抽水机洒水最方便，如无此类条件，则可用洒水车洒水。
3) 注意天气预报，在下雨前使填料到位并推平，则下雨进行压实将使压实工作容易进行，且减少施工费用。
3.2 细砂的含泥量控制
在施工监控中，采用抽样送试验室试验和现场用手检查砂的方法相结合，把砂抓在手里，放开后手中没沾有泥的净砂，如有怀疑送试验室检验，有效地把砂的含泥量控制在标准范围之内。
3.3 压实工艺的选择
赣江东岸防洪堤南延工程填砂路基试验段施工中使用以两种碾压工艺进行比较，均取得较好效果。
方法一：12t压路机弱振1遍→18t压路机开弱振碾压1遍→22t压路机弱振碾压1遍(这三部压路机可采用梯队式作业，前后两个压路机错开3m- 4m即可，可大程度减少碾压时间) →再用18t压路机开强振碾压2遍→22t压路机强振2遍→22t压路机稳压1遍(共 8 遍)，12t压路机收面。
方法二：12t压路机弱振 1遍→18t压路机开弱振碾压 1 遍→18t压路机强振 3遍→再用 22t压路机强振 1遍、弱振 1遍→22t压路机稳压一遍(共 8 遍)，12t压路机收面；
以上两种方式在含水量合适的情况下，基本上均可达到 96％以上压实度。
以往的经验告诉我们，细砂在大型荷载和重复荷载作用下易发生液化现象，因此施工中应尽量防止过振，同时也是减少对下层面的扰动。
3.4 细砂填筑分层压实的厚度
填砂路基在现行规范中没有明确标明分层厚度,在施工中,我们考虑到机械的压实功率有限,根据设计要求采用29cm一层作为虚铺分层厚度(压实厚度 25cm )。由于运输车辆在砂层上卸车到指定位置有时确有困难，施工时按填层段落长度、填筑宽度和厚度，计算本层填筑质量,乘以1.155 的车载松方系数控制本层卸砂车数，总量控制本层填砂的松铺厚度；推土机粗平后，测量复核断面标高控制本层松铺厚度，复测的层厚按小于 29cm控制，满足要求时，采用平地机整平，在细砂一定含水量范围内用压路机静压，再进行振动至达到要求，分层进行检测，达到要求后进入到下一工序。从已完成的路基弯沉值经检测均能达到要求。因此，在本路段填砂施工中均采用 29cm为一层，分层填筑、分层压实、分层检测，使每一层均能达到密实要求，以保证路基的稳定。
3.5路基包边土的施工质量控制
包边土施工基本有两种方式，即包边土与砂同步施工以及先包边土后填砂施工。
1)包边土与砂同步施工法，施工时层次明确，利于进行施工的组织安排，施工成本较低，工期好控制。并且在路基平整度、宽度、横坡、标高各项指标的控制上容易掌握，压实度也能达到设计要求，同时不易产生路基开裂现象。机械的活动空间大，容易控制。碾压时分别碾压，结合部重叠碾压。存在缺点是：①由于细砂灰土压实厚度的差异所造成结合处的错台现象，给压实带来一定困难。②细砂受外界环境影响较小，而黏土碾压对含水量要求高，尤其在雨季，这一问题更为突出，将造成因黏土进度滞后引起的细砂停工与等待现象。③吹砂渗透的水可能会在交界面处聚集，从而软化粘性土或淘空砂土，危及路基的稳定性。
2 ) 先包边土后填砂施工解决了细砂与灰土结合部位的压实问题，而且使细砂与灰土的施工相对独立，不会因灰土的滞后而使细砂施工停工，能充分地利用机械与人力，加快工程进度。缺点是需要人工配合。
在砂土结合部位的碾压应作为施工中的重点控制，先施工的细砂或灰土每侧加宽50cm，碾压完毕后人工切除超宽部位，后续施工重点加强砂土接合部位的碾压，保证边缘压实度达标。无论是先施工细砂还是包边灰土，都需要将土工布先翻到一边，同时要清除砂土混杂现象，因此施工中需要大量的人工配合。
4．结论
1)细砂在重型击实条件下，干密度与含水量的关系则表现为明显的多峰特性，具有干压实 (风干状态)和湿压实(最佳含水量状态)以及击实试验的可重复性差等特性，进行标准试验时应注意相关数据的采集。
2)细砂对含水量变化不敏感，其作为路基填料应具有良好的水稳性，实际施工时宜在较大含水量下进行压实。通过多次试验，实际施工对含水量控制一般在 17％～19％之间。
3)细砂易松散，水分散失快，填砂路基在压实后表面失水容易造成表面松散，其松散程度与砂中的含泥量有关，含泥量大则松散小，反之亦然。从而影响施工质量。因此，在进行下层施工，要用洒水车对下层喷水，补充水分，并及时碾压。
4)通过填砂路基试验段各种填筑方式的比较，综合各种包边土施工方法的利弊因素，建议采用先包边土后填砂施工法，分层施工。这种施工方法施工顺序比较明确，利于施工组织安排，施工成本较低，工期好控制。容易控制路基平整度、宽度、横披、标高和压实度等各项指标，同时不易产生路基开裂现象。机械的活动空间大，容易控制。碾压时分别碾压，结合部重叠碾压。缺点是需要大量的人工配合。
5)包边土施工，要防止黏土混入细砂里，细砂中间不能夹有黏土，因为细砂是透水性材料，粘土会吸收细砂中的水分，而又不能及时排出，这将会造成路基瘫软，冬季会引起冻胀，使路基遭到破坏。
6)为了保证包边土的稳定性，防止路基内渗水及填筑的吹砂排水畅通，应当在吹砂及包边土下设置砂垫层或碎石垫层，当没有设置砂垫层或碎石垫层时，应设置纵横向排水盲沟，在连接砂基的端部还应设砂砾反滤层，防止砂堵塞，以保证砂基内部排水通畅。本实施例中采用设置纵、横向盲沟的设计，最终通过横向盲沟排往两侧排水沟。
通过填砂路基施工质量控制关键技术研究，取代传统填土路基后期沉降期太长的缺点，适应城市快速发展开放交通的需要。避免了后期不断的维修，降低了施工成本。赢得社会信誉。
Claims (7)
1.一种填砂路基施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
测量放样→原地面清表、形成路拱→开挖纵横向排水盲沟→布设排水盲沟防渗土工布→回填级配碎石→铺设渗水土工布→细砂分层填筑压实→包边土填筑压实→路基预压及沉降观测；
在填砂路基施工中，作为路基填料的细沙为含细粒土砂的河沙，细砂的含泥量不大于5%，重型击实标准的最佳含水量为 9%～12%，最大干密度为1.53 g/cm3~1.58g/cm3。
2.根据权利要求1所述一种填砂路基施工方法，其特征在于：细砂中含泥量的检测方法如下：把砂抓在手里，放开后观察手中是否沾泥，不沾则为净砂，符合要求，或直接送至实验室检验。
3.根据权利要求1所述一种填砂路基施工方法，其特征在于，取砂及填砂的具体方法如下：
1）用汽车从河/江边运砂时，在砂含水量较大时装运，或者通过船上的输送带直接卸运，若砂已在岸上堆放较久而很干时，则在装运前先用抽水机抽水将砂浇湿，然后群装运；
2）砂运到工地后应立即封层或直接进行填砂，填砂时，将其及时推平并用振动压路机压实，若压实时砂比较干，则洒水后再压实，利用附近鱼塘、河及湖水，用抽水机洒水，或用洒水车直接洒水；
3) 注意天气，在下雨前使填料到位并推平。
4.根据权利要求1所述一种填砂路基施工方法，其特征在于：边坡采取包边土防护，包边土采用袋装砂袋梯形布置或灰土四边形或梯形包边，包边黏土在最佳含水量时进行碾压，作为路基填料的填芯细沙采用水压法施工，洒水后再用机械碾压，含水量控制在 l7％～19％之间。
5.根据权利要求4所述一种填砂路基施工方法，其特征在于：包边土施工方法为包边土与砂同步施工，碾压时对包边土与砂分别碾压，结合部重叠碾压；或先包边土后填砂施工，先施工的包边土每侧加宽 50cm，碾压完毕后人工切除超宽部位，后续施工重点加强砂土接合部位的碾压。
6.根据权利要求1所述一种填砂路基施工方法，其特征在于，压实工艺如下：12t压路机弱振1遍→18t压路机开弱振碾压1遍→22t压路机弱振碾压1遍→再用18t压路机开强振碾压2遍→22t压路机强振2遍→22t压路机稳压1遍，共 8 遍，而后，12t压路机收面，其中，前三部压路机采用梯队式作业，前后两个压路机错开3m- 4m。
7.根据权利要求1所述一种填砂路基施工方法，其特征在于，压实工艺如下：12t压路机弱振 1遍→18t压路机开弱振碾压 1 遍→18t压路机强振 3 遍→再用 22t压路机强振 1遍、弱振 1遍→22t压路机稳压一遍，共 8 遍，而后，12t压路机收面。
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