浅析沿海地区路基填砂施工工艺控制.doc

浅谈沿海地区填砂路基施工工艺控制万孝军江苏省镇江市路桥工程总公司 江苏镇江 212400 【摘要】 本文结合省道201线（沿海大通道）晋江仙石至石狮水头段路堤施工的工程实践，简要介绍了沿海地区路堤施工工艺、施工控制方法、施工中应注意事项及经验体会。【关键词】 沿海地区 填砂 施工工艺 控制1 前言 省道201线（沿海大通道）工程福建省公路交通大动脉之一，其中晋江仙石至石狮水头段是泉州市境内重要路段之一，适应对台经济及交战的需要，意义十分重大。本项目走向基本上沿海岸线，地形略有起伏，整体地势较平坦。路线主要跨越海滩沉积地貌，土源极为困难。为减少占用良田，本路段设计为采用海砂作为路基填料进行路基施工。由于我公司对沿海地区的填海砂路基施工尚无成熟经验，为保证工程质量，我项目部会同设计部门、业主、监理等各单位在进行了试验段施工后，通过试验取得相关施工工艺及方多次会议决定铺筑近0.5km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。我结合省道201线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、检测方法及注意事项，以供同行参考。 2 填料的选择 本项目全线路基要求高程低于3.5-4.5米以下采用透水性材料填筑，为节省投资，该部分填料根据现场情况采用海砂填筑。海砂填筑路段，其外借砂粒径应满足中（粗）砂的规格要求。本项目路基填砂总量约60万方，对砂的需求量非常大，仅靠1-2个砂场难以保证施工，由于陆路运输又无法保证，因此取砂来源只能依靠海上船只运输，填砂路基填料的质量控制指标如下：砂料不得含有树根、草皮和易腐朽物质；海砂的细度模数控制在2.3以上，含泥量在3%以内，渗透系数大于0.05，大于0.5mm颗粒含量超过50%，含有沼泽、淤泥的砂不得用于路基填筑。从铺筑洒水压实后的情况来看，海砂能达到压实度的要求，从成型情况来看，含泥均匀，含泥量在4%5%的砂质更容易结板成型。如遇有含泥集中地方（砂中有泥块），会造成地段软弱弹簧。3 填砂施工工艺 3.1填砂施工流程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%左右振动压路机静压一遍，振压12遍洒水车补洒水振动压路机继续振压轮胎压路机静压检测合格下一层填筑。3.2砂的运输通过试验表明，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1015cm，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1017%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。3.3砂的摊铺摊铺机械选配：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。3.4施工作业控制（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400500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。（2）松铺厚度控制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静压1遍，振压4-6遍，均能达到90%以上的压实度。故建议在通常YZ18T20T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。（3）摊铺宽度控制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静压前，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。3.5填砂路基的压实（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92%，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。以标准击实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。（2）碾压工艺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。b）压实机具的选配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，用高频率，低振幅的方法进行振压，碾压速度控制在24km/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，压实度经过静压1遍，振压46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。采用20T以上高频低振幅的压路机，压实效果会更好。 （3）碾压遍数的确定试验结果表明，松铺厚度3050cm的填砂路基的压实，只要施工含水量控制在15%左右，18T振压机累计静压1遍，振压46遍，压实后均可在90%以上。3.6填砂路基的洒水（1）洒水方法通过试验段的施工，发现5T8T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，再用振动压路机静压一遍，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，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。（2）水源问题由于该地区处于沿海滩涂，水塘、沟渠多，而且海水涨潮带来的地下渗水十分丰富，沿线沟渠水源充足，填砂路基需要大的水，在沿线水塘、沟渠中抽水，能较好地解决水源问题。（3）机械配备一个作业段只要配备12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。4 其他注意事项加载速率关系到路堤施工中的稳定性，同时要考虑施工工期的因素，在达到极限填土高度前（经计算淤泥裸露路段极限填土高度为2m），可采用较快的加载速率，按30cm/天的填筑速率，填土高度大于极限填土高度以后，可采用两种平均速率：水泥粉煤灰碎石桩路段按1.5m/月的填筑速率（即每填一层（0.25m）间隔时间不得少于5天），每填1.5m，停载一个月，如此反复至设计标高。其他路段按1m/月的填筑速率（即每填一层（0.25m）间隔时间不少于7天），每填1m，停载1个月，如此反复至设计标高。施工过程中应以路堤沉降及观测数据为主，满足监测标准，对