填砂路基施工工法

1、填砂路基的施工方法1前言中粗砂具有水稳定性好、颗粒压实强度高、工后沉降小、但易失水、失水后易松散、内聚力小的特点。中粗砂通过设计粘土封层和两侧封边，是一种理想的路基填料。我国现行施工规范中没有填砂路基的施工工艺和质量检验标准。本项目在科技项目中成立了科研课题组，对全断面填砂路基施工方法进行研究、探索、改进和总结。2施工方法的特点2.1快速、经济、不受雨季干扰在我国南方雨量充沛的地区，填砂路基的施工有利于连续作业，减少了泵送人力和机械设备的投资。压路机、推土机、自卸车等大型施工机械设备受雨季干扰少，利用率高，有利于节约工期。2.2节约资源和保护环境在我国的大部分地区，水系发达，河涌和河流有丰富的

2、沙资源，使用方便，而粘土却很少。用砂作为路基填料可以减少耕地占用，减少植被破坏，保护环境，就地取材，节约资源。2.3施工效率高，节省时间中粗砂渗透系数大，当灌溉水超过最佳含水量时，静置12小时，碾压达到最大压实效果，砂面不液化或疏松，不像粘土填筑施工，必须严格控制在最佳含水量范围内，工作效率大大提高。3适用范围本方法适用于所有高速公路、城市快速路、主干道、机场、码头等道路的填砂路基施工，以及房屋建筑场地的回填砂施工。4过程原理路基填筑采用灌溉和压路机相结合的方式来促进砂的压实；砂的渗透系数较大，经过12小时的灌溉自然沉淀后，可达到稍密状态，在表面不液化或不松散的情况下被碾压，大砂粒相互嵌挤形成

3、骨架，同时水向下渗透排出。水的渗透运动带动细颗粒运动，填充较大颗粒之间的空隙，使整个砂体达到“骨架密实”状态，达到压实效果。同时，水的渗透和后填砂的渗透可以促进前填砂的进一步压实。通过对比渗透压实和重压实的干密度与汗液体积的关系曲线，渗透压实计算的最大干密度为1.92克/立方厘米，重压实计算的最大干密度为1.85克/立方厘米。前者的数据更可靠。5施工工艺及操作要点5.1施工工艺流程图施工准备型砂试验输沙土壤试验粘土运输软基处理基底压实临时排水措施包覆粘土填料第一层填砂推土机粗平灌溉和碾压其他层的砂结构路基沉降形成蓄水压实试验结构的沟槽回填5.2施工准备5.2.1室内测定沙子最大干密度的新方法对

4、于砂的干密度试验，传统的试验方法一般包括相对密度振动锤法和重型击实法，两种方法均采用湿式击实，且不排水，不符合现场施工条件。沙子是一种很好的透水材料。在一定含水量下碾压时，水不可避免地会渗透到下层，而室内强夯试验则不能向外渗透。因此，当田地最终通过碾压达到密实状态时，“最佳含水量”不可避免地与实验室获得的“最佳含水量”不一致。这两种试验方法得到的“最佳含水量”失真，试验数据离散，重复试验结果不太稳定，有一定的可变性，试验数据本身很小。参考科研团队利用岩土实验室现有的设备组合，对内径152毫米、壁厚10毫米、管高152毫米的试管进行了改装，在底部均匀设置了41个1毫米的细孔，用标准砂填砂测量体积

5、v。在试管底部放两张滤纸，用手动压实仪将试管充分压实三次。当试管被压实时，在砂层的顶部添加钢垫板。每层压实98次后，水将随着压实工作渗透出去。压实后，称取砂的湿重m，干燥，计算压实后的含水量，计算不同含水量下压实后的干密度：d=m/v(10.01)。图渗透压实法试验装置图现场取样，将所有砂干燥，按2%的含水量，配置11组不同含水量0-20%的砂，分别进行重压实法和渗透压实法对比试验，得到干密度与含水量的关系曲线：图渗透压实法干密度与含水量曲线的关系图重压实法干密度与含水量曲线的关系5.2.2软基处理施工前应对路基软基进行处理：在一般的稻田，清除表面种植土壤。ty220推土机用于清理工作台，平均

6、厚度为60厘米，易受硬土影响。平地机整节整平碾压，原地面压实度不低于90%。在鱼塘区域，首先利用路基坡脚外的围堰将围堰内的积水抽走。湿地推土机ts120将淤泥推到靠近围堰的一侧，挖掘机连接装载运输两次以上。平均疏浚厚度为80厘米，以清至硬土为准。原地面压实度不低于90%。在淤泥厚度为3.5m的鱼塘段，采用抛石挤淤法进行软基处理。抛石填筑顺序从路堤中部开始，然后逐渐向两侧扩展，使淤泥向两侧挤出。抛石的粒径为30 50厘米。在抛石过程中，被牵引的压路机振动并滚动。抛石完成后，测试承压板的承载力。填砂前，在抛石顶面填30cm粘土，防止填砂水从抛石孔隙中流出，甚至导致砂粒流失。当原地面纵向坡度大于12

7、%或横向坡度大于1:5时，应开挖并设置台阶，台阶向内坡度大于4%，宽度不小于2m。5.2.3基底压实路基基底处理完成后，yz20t压路机将从中间的低侧向高侧碾压，以确保路基基底的承载力满足设计要求。5.2.4临时排水设施为了保证砂土地基中超优含水量的过量水的顺利入渗和排水，在砂土结合处埋设100mmpvc管作为盲沟排水管，向外坡度为3%，管口包裹土工布，并设置过滤层。临时排水沟设在路基坡脚外2m处，深度0.8 1m，宽度1m。排水沟的纵坡应结合现场地形设置，沟内的水应排入现场沟渠或池塘。5.3两侧包覆粘土结构采用以下两种方法填充侧粘粘土：方案一：先填砂，后磨泥。首先填充砂芯，在砂的两侧填充50

8、厘米宽，刷砂坡，手工将砂分成小块，分层填充粘土。评价：砂、土分步施工，相互干扰少，施工效率高，砂、土结合部能充分压实。缺点：需要人工刷坡，自卸车不能行走，因为包裹粘土的宽度很小。自卸车在沙地上运输，土壤先卸到沙地表面。挖掘机将土壤翻过来填满，这样粘土就很容易与沙子混合形成一个薄弱的夹层。建议先填砂面比粘土面高12米。如果太高，沙子的稳定性就会降低两侧粘土封边条，顶宽2m，高0.8m，塑性指数大于6，填筑虚铺厚度30cm，挖掘机用推土机粗平，平地机精平。粘土包裹层内外应填50厘米宽，以保证路基的密实度。内宽填土部分路基压实度检测合格后，填沙前应清理边坡，并将土的内侧恢复成2030厘米的小台阶，以

9、保证砂缝的压实效果。5.4路基填砂施工5.4.1第一层砂的砂厚测定第一层砂的填充厚度不应小于80厘米，太薄。在重型车辆的冲击下，容易发生塑性剪切变形形成车辙，导致车辆陷车。其余各层不应超过60厘米。5.4.2沙子的运输根据填筑长度和宽度，根据填筑虚拟摊铺厚度计算该层的填筑量，并根据自卸汽车的运输量设置网格。验收合格后，在填砂路堤表面运砂时，必须洒水，使填砂层的表面含水量不低于12%。当出现车辙时，应及时用推土机将砂整平，确保自卸车将砂运至指定地点卸载；卸砂时，自卸车应提前倒车至卸砂点。由于河砂颗粒之间的内摩擦角较小，很容易干扰已硬化的下卧层的填砂，该下卧层是通过直接在卸砂点掉头卸砂而形成的。5

10、.4.3砂料的粗整ty140推土机按照“低中心、高边、锅底”的模式进行粗、均匀撒砂，有利于保持砂的含水量，内部坡度控制在1.5%2%。5.4.4灌溉和碾压砂粗化整平后，用砂培田字格浇灌，静置12小时，利用水的渗透促进砂的自然沉降，达到初步压实。在明显不液化、不松散(基本上是最佳的碾压含水量)的条件下，用压路机碾压。碾压从两侧向中间进行，静压两次，稳压后振动碾压两次，最后静压两次。压路机的初轧速度为1.5224km/h，然后为24km/h，轮轨重叠宽度不小于轮宽的1/3。图培田字格灌溉地图排水盲沟渗排水路基填沙灌溉压实后，项目部试验室进行压实试验，试验合格后进行下一层施工。5.5结构的沟槽回填路

11、基内雨水管、检查井、管涵、水箱涵等构筑物的管沟回填应分层填筑，每层砂的填筑厚度应严格控制在15cm左右，两侧对称填筑，不平衡高度不得超过30cm。每层填筑完成后，洒水，并人工配合小型强夯机压实。管沟回填至距管道顶部50厘米后，将注入大量的水，用插入式振动棒振实，并用水夯法夯实。振动棒应垂直插入末端，振动0.5-1分钟，然后倾斜拔出，振动距离应为20-30cm。台背回填也分层填筑，用小夯锤洒水夯实，每隔23米用振捣棒振捣一次。为了增加桥台过渡段的回填刚度，使桥台刚度过渡到路基材料的柔性“线形”，增强其抵抗车辆反复水平剪切冲击的能力，项目部在桥背回填部分采取了灌浆措施。桥台背灌浆范围为桥台背外锥面

12、内5.0m，内加固长度为桥台背全长，加固深度为桥涵顶面至基底标高，灌浆孔扩散半径为0.5m，间距为1.0m.5.6路基填砂成型后的蓄水沉降路基砂填至设计标高后，用砂均匀地耕作田字格7.4严格控制每层填砂厚度：用石灰分格，均匀分布，技术人员跟踪，严格控制虚铺厚度。建议每层虚铺厚度控制在60厘米左右，最上层松铺厚度不小于20厘米。一般情况下，推土机用来控制内倾角为1.5%2%的边坡。先将推土机粗略整平后，洒水碾压，然后采用田字网格法进行灌溉，进一步达到预埋压实效果。平地机进行精细平整和碾压，压实度检测合格后，方可进行下一层填筑。7.5路基填筑成型后，利用田字格连续灌溉压实2个月，确保路基完全沉降并

13、趋于稳定。8安全措施8.1严格采用四区八道工序施工，扩大施工工作面，减少车辆之间的相互干扰，避免碰撞。8.2运砂、推土机粗平、平地机精平、压路机碾压，并设专人指挥。8.2在每个交通路口派专人指挥交通。根据现场条件，设计交通诱导方案，确保施工不与社会行人发生冲突。8.4管涵、箱涵、雨水主管和检查井的沟槽开挖施工应封闭好，检查井安装前应覆盖好。9环境保护措施环境污染得到有效控制，土地资源得到节约利用，项目绿化完整美观，节能节材节水措施落实到位。主要措施如下：(1)建立以项目经理为首，由专职管理人员和各作业组负责人组成的施工管理组织。根据施工进度和施工特点，分工序制定相应的环保措施，加强施工管理，层

14、层强化环保意识。认真学习环境保护法，执行当地环保部门的相关规定，督促全体员工自觉做好环保工作，接受业主和环保部门的监督和指导。(3)施工过程中，弃土运输至指定弃土场，完工后平整作为耕地；现场临时路面采用泥结碎石结构，及时洒水，及时清除施工垃圾。(4)做好施工场地和施工场地的布置以及排水系统设施的建设，确保生活污水和生产废水不污染水源；机械排放的施工废水、生活污水和含油废水应按照规定达标后排放到指定区域。10效益分析10.1本方法可根据工程需要，在实验室测定各种砂质非粘性材料的最大干密度，适用于高速公路、城市快速路、机场、码头等道路的路基施工。10.2本方法施工不受雨季干扰，因此不需要在小雨中停工，大雨后可迅速恢复施工。南昌年平均降雨时间约为90天。与填方路基相比，本工程填砂路基可缩短工期4个月，提高工作效率，缩短路基施工周期，降低机械成本。10.3该方法易于控制，大大提高了机械设备的利用率。利用砂的渗透特性，灌水量超过最佳含水量，静置12小时后