肖 陽

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

級配不良細砂土路基填筑的施工與效益分析

肖 陽

(黑龍江省高速公路建設(shè)局)

針對級配不良細砂土表面水分散失快、失水后易松散、采用常規(guī)壓實方法無法壓實、干穩(wěn)定性差的特點，經(jīng)過反復(fù)試驗，通過摻灰粘土包邊、含水量控制、調(diào)整壓實設(shè)備配備(采用配重裝載機、膠輪壓路機替換常規(guī)路基填筑采用的光輪壓路機)的方法，確保級配不良細砂土路基填筑質(zhì)量，達到了降低工程造價的目標。

級配不良細砂土;摻灰粘土包邊;含水量;壓實;質(zhì)量;工程造價

1 前言

在公路工程建設(shè)中，沿線材料復(fù)雜多變，經(jīng)常會遇到沿線土質(zhì)為級配不良細砂土豐富，碎石土、粘土等填筑材料短缺的情況，采用更好的填筑材料填筑路基，存在遠距離運輸工程造價大幅度增加的問題，特別對于高速公路等建設(shè)項目，工程量很大，就地取材，將會大幅度降低造價，但級配不良細砂土做為路基填筑材料，存在表面水分散失快，失水后易松散，不易壓實，干穩(wěn)定性差的缺陷。

針對級配不良細砂土表面水分散失快、失水后易松散、采用常規(guī)壓實方法無法壓實、干穩(wěn)定性差的特點，經(jīng)過反復(fù)試驗，通過摻灰粘土包邊、含水量控制、調(diào)整壓實設(shè)備配備(采用配重裝載機、膠輪壓路機替換常規(guī)路基填筑采用的光輪壓路機)的方法，確保級配不良細砂土路基填筑質(zhì)量，達到了降低工程造價的目標。

2000年5月份至2001年10月份龍建路橋股份有限公司第三工程處在國道202線黑河至北安段第III標段;2002年5月份至2002年10月份黑龍江省哈爾濱市公路工程處在國道202線黑河至北安段第IV標段;2009年5月份至2010年6月份黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司在吉黑高速公路北安至黑河段A7標段工程施工中，就地取材，采用級配不良細砂土進行路基填筑，通過摻灰粘土包邊，配重裝載機、膠輪壓路機、振動壓路機組合進行壓實，含水量控制等工藝，確保路基整體質(zhì)量，大大降低了工程造價，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 特點

(1)級配不良細砂土干穩(wěn)定性差的特點，采用摻灰粘土包邊，防止路基邊坡沖刷，保證邊坡穩(wěn)定。

(2)級配不良細砂土表面水分散失快，通過試驗確定細砂土最佳含水量，采用灑水車灑水的方式控制壓實過程中含水量。

(3)改變常規(guī)路基填筑壓實設(shè)備組合方式，采用配重裝載機、振動壓路機、膠輪壓路機的壓實組合方式確保級配不良細砂土路基壓實度。

3 適用范圍

適用于高速公路、城市干道、低等級公路等使用級配不良細砂土填筑路基工程施工。

4 工藝原理

通過土的顆粒分析試驗，確定不均勻系數(shù)Cu和曲率系數(shù)Cc兩個指標，反映了土顆粒分布的均勻程度，不均勻系數(shù)Cu小于5，曲率系數(shù)Cc小于1、大于3的土屬于級配不良的土，對于級配不良的土在施工中難以壓實，通過調(diào)整壓實設(shè)備配備及壓實程序，縮小顆粒間距，形成一定結(jié)構(gòu)強度，確保級配不良細砂土的壓實度，保證路基填筑質(zhì)量。

5 施工工藝及操作要點

5.1 施工工藝(流程如圖1所示)

圖1 級配不良細砂土路基填筑施工工藝流程圖

5.2 施工準備

(1)施工放樣

根據(jù)設(shè)計要求，復(fù)核導(dǎo)線點、水準點，計算10 m一個斷面設(shè)計高程。

(2)土工試驗

根據(jù)公路工程土工試驗規(guī)程，對用土進行顆粒分析、標準基實等土工試驗，確定土樣的最佳含水量及最大干密度。

(3)土場備料

土場清表、完善排水設(shè)施、土場便道整修。

(4)場地清理

施工作業(yè)面根據(jù)設(shè)計要求進行場地清理等工作。

(5)人員配備

根據(jù)施工現(xiàn)場需要，配備測量員、試驗員、安全員、現(xiàn)場負責(zé)人等人員。

(6)機械設(shè)備配備

每個施工作業(yè)面配備裝載機2臺、振動壓路機1臺、膠輪壓路機1臺、平地機1臺、自卸汽車15臺、10 t灑水車1臺、推土機2臺。

5.3 試驗路段施工

通過試驗路段施工，確定摻灰包邊土施工方式、松鋪系數(shù)，確定細砂土施工生產(chǎn)要素配備、松鋪系數(shù)、含水量控制范圍、碾壓方式、碾壓遍數(shù)等施工控制參數(shù)。

5.4 施工工藝

(1)摻灰土包邊施工

根據(jù)土場粘土含水量，確定摻灰數(shù)量，在土場對粘土摻灰處理，采用悶料、翻拌的方式，將粘土含水量達到最佳，完成摻灰土儲備，采用塑料布覆蓋儲存，防止雨淋，這樣可以保證粘土包邊的施工進度，避免因含水量不佳，影響包邊土施工進度，致使砂土施工進度受阻。

粘土包邊寬度采用1.2 m，實際占用路基設(shè)計寬度1 m，20 cm作為幫寬土方，保證邊部壓實。

采用人工配合機械進行摻灰包邊土施工，根據(jù)試驗段確定的松鋪系數(shù)，定額備料，采用裝載機分料攤鋪，平地機整平，推土機排壓，平地機二次刮平后，人工切槽，保證粘土包邊與細砂土接觸內(nèi)側(cè)垂直，避免砂土與粘土重疊難以壓實。

(2)細砂土攤鋪

采用一臺裝載機攤鋪，根據(jù)松鋪高度掛線控制攤鋪高程，保證壓實后厚度與包邊土壓實厚度一致，裝載機攤鋪同時另一臺裝載機配重進行碾壓，減少水分散失。

(3)平地機刮平

根據(jù)掛線高度進行刮平，保證攤鋪后砂土面平整。

(4)含水量檢測

對攤鋪后細砂土及時進行含水量檢測，保證含水量高于最佳含水量2個百分點左右，方可進行壓實，否則立即采用灑水車灑水，保證砂土含水量，灑水時灑水車采用霧狀灑布方式，避免水量不均勻影響整體含水量效果，防止水量集中造成包邊土方被浸泡，無法進行壓實。

(5)振動壓路機壓實

平地機刮平含水量檢測合格后，立即采用20 t振動壓路機壓實，振動壓路機壓實主要通過振動力保證砂土深層壓實，包邊土與砂土同層碾壓，壓實遍數(shù)4～6遍。

(6)膠輪壓路機壓實

振動壓路機壓實一遍后，26 t以上膠輪壓路機緊跟壓實，保證砂土表面層壓實度，碾壓遍數(shù)4～6遍。

(7)各項指標檢測

碾壓完畢，根據(jù)路基施工技術(shù)規(guī)范要求檢驗壓實度、平整度、標高、寬度、橫坡度等項目，特別注意包邊土與砂土交接處壓實度檢測。

(8)下層施工

檢測合格后，及時進行下層施工，避免砂土水分散失過快。

6 材料與設(shè)備

6.1 材料

(1)細砂土

細砂土中易摻雜少量樹根等雜物，在施工中及時挑出。

(2)生石灰

生石灰盡量選擇鈣、鎂含量較高的材料，保證降低粘土含水量的效果。

6.2 主要機械設(shè)備配備

主要機械設(shè)備配備見表1。

表1 主要機械設(shè)備配備表

7 質(zhì)量控制

7.1 含水量控制

砂土含水量控制是保證砂土壓實的關(guān)鍵，通過反復(fù)試驗，根據(jù)天氣溫度情況，確定是否灑水及灑水量的大小，跟蹤檢測。

7.2 包邊土壓實

包邊土寬度窄，必須與砂土同層碾壓，確定砂土及粘土的松鋪系數(shù)尤為重要，否則在兩種土壓實后會出現(xiàn)錯臺現(xiàn)象，導(dǎo)致一種土壓實度不足。

7.3 壓實設(shè)備組合

采用裝載機初壓對砂土起到穩(wěn)定作用，為振動壓路機碾壓做準備，振動壓路機碾壓后砂土表面會出現(xiàn)不同程度的推移、裂紋，表面壓實度不夠，通過膠輪壓路機的揉搓作用，保證表面壓實度，三者有機結(jié)合，才能保證砂土的整體壓實度。

7.4 包邊土內(nèi)側(cè)切槽

包邊土內(nèi)側(cè)人工切出垂直于路基表面的直茬，保證壓路機的作用力垂直作用于土體，保證壓實效果，如果兩種土質(zhì)混雜，直接影響壓實度。

8 安全措施

(1)應(yīng)遵照中華人民共和國行業(yè)標準現(xiàn)行的《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》(JTJ－076－95)的要求執(zhí)行。

(2)應(yīng)遵照國家頒布的有關(guān)安全技術(shù)規(guī)程和安全操作規(guī)程辦理。

(3)土場出入口、施工區(qū)出入道路安排設(shè)置明顯安全標志，安排專人指揮交通，保證施工安全。

(4)施工現(xiàn)場指揮人員著安全服裝，旗語明確。

9 環(huán)保措施

(1)生石灰運輸車輛覆蓋，生石灰覆蓋堆放，避免污染周圍環(huán)境。

(2)施工便道安排專門灑水車灑水，防止揚塵。

(3)機械設(shè)備的噪音，應(yīng)符合當?shù)丨h(huán)保部門的要求，不符合者應(yīng)采取有效措施。

10 效益分析

采用細砂土進行路基填筑施工，就地取材，避免遠距離運輸增加工程造價，公路工程建設(shè)，工程量大，路基填筑材料動輒上百萬立方米，粘土材料豐富地區(qū)主要為耕地，石方填筑材料豐富地區(qū)主要為林帶，開采會破壞耕地和林地資源，細砂土地區(qū)主要為灌木叢荒地或河灘，開采簡單，減少耕地和林地資源破壞，降低工程造價同時，保護了土地和林業(yè)資源，經(jīng)濟和社會效益明顯。

2000年5月份至2001年10月份龍建路橋股份有限公司第三工程處在國道202線黑河至北安段第III標段，路基填方約為50萬m3，細砂土材料平均運距為3 km，碎石土平均運距22 km，增加節(jié)省工程造價約1 500萬元;2002年5月份至2002年10月份黑龍江省哈爾濱市公路工程處在國道202線黑河至北安段第IV標段，路基填筑42萬m3，細砂土材料平均運距2 km，碎石土運距43 km，節(jié)省工程造價約2 500萬元;2009年5月份至2010年6月份黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司在吉黑高速公路北安至黑河段A7標段工程，路基填筑工程量約為115萬m3，細砂土材料平均運距7 km，碎石土材料平均運距34 km，節(jié)省工程造價約4 500萬元。

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