摘要:由于公路工程经常会遇到不良地质问题,基于此,以某高速公路工程为例,主要分析了该工程中风积沙路基基底施工工艺与质控措施。对该工程中的三个积水路段采用碎石渣垫层、风积沙垫层以及风积沙垫层+土工格室施工工艺。工后检验结果显示,通过以上施工工艺最终能够提高路基承载力、降低施工成本、保证路基施工质量,可为同类工程参考借鉴。
关键词:风积沙路基;积水段;腐殖土;
作者简介:宋会民(1970—),男,工程师,从事公路隧道施工工作。;

在高速公路路基施工中,通常要对不良地基进行处理,使用大量筑路材料增强地基承载力,减少公路工后病害发生几率。风积沙是一种具备路用性能的材料,在路基施工中可以采用风积沙筑路材料换填不良地基土质,有效解决筑路材料供给问题,保证路基工程质量。
1工程概况某高速公路工程位于河套平原中部,公路沿线分布盐渍土、低洼积水等不良地质结构。不良地基处理需用大量的填筑材料,本工程所在区域的砂石材料缺乏,需要远距离运输砂石材料,导致施工成本增加,延缓施工进度。为解决填料供应问题,本工程将沿线广泛分布的风积沙作为填筑材料,提出技术可行的风积沙垫层处理方案,有效降低施工成本,保证基底施工质量。
2风积沙路基基底施工工艺与质控措施2.1施工工艺该工程选取三段积水段,分别为K60+950—K61+210、K61+300—K61+450、K62+050—K62+200,对三段积水路段实施不同的路基基底施工工艺,具体如下:
2.1.1碎石渣垫层施工在K60+950—K61+210积水段采用孔隙率大、强度高、透水性好的碎石渣换填基底,提高地基承载力,减少工后沉降。

(1)施工前测量放样,确定基底换填加固范围,清理场地,排出地基表面积水,清除表面淤泥,清理表面树根、草坡、腐殖土等杂物;基表积水深度较大时,采用机械抽水的方式排干积水;清淤深度超过基底50cm时,清淤后换填碎石渣,厚度为50cm,碎石渣的最大粒径不得超过15cm,按照设计要求整平压实,压实度在90%以上[1]。
(2)在碎石垫层摊铺压实过程中,将碎石渣运至施工现场,摊铺平整,松铺厚度为40~50cm,跟踪测量填料前后的高程。
(3)初压为冲击夯压实2~3遍,复压为振动压路机碾压6~8遍,终压为光轮压路机碾压2遍;在碾压过程中,初压机械的行进速度放慢,复压和终压的压路机行进速度逐步加快;碾压顺序为从两侧向中心碾压,碾压做到均匀无漏压。
(4)在分层压实中,要跟踪测量高程变化,检测沉降差,对比分析实测沉降差是否在最大允许偏差范围内,若超过允许值范围,则要进行补压,直到压实度达到设计要求为止[2]。
2.1.2风积沙垫层施工在K61+300—K61+450积水路段采用透水性好的风积沙换填基底,该路段路堤高度较低,软土层较薄,采用风积沙换填基底能够保证良好的水稳定性,提高地基承载力。
(1)抽取地基表面积水,清除表面淤泥,清理基底杂物;从坡脚外侧3m处清淤,清淤深度为50cm,换填风积沙,厚度为50cm[3]。
(2)采用推土机将风积沙运到施工现场,摊铺整平,采用分层摊铺施工工艺。摊铺过程中,试验检测压实度、松铺厚度,松铺厚度控制在30~40cm。
(3)初压为压路机稳压2遍,复压为振动压路机碾压6~8遍,终压为压路机碾压2遍;在压实的过程中适当洒水,要求填料含水量略高于最佳含水量1%~2%。
(4)碾压采用分层压实法,碾压过程中利用灌砂法检测风积沙干密度,要求压实度不得低于90%,若不满足压实度要求,则立即安排补压[4]。
2.1.3风积沙垫层+土工格室铺设在K62+050—K62+200积水段采用风积沙垫层与土工格室相结合的基底施工技术,借助土工格室约束浅层地基软土变形,促使路基应力分布均匀,增强地基稳定性。
(1)施工放样,确定基底换填区域,清理施工场地,抽水、清淤和清理方法与风积沙垫层施工工艺相同。
(2)在风积沙运输到施工现场后摊铺整平,松铺厚度控制在30~40cm;初压为压路机稳压2遍,复压为振动压路机碾压6~8遍,终压为压路机碾压2遍;碾压过程中适当洒水,保持填料含水量高于最佳含水率1%~2%。
(3)检测压实度,在压实度达到设计要求后铺设土工格室,土工格室长为12.5m,宽为4m,高为10cm,焊接距离492mm,延伸率7.6%,断裂伸长率9.8%,抗拉屈服强度311MPa,最大拉伸102.8MPa[5]。
(4)在风积沙垫层上铺设土工格室,平顺铺放,要求土工格室与垫层紧密连接,使土工格室处于适度松紧的拉伸状态;土工格室铺设后回填风积沙,采用小型机械将风积沙回填到高出格室顶面8~10cm处,采用压路机压实,检测压实度。
上述三种风积沙路基施工方案的适用范围和主要特点均有所不同,都能满足该工程积水路段的基底处理要求。碎石渣垫层施工工艺适用于填方较高路段,便于地基排水;风积沙垫层施工工艺适用于填方较低路段,大幅度降低工程造价;风积沙垫层+土工格室适用于填方较高路段,控制软土路基不均匀沉降。
2.2质控措施2.2.1原材料质量控制在选用风积沙作为填料处理积水路段路基基底时,要严格控制风积沙技术指标,因此原材料的试验检测工作非常重要。
(1)含泥量
工程沿线风积沙为级配不良砂,部分风积沙为含细粒土砂,不符合填筑材料颗粒含量要求。在施工中,要加强风积沙含泥量控制,控制在3%~5%,保证风积沙CBR值最大[6]。
(2)强度
在风积沙处于最佳含水量的情况下,风积沙压实度为93%,回填模量应大于60MPa;风积沙压实度超过95%时,CBR平均值为30%左右。结合工程施工特点,压实后的风积沙CBR值应大于20%,按照这一指标控制风积沙填筑施工质量。
2.2.2压实度控制在风积沙路基施工中,采用灌砂法、核子密度仪法分层检测压实度,加强对路基承载力的控制,保证路基施工质量[7]。压实度检测结果显示:碎石渣垫层的第1层压实沉降差为2.7~5.6mm,第2层压实沉降差为2.5~4.5mm;风积沙垫层的第1层压实度为95.4%~97.1%,第2层压实度为97.1%~98.8%,第3层压实度为95.4%~97.1%;风积沙垫层+土工格室的第1层压实度为96.0%~98.8%,第2层压实度为96.5%~98.8%,第3层压实度为96.5%~98.3%。根据检测结果可知,路基基底换填部分的压实沉降差、压实度均达到相关施工规范要求,合格率为100%。
2.2.3顶面弯沉值控制在风积沙路基基底施工后,顶面会留下松散层,厚度约为10cm,在封层施工完毕后检测顶面弯沉值[8]。该工程采用贝克曼梁法检测路基封层回弹弯沉值,选取三个积水段中共15个检测点,检测结果为:弯沉均值141.13(0.01mm),弯沉代表值166.87(0.01mm),标准差为12.87。根据检测结果可知,积水路段路基顶面回弹弯沉值符合设计要求,小于设计弯沉值180(0.01mm),能够起到增强路基承载力的作用。
3结语在特殊路基基底施工中,要结合公路工程所在地的实际情况,选用广泛分布的风积沙作为填筑材料,制定经济合理、技术可行的路基基底施工技术方案,提高路基工程的社会效益和经济效益。在风积沙路基施工过程中,要加强风积沙原材料质量、路基压实度和顶面弯沉值控制,进而保证工后路基承载力达到设计要求,提升高速公路工程整体质量。
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