砂性土路基施工工艺及质量控制研究

砂性土路基施工工艺及质量控制研究

李运华

中冶路桥建设有限公司  山东济南  250014

摘要：本文以某公路工程为例，对砂性土路基施工技术及质量控制措施进行研究。首先对砂性土路基施工工艺进行分析并提出相应的质量控制措施，包括砂料最大干容重、碾压、含水率控制等。为确保砂性土路基施工质量，对施工结束后的沉降值、弯沉值、压实度的工后检测重点内容进行具体阐述，望能为同类工程提供借鉴。

关键词：砂性土；路基施工；质量控制

1 工程概况

某公路工程设计全长12.86km，双向四车道，路基宽度为26.8m，经前期勘察得知工程所在地土质多为砂性土，为节约施工成本，决定采用砂性土回填的方式开展路基建设。由于砂性土路基施工中容易遭受雨水侵蚀，从而降低路基稳定性，因此，施工单位在施工中应对相关施工工艺进行深入研究，并采取合理的质量控制措施，以保证该工程砂性土路基施工质量。

2 砂性土施工工艺

2.1 施工准备

(1)砂性土路基施工前要做好充分的准备工作。首先，施工单位在公路路基建设前，要安排检测人员对工程场地周围的环境、地下水位、土质情况、气候变化等进行勘察了解，其次根据勘查结果以及设计单位提供的设计图纸、设计要求制定本工程路基的施工方案。

(2)路基正式施工前应对基底进行清理，本次砂性土路基的基底为种植土，整体强度基本满足施工要求。在基底清理时，先将所有的植物及其他杂物清理干净，然后利用机械进一步整平与碾压，待基底清理整平后，组织基底验收工作，确定基底的性能满足施工要求后即可开始砂性土路基施工[2]。

(3)砂性土路基正式施工前，为确保施工方案及 流程的合理性，施工单位要先选取长度在200m以上的路段进行试验段施工，确定砂性土路基施工的填筑厚度、松铺系数、填筑方式、碾压机械的组合方式、碾压次数等基本参数，试验段施工结束后安排检测人员对砂性土路基的施工质量进行检测，检测结果报送至监理单位，经监理方签字确认后，后续砂性土路基施工根据试验段中的参数作业即可。

2.2 测量放样

施工准备完成后即可开始砂性土路基的正式施工，其首要的工作就是测量放样，测量放样的工作目的是为了对砂性土用量、填筑方向以及填筑厚度进行控制。

(1)其中对于砂性土用量的控制，主要将施工场地划分为不同的区域，每个区域的砂性土用量需保持一致，在卸料时直接将砂性土卸放至放样的位置中即可[3]。

(2)填筑方向的测量放样采用控制桩的形式，在路基两侧及中线每间隔15～20m 设置一处控制桩，以为机械施工方向、宽度做指导。

(3)填筑厚度的测量放样是在控制桩上利用挂线的形式标记出填筑厚度，后续砂性土填筑中，可根据挂线高度加以控制。

2.3 取土与运输

(1)测量放样结束后开始砂性土材料的运输与填筑，本工程路基填筑使用的砂性土全部从场地北侧800m处的位置开挖获取，此区域内砂性土的面积为22万m2，取土量可以达到80万m³，完全满足本次路基填筑的用量要求，此外，为确保砂性土的质量，在取料前施工单位安排检测人员对场地内的砂性土开展了土工试验，根据实验结果，区域内砂性土的含水量在12%左右，25mm贯入量下砂性土的CBR强度为9.3%，砂性土中沙土粒的含量在10%～15%之间，因此，区域内的砂性土属于细粒沙土，且性能满足填筑施工的要求。

(2)砂性土开采主要采用机械开挖的方式，开挖获取的砂性土利用自卸式运输车运送至施工场地，由于砂性土表面运输车行驶困难，因此，取土时应遵循先远后近、先高后低的顺序依次取土。运输至施工现场后，根据专业人员的指挥将砂性土卸料至放样的方格中。

2.4 砂性土填筑与碾压

(1) 本工程砂性土路基的填筑厚度较大，由于砂性土本身的特点，当填筑厚度达到1.5m以上时，运输车就难以在其表面行驶，因此，为确保砂性土路基填筑的正常进行，本次砂性土路基的填筑采用分层作业的方式，每层填筑前均要先采用黑砂土构筑施工便道，经对黑砂土的土工试验得知，黑砂土的CBR强度为21.3%，最大干密度为1.91g/cm³，同时黑砂土具有一定的黏性，可以保证运输车辆的行驶安全，每侧黑砂土便道的宽度为5m，每层砂土路基卸料时运输车通过黑砂土进入场地内，呈现之字形卸料，待卸料后利用推土机将砂土摊铺开来，摊铺的厚度与放样挂线的高度保持一致，待摊铺后利用机械将表面整平，待每层砂性土路基表面整平后开始碾压施工。

(2)砂性土的碾压采用自振动压路机与光轮压路机配合完成，其自振动压路机 的振动频率为30～40Hz，振动幅度为0.1～0.4mm，碾压时先采用光轮压 路机对砂性土路基表面进行1～2遍的稳压，以增加砂性土之间的稳定性，稳压时碾压速度 控制在2.5～3.0km/h之间，然后利用自振动压路机进行振动碾压，增加砂性土的密实度，碾压遍数在6～8遍左右，碾压速度控制在3.0～3.5km/h，最后再利用光轮压路机以3.5～4.0km/h时的碾压速度碾压1～2遍进行收面，砂性土路基碾压过程中应遵循先慢后快的原则，碾压结束后砂性土路基的压实度应满足《公路工程质量检验评定标准》规范的相关标准。

3 砂性土路基质量控制措施

3.1 控制最大干容重

为保证砂性土路基的施工质量，施工单位应做好砂性土路基填料的控制，在砂性土材料的选取位置确定后，应明确砂性土材料的最大干容重，砂性土的最大干容重表示材料不含水分的容重质量，其最大干容重越大，则砂性土的压实效果越好，反之则越差，针对砂性土最大干容重的确定可采取湿振法，其湿振法主要是在砂性土中掺入水分，使砂性土达到水饱和的状态，然后在此状态下进行加压，利用外力将砂性土压实成一个整体，根据加压中砂性土水分摩擦及排除 的气体等参数，最后通过计算确定砂性土的干容重。

3.2 控制路基含水量

(1)根据砂性土本身的特性可以得知，砂性土具有较强的透水性，导致砂性土表面的水分流失较快，难以碾压成型，因此，砂性土路基的含水量对其碾压质量有着直接的影响，如砂性土含水量过大，则砂性土碾压后会导致路基的沉降量过大，如砂性土路基含水量过小，则路基难以碾压密实，为保证本工程砂性土路基的施工质量，施工单位应做好砂性土路基含水量的控制。

(2)对于砂性土路基的含水量控制可以采用2种方法，第1种是在砂性土路基施工前，施工单位可以在取料场地对砂性土进行闷料处理，闷料时将取土场地表层30cm的覆盖层挖除，然后开挖闷水槽，闷水槽的尺寸根据砂性土需要的补水量确定，待闷水槽开挖后，向槽内灌入适量的水分，使槽中的水分充分向砂性土中渗透，同时施工人员可用翻铲翻拌处理，使水分与砂性土充分混合，从而提升砂性土的含水率。

(3)第2种是在砂性土路基施工中补水处理，由 于本工程砂性土路基的填筑方式为分层填筑，每层施工完成后需要等待较长的时间才能开展下一层的填筑作业，在等待的阶段中，砂性土路基中的水分就容易蒸发，从而导致路基的含水量出现变化，为控制砂性土路基的含水率，施工单位可在每层填筑完成后定期对其表面洒水处理，从而保持砂性土路基的含水率，洒水方式为洒水车施工，洒水量根据施工当日的温度确定。

3.3 控制碾压质量

碾压施工是砂性土路基的关键环节之一，通过合理的碾压可以有效提升路基的承载力及稳定性，如果施工单位不能保证砂性土路基的碾压质量，则路基后续施工中就容易出现纵向裂缝的问题，严重影响交通安全。因此，为保证本工程砂性土路基的施工质量，施工单位应做好碾压过程的控制，主要可以从3方面进行，即碾压前做好机械的检查工作，确保机械的使用性能，碾压中合理控制碾压施工的速度、碾压遍数以及碾压方式，碾压后及时开展压实度检测，从而保证碾压质量。

4 质量检测

4.1 沉降量检测

砂性土路基的施工质量可以从3个方面进行判断，即碾压后的沉降量 、压实度以及弯沉值，其中沉降量是指碾压后路基高度的变化，路基的沉降量越大，则表示路基的碾压质量越差，路基沉降量越小，则表示路基的碾压质量越好，本次砂性土路基沉降量的观测周期为路基碾压后的3个月，每间隔300m随机设置有1个监测点，每间隔15d检测一次，本次给出5个监测点的检测结果(见表1)：

表1：沉降量检测结果（单位：mm）

由表1检测结果可得，本工程砂性土路基经碾压后，2个月内路基的5个监测点的总沉降量分别为10.5mm、10.8mm、10.4mm、10.6mm、10.1mm，均在设计要求的沉降量15mm以内，这证明本次砂性土路 基沉降量满足施工要求。

4.2 压实度观测

压实度为砂性土路基的重要指标之一，直接反映 路基的碾压效果，路基的压实度越大，则表示路基的碾压效果越好，路基的压实度越小，则表示路基的碾 压效果越差，本次砂性土路基压实度的检测在路基碾 压结束后进行，检测方式为灌砂法，每间隔200m选取一处检测断面，每个断面抽取3个检测点，本次随机给出2个断面的检测结果(见表2)。

表2：压实度检测结果

由表2检测结果可得：本工程砂性土路基经碾压后，检测点中路基的最高压实度可达96.9%，最低压实度为95.8%，均超过设计要求的≥95%，这表明砂性土路基的碾压质量良好，其压实度满足设计要求。

4.3 弯沉检测

弯沉值的大小可以作为砂性土路基承载力的指标，弯沉值越小则表示路基的承载力越强，反之则表示路基承载力越差，对于弯沉值的检测主要采用现场 试验的方法，检测点的选取与压实度检测一致，本次随机给出2个断面的检测结果(见表3)。由表3检测结果可得，本工程砂性土路基经碾压后，选取的2个断面路基的平均弯沉值为0.55mm、0.58mm，且其中弯沉值最大的检测点为0.63mm，与设计要求的≤1mm相比，均在要求范围内，这表示路基承载力满足施工要求。

表3：弯沉值检测结果

5 结语

总之，采用砂性土开展公路路基的建设，由于砂性土的稳定性及透水性良好，可以有效提升路基的稳定性，减少路基发生沉降、变形等问题，同时砂性土材料价格较低，还可以降低施工单位的建设成本，但是砂性土路基的施工工艺复杂，施工要求严格，如采用砂性土作为公路路基，施工单位应在施工过程中做好施工工艺及质量的控制工作，从而保证砂性土路基的施工质量。

参考文献：

[1]李伟杰.公路建设中砂性土路基填筑施工工艺探讨[J].科技与创新，2016(17)： 97-98.

[2]王文常.关于砂性土路基填筑施工研讨[J].房地产导刊，2015(27)：355.

[3]周艳飞.砂性土路基填筑施工技术探讨[J].运输经理世界，2020(7)：93-94.