细砂路基

细砂路基（精选3篇）

细砂路基 篇1

摘要：路基填筑细砂施工是道路施工的重要环节, 其主要是将细砂作为道路路基的填充材料, 而且其施工工艺的水平决定着道路施工的质量与安全, 本文作者根据自身的经验, 论述了公路路基工程的概况, 以及其对填筑细砂施工工艺的要求, 分析了以细砂作为填充材料的具体工程程序与过程预计用到的设施机器, 希望可以对有关部门的相关工作有所帮助。

关键词：路基填筑,细砂,施工工艺

路基填筑细砂工程是道路路基施工的比较常用的填筑类型, 其在高速公路的铺建中比较常见, 这项施工工程考验着施工人员的技术, 其施工工艺影响着道路的交通安全。笔者为了更好的介绍路基填筑细砂施工工艺技术, 以某市的高速公路通道工程为例, 以实际的工程详细的介绍了这项工艺的施工过程, 希望可以提高我国道路施工单位的施工水平。

1工程概况

本文以某市的高速公路通道工程为例, 这个工程的道路施工长度是30.735km, 路基宽33.5m。采用细砂进行路基填筑, 填筑过程主要采用针刺土工布、黏土包边等工艺, 路基的底部设有排水沟, 路床采用的水泥改良细砂等材料填筑。这项工程在施工的过程中, 路基填筑工程遇到很多问题, 也涉及很多施工技术的改良问题, 这项工程相对较复杂, 而且用到设备与机器很多, 在施工的过程中, 需要注意每个细节的掌控, 如果出现一点纰漏, 就会影响整个工程的质量。

2施工原则

2.1在工程施工之前, 首先要做好准备工作, 路基施工前, 需要先进行软基处理, 这样可以加快施工进度, 提高施工效率, 确保路基预压的沉降期。

2.2在填筑细砂前, 需要先选择试验路段以及施工工艺等内容, 选择合适的试验路段, 并根据填筑的材料, 利用压力机器进行试验, 在试验的过程中, 计算出施工操作参数, 并且选择正确的施工技术, 通过有效的手段与措施监控整个施工过程。

2.3在施工的过程中, 要严格按照施工设计方案, 禁止对设计进行随意改动, 要对整个施工过程进行有效的监控与管理, 有工程施工可以有序的进行, 施工的管理人员要在其中进行规划安排, 确保施工操作更加规范, 这项施工的工期很长, 而且包含的内容很多, 根据不同进度需要采用不同的施工技术, 管理人员要进行分段检测, 要避免施工中出现填筑缺口, 确保每个步骤的施工质量都合格, 从而推进整个施工的顺利进行。

2.4在进行路基填筑细砂施工时, 土石方的调配要遵循“先己后邻”的原则, 即本段路段利用完成后, 再运输到其他路段, 尽量不进行土石方的调用, 而且每段路段的利用都要保证充分性, 避免浪费, 减少弃土的行为发生。

3设定试验段

3.1路基位置的选定。路基填筑细砂的过程具有一定特点, 在选择实验位置时, 要进行科学、合理的计算与研究, 避免因路段的选择失误, 而造成整个试验无效。在选择时还要根据施工的条件进行, 本文的研究是选在填砂路基里程K24+000-K24+200处的全幅路基进行试验, 该路基是比较普通的一段路基, 具有普遍性与常规性, 路基填筑细砂的高度是1.61-3.41m。细砂的性质具有一定的特殊性, 其黏粒量是7.8%, 而且每个沙粒的直径小于0.075mm, 其性质符合路基填筑的施工要求。

3.2试验的目的

3.2.1确定压实、填筑机械的规格、型号;3.2.2确定施工的最优机械组合性能和最经济的效果;3.2.3确定填料施工含水量的控制范围;3.2.4确定适宜的松铺厚度和相应的碾压遍数、碾压速度。

4施工工艺

4.1施工流程。试验流程为:测量放线→运砂及上砂→摊铺及粗平→精平→含水量检测→压路机碾压→压实度检测。

4.2施工步骤

4.2.1在路基施工的过程中, 细砂搬运过程主要是利用自卸卡车的相关设施。施工中需要利用专业的推土机对细砂稍作平整处理, 这样再利用平地机压平的过程会更加方便, 然后再用推土机对路基进行铺砂处理, 在进行这项工作时, 要根据路中心高、两侧低的原则铺设, 路基的横坡要进行特殊处理, 摊铺的厚度不能大于30cm, 铺设完成后, 需要对其进行洒水处理, 增加其表层的含水量, 使其超过标准含量, 在进行平整碾压, 地基不平整处, 需要人工处理, 使路基的表层达到标准要求。细砂的平均松铺厚度24.4cm, 平均压实厚度19.8 cm, 松铺系数1.23。4.2.2用平地机由两侧向中央初步刮平整形, 然后用轮胎压路机立即在初平的路段上快速地碾压1遍, 以暴露潜在的不平整, 再用平地机刮平整形一次, 局部地段辅以人工整平。反复多次直到达到规定的坡度和路拱。每次整型均按照规定的高程和横坡挂线进行, 并注意接缝处的整平, 使之达到顺适平整。4.2.3平整结束, 立即用压路机碾压, 对局部含水量偏低的部位 (主要是路侧) , 在压实前检查砂的含水量, 若含水量不足则采用水车或水泵补充洒水至压实的最佳含水量。4.2.4本工程试验段碾压分为3种机械组合进行试验, 分别为:

组合 (1) :14t+10 t, 即平地机整平后先用14t振动压路机静压1遍, 然后用14t压路机振动5~6遍, 再用10 t压路机收面。

组合 (2) :14t+20 t+10 t, 即平地机整平后先用14t振动压路机静压2遍, 然后用20 t压路机振动3~4遍, 再用10 t压路机收面。

组合 (3) :20 t+10 t, 即平地机整平后先用20 t振动压路机静压2遍, 然后用20t压路机振动3~4遍, 再用10 t压路机收面。

碾压时要求碾压轮迹搭接宽度不小于30 cm, 压路机的碾压速度开始两遍采用1.5~1.7 km/h, 以后采用2.0~2.5 km/h。

5细砂填筑路基碾压工艺的选定

5.1包边土施工碾压工艺的选定。根据试验结果, 填土厚度60~100 cm时, 包边土最佳压路机组合:10t静压2遍, 14t静压1遍, 14t振动3~4遍, 可达93%压实度要求。填土厚度40~60 cm时, 包边土最佳压路机组合:10t静压2遍, 20t静压1遍, 20t振动3~4遍, 可达压实度94%要求。包边土碾压过程中含水量控制16%左右时有利于碾压。

5.2细砂施工碾压工艺的选定。根据现场施工情况及压实度结果选用 (2) 、 (3) 组合较为合理, 压实效果较好, 建议填砂厚度小于40cm时选用 (2) 组合, 填砂厚度大于40 cm时选用 (3) 组合。

结束语

综上所述, 路基填筑细砂的施工是一项复杂的工程, 而且施工的工序很多, 不同的施工阶段需要的设施与工艺技术也有所差异, 而且需要根据路段施工的条件以及实际情况对工艺技术进行改良, 路基施工前还需要对路段进行试验, 试验的有效进行可以帮助施工人员分析技术参数以及材料改良问题, 这同时也考验了施工人员的经验与技术水平。笔者根据多年的经验, 分析了路基填筑细砂施工的流程与具体步骤, 希望可以为这项工程更好的施工提供帮助, 从而提高我国的公路质量。

参考文献

[1]姚松柏.崇明岛接线工程填砂路基施工技术[D].成都:西南交通大学, 2007.

[2]陈维.特殊路基施工关键技术研究[D].西安:长安大学, 2004.

细砂路基 篇2

按照 《公路路基设计规范》[1]JTGD 30—2015, 路基必须确保长期稳定;填方路基应优先选用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料, 填料最大粒径应小于150mm 。为此, 公路建设中的路基填料一般选用级配良好的粗粒土或粘性土。但是在很多地区, 自然环境导致了优质路基填料不同程度的缺乏, 考虑到建设的经济性和对环境的影响, 就地取材进行公路建设是最佳的选择。

上海长江大桥崇明岛接线工程采用了长江口细砂作为路基填料, 取得了良好的效果。受之启发, 有必要探究滨海细砂作为公路路基填料的设计方法, 为沿海地区解决优质路基填料缺乏的问题。

2 滨海细砂的工程特性

2.1 颗粒分析

《建筑地基基础设计规范》[2]GB 50007-2011对细砂和粉砂做了明确划分:粒径大于0.075mm的颗粒含量大于总质量的85 % , 即为细砂。谭鹏等在海南省滨海地区多个地点选取了砂样进行颗粒分析实验[3], 可知:砂样的颗粒粒径大多在0.075~0.30mm之间, 含量高达58.3%~81% ;砂样的细粒组含量 (含泥量) 变化较大, 在0.9% ~6.7% 之间。可以确定该滨海地区的砂为细砂, 这种砂级配不良, 粒径单一。

2.2 压实特性

实验研究表明[4]:根据砂样含泥量的不同, 滨海细砂的水稳定性表现出较大的变异性和随机性;滨海细砂的颗粒级配越均匀, 则最大干密度越小;最佳含水量多集中在8% ~14% 区间, 且部分砂样的波峰和波谷相差较小, 说明滨海细砂可在较大含水量区间内可被相对良好的压实。

2.3 抗剪强度及回弹模量

实验[3]得到滨海细砂的抗剪强度参数对含水量和压实度的变化敏感性不高的结论, 在施工压实条件下的抗剪强度均匀, 受施工影响小。试验结果[5,6]表明:滨海细砂具有较高的回弹模量, 均大于规范要求指标。砂样的回弹模量随含水量变化较大, 在6% ~14% 含水量范围内, 越接近最佳含水量, 回弹模量越大, 但都在规范规定的指标以上。因此滨海细砂的水稳定性较好。

2.4 加州承载比CBR

我国现行 《公路路基设计规范》 (JTGD 30—2004) 己将CBR值作为路基填料选择的依据, 是用于评定路基强度的指标。滨海细砂的CBR值较高, 满足规范对于路基填料的要求。

3 设计

3.1 结构形式设计

路堤的断面形式按照 《公路路基设计规范》 (JTGD 30—2004) 的规定进行设计, 包括加宽路堤底面。滨海细砂的颗粒粒径均匀, 级配不良, 天然状态下松散、无粘性, 边坡稳定性差。为了增强填砂压实后的强度, 减少自由面的产生, 需要对填砂路基的结构形式进行特殊设计。加筋包填法是沿路基高度方向分多层平铺土工格栅, 周围用碎石土或者粘性土包边的铺设方法。分层加筋对边坡起到加固作用, 粘性土包边起到防风防水的作用, 施工方便, 实际工程中采用较多。

3.2 边坡稳定性设计

滨海细砂路堤应高度重视其边坡稳定性, 计算考虑最危险滑动面采用简化的毕肖普法。增加填细砂路基稳定性的方法首先考虑使用粘土包边, 兼顾路基边缘填料的整体性及抗剪强度, 发挥两种材料的优点。包边土的厚度一般在1m以上。其次, 加筋设计提高边坡的稳定性。加筋部位选择靠近包边土的填砂路基, 设计分层包裹土工布的结构形式, 其强化边缘填砂路基的作用明显, 并且比较清晰的砂与包边土的分界面方便了施工质量控制。

3.3 排水设计

相对于其他路基, 细砂填筑的路基对排水设施的要求更加严格。

不难想象, 滨海细砂填料路基一旦裸露, 对整个路基的耐久性是极为不利的, 会大大加快公路的破坏进程, 设置拦水侧石、急流槽, 最大限度减小冲刷对包边土的影响。每个部位设排水设施, 形成排水通道, 使雨水有序排放, 避免积水:1) 基底、坡脚两侧设置纵横向盲沟, 降低地下水位和排出基底积水;2) 路基两侧挖排水沟和集水井, 及时排除地表水;3) 路肩上布设排水槽引导地表水, 避免路肩受到冲刷;4) 中央分隔带排水;5) 严格控制路面坡度, 路基分层填筑时同样要保持有一定的路拱和纵坡利于排水。除此之外, 地下水位过高容易引起路基回弹模量的衰变, 而且可能显著增加行车荷载作用下的路基永久变形及其不均匀性。这就需要降低地下水位, 截断区域外来水, 比如设置盲沟、在路基两侧布设井点降水等。

3.4 防止液化

砂土在密实度不好、含水量高且环境排水条件不好的情况下, 容易发生液化。砂的液化性质主要受两个方面影响, 砂的级配与粒径特性。级配不均匀的砂土来说抗液化能力存在优势。平均粒径D 50 越大, 抗液化强度就越大, D 50 在0.05~0.09mm之间砂土最容易液化[7]。滨海细砂的颗粒级配不良, 且D 50 远远大于液化危险范围, 抗液化可能力较强。针对液化风险, 设计时从填料颗粒类型、排水、密实度等方面着手。首先, 避免选用D 50 在0.05~0.09mm区间的填料。其次, 注重排水设计, 避免填砂区长期泡水, 若存在长期位于地下水位以下的路基, 应慎用单一粒径的细砂作为回填材料。第三, 尽量提高填砂路基的压实度并且注意避免砂芯存在受力自由面, 顶部可采用水泥砂、水泥土或石灰土封层。总体可借鉴上海长江大桥崇明岛接线工程的成功实例进行设计。

4 结语

滨海细砂因的各种特性来源不同自然会存在较大的差异, 具体方案设计还应通过实验数据具体情况具体分析。另外, 滨海细砂含盐量高, 随之产生的一系列效应有必要进一步研究。

摘要：为解决沿海地区缺乏优质路基填料的问题提供思路, 本文总结了滨海细砂的工程特性, 发现其级配不良, 粒径单一;压实性能较好;抗剪强度参数对含水量和压实度的变化敏感性不高;回弹模量、加州承载比均大于规范要求。针对各项特性, 提出滨海细砂作为公路路基填料的设计方法。

关键词：公路,滨海细砂,工程特性,路基填料,设计方法

参考文献

[1]中华人民共和国交通运输部.JTG D30—2015公路路基设计规范[S].北京:人民交通出版社股份有限公司, 2015.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB50007-2011建筑地基基础设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2011.

[3]谭鹏, 杨戈, 吕奋, 资西阳.冲击碾压处理滨海粉细砂地基试验研究[J].同济大学学报 (自然科学版) , 2014.

[4]谭鹏, 曹长伟乙, 资西阳等.滨海细砂作为公路路基填料的工程特性研究[J].公路工程, 2014

[5]曹长伟, 罗志刚.非洲滨海公路沿线粉细砂工程特性研究[J].公路, 2015.

[6]张海霞, 凌建明, 蒋鑫, 谭炜.长江口细砂路用性能的试验研究[J].公路工程, 2008.

细砂路基 篇3

粉细砂在我国分布范围极广, 一般的冲积平原、沙漠地区均有大量分布。粉细砂具有无粘结性、无可塑性的特点, 用常规的路基压实设备进行碾压, 难以达到压实效果。当前我国公路路基直接采用粉细砂作为填料时, 多采用水沉法、吹填法进行施工, 但以上方法当地基下有渗透性较小的土层时, 容易对地基造成破坏, 降低地基承载力, 同时在地下水位较高的平原地区, 粉细砂中的水难以排除时, 由于粉细砂在饱和水的作用下具有可液化特性, 容易出现安全隐患。《铁路路基设计规范》虽然将粉细砂定义为C组填料, 并制订了相关压实检测标准, 但在铁路项目实际应用中, 直接用粉细砂作为路基填料的则非常少, 一般铁路路基设计要么放弃就近的粉细砂作为填料, 采用远运的其他材料代替, 要么就是在粉细砂中掺入一定比例的水泥等其他材料进行改良后再使用, 使得成本加大。

为此, 中铁十二局集团以新建沈西工业走廊火石岗至渤海铁路工程项目为依托, 成立课题组对粉细砂填料路基施工工艺进行了研究, 并介绍了采用有约束碾压设备填筑粉细砂填料路基的施工技术和方法, 阐述了现场试验过程和在工程实例中取得的成果, 对应用前景进行了分析。

1 工程概况

1.1 工程建设内容

由中铁十二局集团承建的新建沈西工业走廊火石岗至渤海铁路工程二标段位于辽宁省台安县、盘锦市境内, 管段内线路总长56.76km, 其中路基通过地段总长48.6km, 占线路总长85.6%, 共有路基土石方658万方。

1.2 工程技术条件

项目地处辽河冲积平原, 地势平坦, 地表以下均为粉细砂, 地下水位深度1-3m。由于沿线地势平坦, 可用做取土场的山脉距线路最近距离80km, 运输成本大, 故本铁路设计基床以下路堤采用就近开挖的粉细砂进行填筑。

1.3 设计概况

项目为单线Ⅱ级铁路, 路基顶宽7.7m, 路堤最大填高1 1 m。基床以下路堤芯部采用粉细砂进行填筑, 两侧水平宽2 m范围内采用A、B组填料或黏土进行包边, 顶部设2.5m厚基床, 采用A、B组填料填筑。路基横断面见图1。

2 施工工艺设计

2.1 指导思想

施工工艺设计以经济适用, 减少工程建设成本, 操作简单、安全质量可靠为指导思想, 结果满足设计及验收规范的要求。

2.2 施工工艺试验过程

针对项目工程特点, 为有效利用粉细砂, 现场采用光轮压路机碾压、吹填法施工、掺拌A、B组填料、掺拌水泥、采用履带式推土机碾压等措施对粉细砂填料进行了工艺试验, 从工程质量检测结果、经济效益分析、工艺可操作性以及运营过程中隐患分析等方面进行了比选, 最终确定采用有约束力作用的履带式推土机作为粉细砂填料的碾压设备, 通过对工艺原理进行分析和试验, 形成了一套成熟了施工工艺工法, 用于项目大面积路基施工, 取得了较好的效果。

2.3 工艺原理

由于粉细砂具有粘聚力小、不可塑性, 轮式压路机在粉细砂上行驶过程中, 会破坏已压实部分, 造成压实效果不理想, 且轮式压路机在粉细砂上行走时会陷入其中, 行走困难。但粉细砂本身具备压缩性和抗剪性, 具有较高的承载力, 故现行规范将其作为一种合格的路基填料。但由于具有以上特性, 粉细砂施工性能较差, 实际应用中将其直接用作填料的案例又非常少, 本工艺采用履带式推土机作为碾压设备, 依靠履带的约束作用, 在一种有约束力作用下的针对粉细砂填料的碾压工艺, 有效解决了粉细砂粘聚力小、不可塑性、施工性能差等问题。同时, 因推土机履带齿块嵌入砂层, 增大了对粉细砂的单位面积压力值, 起到了对粉细砂的插入捣固作用, 更容易保证压实质量。同时对粉细砂路基两侧采用A、B组填料或粘土进行包边, 顶部采用A、B组填料作为基床进行封顶, 有效解决了粉细砂路基边坡冲刷和路基内积水的问题。

2.4 操作要点

2.4.1 施工准备

(1) 首先对原地面进行处理, 处理后原地面地基承载力不小于设计要求, 然后根据设计图纸要求现场测量放样, 包括路基边线、中线、填前基底高程等, 为保证包边料宽度及路基边缘压实质量, 需放出包边料内外边线且每侧超填50cm宽。 (2) 对取土场粉细砂及包边填料进行颗粒分析试验, 确定土分类及性质, 并进行密度试验、击实试验以及含水率试验。

2.4.2 上料

包边土与路基本体同时进行填筑上料, 粉细砂填筑分层厚度不宜太薄, 防止履带式推土机在碾压过程中破坏已压实层。在计算松铺厚度时按照50cm控制, 实际施工时, 摊铺推平后松铺厚度略低于计算松铺厚度。卸车时安排好运行线路, 专人指挥卸车至画好的网格内, 卸料时先低后高, 先两侧后中间。

2.4.3 摊铺整平

使用推土机配合人工对填土进行摊铺, 摊铺过程中根据事先确定松铺厚度时所插标杆高度掌握实际松铺厚度。

2.4.4 翻拌晾晒

在进行室内试验时, 粉细砂的含水率在一定范围内进行标准击实试验, 含水率的大小对粉细砂最大干密度影响并不明显。通过大量的现场碾压试验, 当粉细砂的含水率在8—12%之间时, 压实效果最好, 故在施工时细砂的含水率控制在8%-12%之间, 摊铺过程中及时检测填料的含水率, 当含水率过大时, 采用旋耕犁或推土机自带的松土器进行翻拌晾晒, 当含水率较小时应进行洒水, 含水率满足要求后, 及时安排碾压。

2.4.5 碾压

常规光轮压路机在粉细砂上行走困难, 且在行走过程中会破坏已压实的部分, 故本工艺包边用的A、B组土填料或粘土采用压路机碾压, 粉细砂采用SD22型履带式推土机进行碾压。推土机履带板宽度为58cm, 齿块的厚度为1.5cm, 间距21cm。采取纵、横向结合的方式进行碾压, 第一遍纵向碾压后下一遍采用横向碾压交替进行。通过大量试验表明, 当碾压达到7遍以上时, 压实指标相对密度和地基系数K30均能满足要求。

为确保压实质量, 压实顺序按照先两侧, 后中间进行碾压, 推土机行驶速度不宜超过4km/h。各区段交接处, 须重叠碾压, 纵向搭接长度不小于2m, 行与行之间压实推土机轮迹重叠不小于10cm, 上下两层搭接时, 接头错开不小于3m。采用光轮压路机和履带式推土机推土机碾压粉细砂效果比较见图2。

2.4.6 压实质量检测

根据《铁路路基工程施工质量验收标准》 (TB-10414-2003) , 基床以下路堤粉细砂填料压实质量标准见表1。

粉细砂的地基系数DK30采用K30平板载荷仪进行检测, 相对密度Dr采用环刀法进行检测。

由于履带式推土机碾压后表面存在一定厚度的松散层, 在砂土K30检测时注意应清除检测仪器下10-15cm松散土层后方可进行检测, 并将该部分厚度在下一检测层进行检测。

粉细砂填料压实检测结果见表2。

以上检测数据表明, 采用该工艺填筑粉细砂填料路基压实质量能满足验标要求。

2.5 注意事项

(1) 施工过程中必须严格控制粉细砂的含水率在最优含水率范围内。 (2) 分层填筑碾压必须满足试验段确定的遍数、碾压设备、方式。 (3) 严格控制芯部粉细砂填料的宽度, 防止包边土宽度不足。 (4) 包边土应与芯部粉细砂同步填筑, 并对与粉细砂搭接部位重点碾压。 (5) 雨季施工期间必须做好路基临时排水。

3 效益分析

通过本工艺在沈西工业走廊火石岗至渤海铁路工程施工过程中的研究及应用, 经济方面取得了较好的效益。火渤铁路路基工程由于地处辽河平原, 沿线周边地势平坦, 路基借土填方的填料来源是就近挖坑取土, 若采用远运取土, 将直接加大路基填料成本。若采用白灰、水泥等材料对粉细砂进行改良, 每方填料成本也将增大15-20元。相比采用远运填料或改良土方案, 采用本工艺整个项目节约成本近7400万元, 取得了较好的经济效益。

通过对粉细砂作为路基填料进行路基填筑的施工工艺研究, 为我国分布极广的各大水系河流流域、沙漠地区等粉细砂丰富的地区, 有效利用粉细砂作为路基填料进行铁路、公路建设, 具有巨大的借鉴参考作用, 社会效益显著。

4 总结

由中铁十二局集团承建的新建沈西工业走廊火石岗至渤海铁路工程二标段路基工程自2013年8月份开始施工, 2015年6月份全部施工完成, 在确保工程质量、加快项目施工进度的同时, 大大节约了成本, 得到了业主、质检站、监理的一致好评。通过对于2014年已施工完成的路基进行沉降观测, 截至2016年3月, 累计沉降量小于3cm。该项目采用有约束碾压设备进行粉细砂路基填筑的施工工艺, 质量结果合格, 并具有较大的社会经济效益, 可为类似工程提供借鉴, 推广应用前景显著。

参考文献

[1]裴生艳, 李燕龙.粉细砂填筑路基施工[J].铁路工程学报, 1999 (4) :123-126.

[2]周加成, 方焘.粉细砂填筑路基结构形式探讨[J].铁道建筑, 2010 (5) :71-73.

[3]刘永成.粉细砂填筑路基施工工艺研究[J].中国公路, 2006 (16) :118-119.