粉細砂填筑路堤在湖北隨岳中高速公路上的應用與推廣
白江濤
摘要：結合隨岳中高速公路12合同段現場實際情況，采用粉細砂作為路基填料。
關鍵詞：高速公路 粉細砂 路基填筑 應用
1 簡述
由我公司承建的隨岳中一期土建工程十二標段，起止里程為：K146+390～K152+877.597，全長6.488公里，位于江漢平原中部地區漢江以南的仙桃市境內。區內地勢平坦低洼，湖塘密布，溝渠縱橫，地表水、地下水十分豐富，地下水位較高，一般在地表以下0.5～ 0.8米 ，土體表現為含水量大，土質松軟，為軟弱地基廣泛分布地區。該區范圍內路基填筑用土十分匱乏，十二標主線路基長2.7公里，主線路基加楊越互通匝道路基填方總量為50萬立方米，在十二標范圍內找不到合適的土場。征用的幾個取土場中土體含水量太大（含水量大都在35%以上），在路基填筑材料變更之前的初期施工階段，即使在土中摻入5%的石灰，土體的含水量仍然很大，攤鋪后必須晾曬較長時間方可碾壓，如遇雨天還得重新翻曬，往往填筑一層土需要一個月左右。如此施工進度，施工工期無法保證，軟弱地基的排水固結沉降期亦無法保證。本標段緊鄰漢江，粉細砂資源充足，湖北省高速公路建設過程中宜黃高速東岳廟至仙桃段5～6公里全采用填砂路堤，1992年修成至今運行狀況良好；荊東高速、襄十高速襄金連接線部分采用粉細砂填筑路堤，并取得成功。鑒于以上原因，并通過填砂路堤與填灰土路堤的技術經濟比較后，經請示隨岳中建設管理處同意后改填石灰土路堤為填砂路堤。
2 機理
粉細砂采用漢江河灘沖積的砂，經試驗檢測為粉土質砂，天然含水量為6%左右，最大干容重為1.62g/cm3, 壓實后重量為一般石灰土的90%左右，屬于較輕質原材料，適合軟土地基填筑，內摩擦角30°，93區CBR值為5.6，94區CBR值為8.9，滿足路基填料要求。
粉細砂在干燥狀態下是一種散狀材料，凝聚力極差，基本無粘聚力，但其在注水飽和狀態下強度明顯提升，且穩定性較好，施工工藝可采用“四區段八流程”，壓實后采用常規的檢測方法—灌砂法檢測，施工檢測方便，可以滿足路基填筑要求。
3、施工方案
3.1 施工工藝
粉細砂作為路基填料，其施工工藝同普通填土路基類似，但由于其本身的易流動性、透水性，在其底部隔離層、反濾層及防護方面同普通路堤填筑不同，其施工流程圖見表一。
3.2 施工要點
3.2.1 路基橫斷面見圖一
表一 填砂路堤主要工作流程簡圖
3.2.2基底清理、整平
施工前按常規做法恢復路基中線并清除雜物。對于本項目而言，尚須按軟基處理設計要求做好粉噴樁、塑料排水板、砂墊層等軟基加固措施，然后分兩層施工 50cm 隔離層。隔離層采用5%石灰土，隔離層頂部做2%~4%橫坡，以利于粉細砂密實后多余水的自然排出。
3.2.3鋪筑底層粉細砂反濾層
由于粉細砂須在注水飽和情況下施工，為解決多余水外排問題，在隔離層頂部設一層50cm厚粉細砂貫通整個施工斷面。注水碾壓前利用編織袋裝粉細砂堆碼在粉細砂兩側，防止水體將粉細砂中的粉粒帶出路基之外，從而造成邊坡失穩和路基塌陷。
3.2.4 6％包邊土施工
為確保路基邊坡的穩定性，路基兩側兩米范圍內采用6%石灰土作為包邊土，施工時需放出包邊土內、外邊線并每側加寬30~50cm，確保包邊土壓實度。內側寬填部分在粉細砂填筑前予以清除，同時，包邊土與粉細砂結合部分應清潔干凈無松散土，碾壓時相互重疊壓實。包邊土分層厚度25cm左右，每填筑兩層包邊土同步填筑粉細砂一層。
3.2.5粉細砂運輸、整平
粉細砂下層處理合格后應縮短施工周期。在表面保持濕潤的情況下可直接用運輸車輛運入施工現場，粉細砂分層厚度宜為50cm，太薄既浪費機械臺班表層又難以壓實成型，過厚則效果不佳底部壓實度難以滿足設計要求，運輸車輛在粉細砂頂上行走不便。
采用推土機粗平，平地機精平，精平過程中隨時檢查平整度、橫坡是否符合設計要求。
3.2.6粉細砂含水量控制
漢江粉細砂天然含水量在6%左右。根據圖二可知，在粉細砂含水量達到14.6%時干密度最大，達到 1.62g /cm3。碾壓過程中含水量的控制是關鍵環節。本項目路基右側每 100米 設置一個深水井，通過水泵抽水向粉細砂斷面補水，同時利用眾多溝渠抽水補水，補水時應注意不得浸泡包邊土。為解決施工過程及雨天多余水外排問題，包邊土每 兩米 高度設置排水砂袋一排，砂袋采用 200g 無紡土工布制作，直徑 10cm ，內填粉細砂。排水砂袋貫通整個包邊土，間距 1.5m 。
3.
圖二 最大干密度最佳含水量關系曲線
3.2.7 碾壓
利用振動壓路機進行施工。本項目采用YZ18壓路機，在充水飽和情況下靜壓1遍+振動2遍+靜壓1遍壓實度可達到93%要求，靜壓1遍+振動4遍+靜壓1遍壓實度可達到94%。
3.2.8檢測
利用灌砂法檢測填砂路基壓實度。由于粉細砂保水性很差、表面易風干等原因，已碾壓成型的填砂路基表層存在5~10cm松散層。因此在檢測填砂路基壓實度時，僅對其下層進行檢測控制。
3.2.9坡腳防護
為防止底部５ ０cm 貫通層粉細砂被水沖出路基以外，從而造成邊坡失穩。本工程采用干砌片石坡腳，基礎采用Ｍ１０漿砌片石，護坡每 兩米 設一道泄水孔，詳見圖三。為防止粉細砂沿泄水孔流失，干砌片石內側設置無紡土工布一層作為反濾層。
3.2.10其他
3.2.10.1粉細砂施工如中間未連續，再次上砂之前，需對下層粉細砂表面灑水、靜壓，防止其表面松散，影響上層車輛通行。
3.2.10.2粉細砂施工不受雨季影響，但需保持施工便道通暢，便道宜每 200米 設排水盲溝1道。
3.2.10.3 94區粉細砂施工完畢后，應盡快施工96區下路床石灰土，確保填砂路基施工質量。
4 技術優勢與特點
4.1 便于碾壓成型，節約機械臺班。
4.2 施工周期短，每7～10天可以施工一層，施工進度快，雨季施工基本不受天氣影響。
4.3 節約土地資源，本項目節約取土場耕地1000余畝，社會效益顯著。
5 在本項目中其他標段的應用
隨岳中一期土建工程十標（K137+400～K142+595）由交通部第二工程局承建。一期土建工程十標在江漢平原中部、漢江北岸天門市岳口鎮境內，其地形、地質、水文等條件與土建十二標基本相同。工程開工初期由于土體含水量大，土質差加上灰土路堤施工工藝復雜，工程進度十分緩慢，受十二標啟發后改填灰土路堤為填砂路堤后，不到半年時間路基土方已完成80%以上。
