武荊高速一期土建工程十五標段
6％石灰土包砂填築路基施工方案
山東黃河工程局
武荊告訴一期土建工程十五標專案經理部
二○○七年一月二十三日
武荊高速一期土建十五標段
6％石灰土包砂填築路基施工方案
一、工程概述
由我局承建的15標段里程樁號k159+000～k162+200，位於鍾祥市，起於柴湖鎮，止於石牌鎮，全長3.2公里，合同價款26650萬元。
本工程經過優化設計後，大橋由原來的59孔縮減為49孔，主橋連續箱梁仍保持原設計的12孔（62公尺＋10×100公尺＋62公尺）不變，東岸為20孔40公尺t梁結構，西岸為17孔30公尺t梁結構，全橋長2440m。特殊路基處理樁號k159＋000～k159＋394、k161＋987～k162＋200。整個路基地段均處於軟土地段。
根據此不良地質情況，本路段沿線路基基底廣泛採用溼噴樁、土工格柵、土工布、塑料排水板、砂墊層、等載預壓等軟基處理加固措施，以確保路基整體施工穩定。優化設計後，漢江兩岸路基填築數量約為9.5萬m3。
該段路基最大填土高度為8.9m，原設計路基填土施工全部為素土填築。
招標檔案中取土場設在k148+180～k148+460右側150m、k163+800～k164+100左側700m處，根據現場考察，k148+180～k148+460處取土場不能滿足施工要求，難以保證施工進度，需另行選取。我部建議將路基填料進行如下變更：
1.1路基主體採用漢江砂（每壓實厚50cm一層）填築。採用漢江砂填築一是可以節省徵用土地、減少徵地難度；二是可以避免遠距離運輸造成更多的縣鄉公路破壞，減少地方干擾；三是漢江砂體質量較輕，可以減少路基荷載，有利於路基穩定；四是可以減少因氣候原因造成的停工，施工進度快，可以盡快完成路基填築施工，達到預製板施工的條件。
1.2路基外邊坡向裡2.5公尺範圍內採用6％石灰土（按壓實厚度25cm一層）填築，減少雨水沖刷對路基造成的破壞。
1.3填築至94區頂部後，採用25cm的6％石灰土封頂，然後在上面填粘性土進行等載預壓，預壓完成後解除安裝至設計精鋪層底高程。
1.4路床精鋪層（30cm）執行原設計，等載預壓解除安裝完成後施工。
1.5 k161+806～k161+987段砂礫墊層上部土工格柵變更為土工布，k161+987～k162+049.5段砂礫墊層上部增設一層土工布，土工格柵位置變更至土工布以上25cm處（同武漢側土工布、土工格柵設計）。
變更後，6％石灰土工程量約24700m3，漢江砂填築工程量約126700m3，增加土工布約13200m2，減少土工格柵約10300m2。
對新選取的土場和漢江砂，進行土料勘測試驗，以確保土方填築用料滿足設計要求。試驗專案包括：土壤顆粒分析、含水量、液限、塑性指數、自然密度、最大幹密度、最佳含水量等，並對土質進行鑑別和描述。
經土工試驗得知，漢江砂鑑別分類屬於砂土，最大幹密度為1.6g/m3，最佳含水量為15.6%。
（勘測試驗結果附後）
二、填砂路堤主要施工方案
2.1 基本施工工藝原理
本方案所用主要原材料**於流經本路段的漢江河灘衝擊堆積形成的粉細砂沙灘，經試驗檢測為砂土，屬於較清質原材料。壓實後重量僅為一般石灰改良土的90％左右，比較適合軟土地基填築。但砂土在乾燥狀態下是一種鬆散體，基本無粘聚力。
使用振動壓路機在乾燥狀態下很難壓實，碾壓後仍然處於鬆散狀態但其在注入飽和水後砂體本體強度明顯提公升，且穩定性好，水密後及時利用振動壓路機進行帶水碾壓，碾壓至無明顯痕跡時進行壓實度等技術指標檢測。
由於砂土碾壓施工前，須注水水密才能進行帶水碾壓，根據以上變更方案和設計變更後的圖紙要求，在填築之前要進行溼噴樁、砂礫墊層、土工格柵、土工布等軟基處理，砂礫墊層按照原變更設計要貫通整個施工斷面，砂礫墊層上部按原變更設計施工土工布和土工格柵，邊坡進行乾砌石防護，以利於砂土在水密後及碾壓成型後內部水體的自然排出。在護坡道位置的砂礫墊層上部鋪設一層25cm厚6％石灰土。路基邊坡按原變更設計進行砌石防護。
變更後砂土填築路堤斷面見下圖：
2.2 主要施工工藝及方法
2.2.1 填砂路堤主要工藝和工作流程
砂土填築路堤的施工工藝基本與普通填土路堤施工工藝在整平、碾壓、填築等方面基本相同，致使在進行石灰土包邊時，必須在包邊土填築碾壓完成之後對其裡側的鬆散部分掛線修整至密室位置，再進行填築砂土施工。下圖為本專案底層填砂路堤施工工藝流程圖，第二層及其以上部分再本工藝流程圖的基礎上進行部分工序簡化即可適用。
填砂路堤底層施工工藝流程圖
2.3 路基填築碾壓試驗
2.3.1碾壓試驗的目的
2.3.1.1核查填築的土料在壓實後能否達到設計要求的幹密度值；
2.3.1.2檢查壓實機械的效能是否滿足施工要求；
2.3.1.3選擇合理的鋪土厚度、含水量的適宜範圍、壓實方法和壓實遍數等；
2.3.1.4確定有關的技術要求和檢測方法。
2.3.2碾壓試驗的基本要求
2.3.2.1碾壓試驗在土方填築大面積施工前完成；
2.3.2.2試驗所用土料是來自於選定合格後的料場；
2.3.2.3試驗所採用的碾壓機械與施工時使用的機具型別、型號相同。
為了有效利用碾壓試驗的土料，將碾壓試驗放在地勢較平坦的路基基底上進行，採用100m的場地進行碾壓試驗。試驗前要對試驗場地進行整平。
碾壓裝置選用25t振動壓路機。
根據土料的擊實試驗得出最優含水量值，用以控制路基土料。將土料採用自卸汽車運至路基，推土機整平。鋪料工作完成後，刮平機精平，然後根據土料含水量情況進行含水量調整，直至高於最佳含水量4～6個百分點。
採用振動壓路機進行碾壓，碾壓機具的行走方向平行於路線方向，碾跡的搭壓寬度控制在0.4～0.5ｍ，振動壓路機的行走速度控制在4㎞/ｈ，平地機整平後，先用壓路機靜壓1遍，再振壓4～6遍、靜壓1遍，檢測壓實度，直到壓實度符合設計要求及規範規定，最後確定壓實遍數。
用灌砂法取樣，做幹密度試驗，取樣的平面位置隨機選擇，取樣深度在本層鋪土厚度以下，並記錄取樣的平面位置。每次取樣完成後，取土坑要填平，樣品要註明壓實遍數、鋪土厚度、試驗場地區域。土樣充分烘烤，以求試驗資料的準確。
試驗完成後，對試驗資料進行分析。根據碾壓試驗的結果，提出正式施工的鋪土厚度和碾壓引數。在施工過程中，若碾壓質量達不到要求，及時分析原因，制定相應的解決措施。
2.3.6 填砂路堤主要施工方案及施工方法
2.3.6.1 原地面基底清理、整平
施工前，首先在所要是哦女冠路段施測路線中線、邊線，並按照設計圖紙要求預留30cm的寬填範圍，然後將路基寬度範圍那的腐質土、雜草、樹根等雜物及地面以下30cm深度的表土清理出施工現場（此部分廢棄土可以作為後期綠化使用）。對於本專案軟機路段施工要求，必須在溼噴裝、塑料排水板、砂墊層等軟基處理加固完成後，整平、壓實，並達到2～4的橫坡度要求，以利於砂土水密後水體的自然排出。
2.3.6.2 石灰包邊土施工
按照已經施測完成的路線邊線、中線以及2.5m包邊土內側線的劃定範圍，將在取土場已經拌和完成的石灰土挖掘機裝車、自卸車運輸、推土機初平、平地機精平、人工找補的方式進行包邊土填築施工（注意：石灰包邊土的寬度除外側保證30cm的寬填尺寸外，在其裡側也必須留出30cm的寬填距離，確保包邊土內側設計壓實寬度滿度2.
5m的要求，內側寬填多餘部分在填築砂土之前掛線清除），同時確保石灰包邊土和砂土結合部的壓實度必須相互重疊壓實並緊密垂直相接）。
2.3.6.3砂土運輸、攤平和整平
砂土從漢江內河灘採用挖掘機或裝載機進行裝車，採用8～12t自卸車運輸至施工現場（應注意：在砂土運到所要施工路段過程中，為有效控制砂土填築數量、攤鋪厚度、後場各施工作業面上砂數量和便於成本管理，每車必須進行過磅和回皮稱重，也有利於試驗室的隨時檢測和相關含水量、天然容重等引數進行同步校核），運輸至所需施工路段的砂土，按照試驗路段確定的松鋪係數和每車砂土運輸數量計算卸車停放間距，攤鋪直接採用大功率推土機進行初平，然後用平地機進行精平，精平過程重應隨時檢查其頂面標高、平整度、橫坡度是否符合要求（特別是路基93、94分割槽施工時應該更加進行注意控制），以防止在注水過程中區域性坑窪處積水嚴重，在碾壓過程中出現軟彈現象。砂土的初平和精平施工比普通土要容易的很多。
（必須注意：須嚴格禁止各類運輸車輛在已經鋪築碾壓成型完成的砂土頂面急剎車或突然調頭，以免對下層砂土造成擾動和破壞。在對上層運輸砂土之前，如果需要，對下承層頂面灑水，防止砂層頂面出現陷車現象。
2.3.6.4 包邊土和砂土含水量控制
石灰包邊土的含水量控制按照常規檢測方法進行施工控制，在石灰土混合料的含水量略大於最佳含水量的2～4％左右時進行碾壓控制，這裡就不再詳細贅述，重點對砂土含水量施工控制方面進行闡述。
從試驗室的相關檢測資料顯示，漢江砂的天然含水量在10％左右，從擊實試驗的最大幹密度和最佳含水量的關係曲線來看，在砂土含水量達到15.6%時，幹密度最大，達到1.62g/cm3，幹密度和含水量關係曲線圖如下圖。
砂土最大幹密度最佳含水量關係曲線圖
從現場實際施工情況反映，砂土材料自身保水性很差，也就是瀉水速度非常快，但吸水量很大，所以說碾壓過程時的最佳含水量控制是非常重要的關鍵環節，由此考慮在利用周圍水源注水的同時，在本專案路基路基左側每隔100m距離設定乙個深水井配合砂土端麵注水。考慮其保水性很差的因素影響並結合設計方面的要求，在實際施工操作過程中對砂土進行飽和水注入水密施工後，然後再使用大噸位重型壓路機開始帶水施工碾壓至規定壓實度（碾壓結束時，其實際含水量略大於最佳含水量的4～6％）。在壓路機帶水碾壓過程中，砂土表層出現明顯的濺水現象，壓實很容易達到規定要求，且表層也非常密室。
在進行規模砂土路堤填築施工時，應注意以下兩個方面問題：
a 在下層砂土填築碾壓完成後，再次上砂之前，必要時對下層砂土表面灑水，防止頂面受其保水性差和風吹砂化而鬆散並影響上層的順利填築。
b 在填砂路堤質量檢測方面，受材料保水性差和表面風吹等因素影響，在已經碾壓成型的填砂路堤表面會仍然存在5～10cm左右深度不同的鬆散層。所以在檢測填砂路堤壓實度時，可只對下層進行檢測控制，而表層不予檢測，如此周而復始迴圈檢測。
2.3.6.5 填砂路堤碾壓
石灰包邊土的碾壓控制和普通石灰土控制完全一致，因受包邊寬度限制，在碾壓過程重應注意碾壓到邊和壓實機械安全控制。現主要江砂土碾壓控制要點闡述如下：
砂土的壓實度與其松鋪厚度、碾壓遍數、機械裝置組合、材料注水是否飽和、是否帶水狀態下碾壓、注水均勻性等等各個方面有直接關係。砂土的壓實度與松鋪厚度的關係相輔相成，厚度過大達不到設計要求；厚度過小，不但浪費機械費用，而且表層也難以壓實成型，也倒不到設計要求。
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