1、砂砾路堤填筑施工工艺天然级配砂砾是一种天然土石混合料，属于粗粒土类（粒径大于 0.075mm 的颗粒含量一般在 40%70%），在山岭重丘区随处可见，在平原微丘地区的古湖泊、古河道沉积层中含有大量的砂砾土。天然级配砂砾用作路堤材料，可以就地取材、缩短运距，减少工程投资。1 工艺特点（1）天然级配砂砾原材料丰富，水稳性好，力学性能优良，承载力大，沉降量小，可压缩性低，是路基填筑的良好材料。（2）施工工艺简单，容易压实。（3）进度快，成本低，质量能得到充分保证。2 适用范围（1）适用公路、普通铁路路基填筑。（2）桥涵台背及锥体填筑。（3）浆砌片石防护工程的垫层和反滤层。3 工艺原理及设计要求3.1
2、 天然级配砂砾的工程特性3.1.1 抗剪强度高当粗粒含量介于 40%70%，抗剪强度就会随粗粒含量增加而显著增大；由于压实干密度较大，因此颗粒间的嵌挤锁结力也较大，使颗粒间的空隙少，并使颗粒接触紧密，摩擦力增大，从而提高抗剪强度；由于含水量一般小于 6%，使细料与粗颗粒表面不能形成水膜，使两者间的粘聚力增大，造成粗颗粒间的摩擦力增大，从而提高抗剪强度。3.1.2 压缩特性由于空隙比、单位沉降量小，因此压缩模量大。3.1.3 渗透性 渗透系数大于 8.1410-3cm/s。3.1.4 压实特性属于低压缩性填料。3.2 天然级配砂砾的击实试验由于土、石含量的变化就需要作不同含石量的击实试验，并绘出
3、最大干密度与最佳含水量的关系曲线。粗颗粒含量对于干密度影响最大，随粗颗粒含量增加而增加，但当粗颗粒含量达到某一值后，干密度又会随粗颗粒增加而减少。粗粒含量在 65%左右，干密度可达到最大值。当粗粒含量超过 70%时，则干密度随之降低。4 施工工艺流程砂砾路堤填筑施工工艺流程见图 1。5 操作要点5.1 施工前准备工作5.1.1 熟悉设计图纸和现场复查施工前将设计图纸和资料仔细阅读，熟悉图纸，了解设计意图，根据设计图纸进行现场核对和复查。现场复查核对工作应注意以下几个方面：（1）路基工程范围内的地质、水文情况，以便在作施工计划时有针对性的处治。（2）核对路堤高填情况，按照填高小于 1m、填高 1
4、8m、填高大于 8m 的地段桩号、工程量等情况进行分段，便于采取不同的施工方法来保证填筑路堤的强度和稳定。（3）取土场的植被、水源、生态环境等情况，取土时防止水土流失，保护环境。（4）取土场的数量是否满足填方数量，如不足时，还要勘察寻找。（5）根据取土场到填土间的交通条件和便道情况，确定最经济的运输方案。（6）核对现场横断面地面线与设计图纸是否相符，必要时补测或加密断面。5.1.2 填料分析试验为掌握填料的物理、力学指标，按交通部现行颁发的公路土工试验规程进行以下试验：（1）粒径分布的测定。（2）氯化物、硫酸盐、碳酸盐及有机质含量的测定。（3）含水量的测定。（4）击实试验。（5）CBR 强度试
5、验。5.1.3 选择试验路段5.1.3.1 目的 通过试验路段，选出路基施工方案的最佳方案指导全线施工。5.1.3.2 要求 进行试验时，应做好详情记录，试验数据加以整理后写出试验报告并报监理审批。5.1.3.3 原则试验路段应选择在地质条件、断面形式均具有代表性的地段，可在路基外或路基内进行。如在路基内进行，先对天然地面处理后，将填料摊铺在基底上，从估计最小厚度开始，整层都采用这一厚度，每碾压四、六、八遍各测一次压实度，直到各点都合格为止，以后每层厚增加 5cm，直到充分碾压后仍不能达到密实度要求为止，最后一次能达到密实度要求的厚度为最大厚度。试验路段一般不短于 100m，试验所用的填料、机
6、具应与路堤正式施工时所用的填料、机具相同。如有几种型号的压实机械，可组合碾压，以试验出最佳经济效果，供施工采用。5.2 施工工艺5.2.1 施工放样与一般填方路基施工放样相同。5.2.2 填前基底处理清除地表的杂物和表层腐殖土后，碾压原地面，其密实度应达 90%，若达不到，需进行翻晒、改良或换填等方法处理到位。5.2.3 挖料与装运（1）一般情况下，未被扰动的原状土的天然含水量接近最佳含水量，施工中，采用开挖、装运、摊铺、碾压一条线施工方法，可以节约工时，提高效率。（2）无论采用何种机械装运，都应把粒径超过层厚 2/3 的粗料集中起来，不能混杂在细料中运至填料地点。5.2.4 摊铺（1）采用推
7、土机粗平，平地机与人力精平。（2）摊铺厚度，应视压实机具功能、碾压遍数等经过试验确定，但最大松铺厚度，每层不宜超过 40cm。（3）填料摊铺，每层除应铺满全部宽度外，每侧比设计宽加宽 3050cm。5.2.5 含水量控制含水量应在最佳含水量2%以内进行压实。来自不同料场的砂砾，应分别测定最佳含水量，分段填筑，不能混填。5.2.6 填筑方法5.2.6.1 平坦地形的路堤填筑首先对自然地面进行清理，符合要求后，按前述摊铺方法进行。在每层碾压开始前，都需要检查松铺厚度、平整度、含水量，符合要求后，才能进行碾压。5.2.6.2 山坡路堤的填筑（1）山坡路堤应由最低处分层填起，逐层压实。（2）自然地面的
8、横坡小于 15 时，且基底强度符合要求，则可将填料直接在自然地面分层铺筑。当横坡大于 15 时，原地面应挖成台阶，台阶宽度不小于 1m，以保证填土土体的稳定，台阶的高度可根据压实设备压实一层的厚度而定，有台阶的填层，若用小型夯实机械压实，厚度在 15cm 左右，台阶高度则为 30cm 或 45cm 左右，逐层台阶填完后，就可按一般的填土进行。（3）自然地面的纵坡方向大于 12%的地段，则采用纵向分层法施工，即沿纵坡方向分层填筑。（4）当填方地段为两个以上施工区施工时，在两段接头处都应按 11 坡度分层留台阶，由最后的施工区衔接。5.2.6.3 水稻田地段的路堤填筑宜在秋后季节施工，一般先在用地
9、范围内两侧筑埂排水，使地表疏干，然后把表层腐殖土挖除，如含水量接近最佳含水量时，即可碾压密实，在其上填筑路堤。当地面不能疏干，湿土较厚时，则应换填合格土压实或者在湿土中掺石灰或粉煤灰吸收水分，使含水量接近最佳含水量时碾压密实，然后填筑。5.3 推荐的主要施工技术参数（1）分区松铺控制厚度。93 区 40cm，94 区 35 cm；96 区 30cm。（2）碾压遍数控制。93 区 5 遍，94 区 6 遍；96 区 78 遍（都含第一遍静压，第二遍弱振，第三遍开始强振，压路机吨位 18 吨以上，行走速度控制在 24m/h 以内）。（3）自然段落施工长度控制在 300m 以内。（4）压实度检测与控
10、制。前期采用灌砂法和沉降观测双重标准控制；中后期通过前期对比试验结果，采用沉降量控制压实度：93 区沉降量控制在 5mm 以内，94 区沉降量控制在 3mm 以内，96 区沉降量控制在 2mm 以内。6 主要机具设备PC300 或类似的内挖掘机，15 吨以上自卸汽车，ZL50 装载机， 6000L 晒水车，PY120平地机，YZ18 压路机，T140 类推土机。数量根据现场具体情况确定。7 劳动力组织每班配置人员：技术员 1 名，施工员 1 名，测工 2 名，试验工 1 名，普工 36 名，机械操作手按设备配置情况确定。8 质量要求及质量控制要点8.1、砂砾填筑施工质量标准（高速公路、一级公路
11、)砂砾填筑施工质量标准见表 1表 1 砂砾填筑检查项目表项次 检查项目 规定值或允许偏差 检查方法和频率1 压实度（MPa）沉降差试验段确定的沉降差水准仪：每 40m 检测 1 个断面，每个断面检测 59 点2 纵断面高程（mm） +10，-20 水准仪：每 200m 测 4 个断面3 弯沉 不大于设计值 4 中线偏位（mm） 50经纬仪：每 200m 测 4 点，弯道加HY、YH 两点5 宽度 不小于设计值 米尺：每 200m 测 4 处6 平整度（mm） 20 3m 直尺：每 200m 测 4 点7 横坡（%） 0.3 水准仪：每 200m 测 4 个断面8 边坡坡度 不陡于设计值 每 2
12、00m 抽查 4 处8.2、质量控制要点（1）最大粒径不得大于压实层厚的 2/3。（2）压路机自重不小于 18 吨的振动压路机。（3）施工前必须进行试验路段施工，确定能达到最大的压实干密度的松铺厚度、压实机械型号及组合、压实速度及压实遍数、沉降差等参数。（4）不得倾填，应分层填筑压实。（5）碾压前应使大粒径料均匀分布在填料中，空隙应填充细料或石渣。8.3 质量通病的处理（1）基底处理不到位，造成沉陷等缺陷，返工处理好基底后再填筑砂砾。（2）含水量未控制好，造成碾压不密实、反弹：翻晒或晒水处理。（3）砂砾中大粒径超层厚 2/3，砂砾中含有湿土或淤泥未清除，造成碾压不密实或反弹、翻浆，及时清除超层
13、厚 2/3 的大粒痉填料、湿土、淤泥，换填细料或石渣。 （4）空隙未嵌细料或石渣，造成砂砾表面有孔洞和移动现象，碾压前与碾压中用细料及时嵌补。9 施工安全注意事项：（1）进行岗前培训，掌握机械的安全操作要领。（2）设立错车道、减速、拐弯等警示标志、标牌。（3）施工便道经常维修；平交道口、上坡道、下坡道、便桥等危险地段增设围栏。（4）设立安全员，加强安全巡逻，查找安全隐患，杜绝安全事故的发生。（5）所有施工人员佩带安全帽、手套。10 工程实例10.1 工程概况：（1）许平南高速公路路堤填筑原设计为：8%石灰土两边包边（厚度 1m）和封顶（厚度 60cm）、中部填筑弱膨胀土填筑方案，整个填方数量为
14、 78.4 万立方，由于施工工艺复杂，成本高，工期、质量不能保证，不得不优化施工方案。（2）合同段跨越砚河、蔡庄河、贾河等三条季节性河流，沉积了大量丰富的天然级配砂砾，经勘察，储量达 150 万立方米以上，除满足路面底基层水泥稳定砂砾 14.5 万立方米外，能全部满足本合同段路基填筑需求。考虑到天然级配砂砾为优良路基填料，经业主、监理、设计院同意，路基填料全部变更为天然级配的砂砾。（3）施工技术参数。同上述推荐的施工技术参数一致。（4）施工效果。用灌砂法和沉降观测法对比控制压实度检测取得成果后，采用沉降法控制压实度检测，不仅加快了施工进度，而且质量、成本得到了有限控制和保证，在填筑砂砾得到认可后，业主决定全线推广使用砂砾填筑路基，使许平南高速公路整体进度、成本、质量和社会效益得到了控制。本合同段若按原设计施工，将亏损 230 万元，现盈利 325.36 万元（全标段共填筑砂砾 78.4 万 m3，每立方赢利 4.15 元），是本合同段得以赢利最关键和最根本的因素。10.2 施工照片施工照片见图 2、图 3、图 4.图 2 图 3图 4
