專利名稱：一種填砂路基的施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種填砂路基的施工方法。
背景技術(shù)：
優(yōu)質(zhì)土作為路基填料是道路建設(shè)中的傳統(tǒng)做法。上海等地區(qū)水網(wǎng)密集、地勢較低屬于沖積平原地區(qū)，優(yōu)質(zhì)填料嚴重匱乏。若就近農(nóng)田取土、改良后作為路基填料，將會毀壞大量優(yōu)質(zhì)耕地，引發(fā)一系列的環(huán)境和社會問題；若遠距離從外地運土又勢必造成道路建設(shè)成本的增加。因此，尋找新型的路基填料成為該地區(qū)道路工程建設(shè)的迫切需要。隨著交通設(shè)施基礎(chǔ)建設(shè)的飛速發(fā)展，國內(nèi)高等級公路工程建設(shè)中已開始嘗試以長江口細砂作為路基填料，修筑填砂路基，但填砂路基工程目前尚面臨著料源選擇、壓實機理與方法、壓實標準與質(zhì)量控制、施工時周圍環(huán)境保護等諸多技術(shù)問題。 近年來，國內(nèi)外在填砂路基方面做了不同程度的研究和應(yīng)用，取得了一定的成績。然而，長江口細砂與風(fēng)積沙和常規(guī)中、粗河砂在填料特性、路用性能等方面均差距甚大，不可隨意照搬。以長江口細砂填筑路基的工程案例也極為有限，缺乏有效的實踐經(jīng)驗可供參考，導(dǎo)致設(shè)計與施工等方面存在著極大的不確定性和風(fēng)險性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種填砂路基的施工方法，該方法在通過采用砂芯代替優(yōu)質(zhì)土作為路基填料，并且根據(jù)路基不同層位的壓實要求，合理選擇施工機械組合及其施工參數(shù)，實現(xiàn)了填砂路基可行性、無風(fēng)險性地建造施工，并提升其整體穩(wěn)定性。本發(fā)明的實現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種填砂路基的施工方法，涉及填砂路基結(jié)構(gòu)，所述填砂路基結(jié)構(gòu)由砂芯、包邊石灰土、頂封層、路面結(jié)構(gòu)組成，所述頂封層、路面結(jié)構(gòu)依次設(shè)置于所述砂芯上部，所述包邊土支撐于所述砂芯兩側(cè)，其特征在于所述施工方法至少具有以下步驟
(a)路基表土清理清除，其中產(chǎn)生的黏土棄方堆置備用；
(b)在所述路基底部沿路基方向在其兩側(cè)設(shè)置排水溝；路基基底縱向、橫向盲溝；
(C)埋設(shè)沉降及位移觀測裝置；
(d)包邊石灰土鋪筑、填砂鋪筑，且兩者同時施工，所述包邊石灰土采用所述步驟(a)中的所述黏土棄方；
(e)對步驟(d)中的所述填砂鋪筑過程、所述包邊石灰土鋪筑過程進行壓實度測試；
(f)頂封層鋪筑施工。所述步驟(b)的路基基底縱向、橫向盲溝的施工方法如下所述路基底部整平碾壓完成后，進行測量放線，在坡腳兩側(cè)分別設(shè)置兩道縱向盲溝，在所述縱向盲溝間設(shè)置橫向盲溝，在所述盲溝之上鋪設(shè)土工布，將碎石放置于土工布之上，之后進行平高補低，待盲溝填筑完成后用土工布進行包裹，以及碾壓收面。
在頂封層內(nèi)沿路基縱向間隔設(shè)置排水管，所述排水管的排水孔朝向所述路基，并且其內(nèi)側(cè)管口用土工布包裹。所述步驟(C)的具體步驟為在原地面上埋設(shè)沉降板、在路肩處的淺層沉降觀測樁進行高程觀測；在所述路基坡腳處和坡腳外3-5m處埋設(shè)位移觀測樁進行位移觀測。所述步驟(d)的具體步驟為先施工兩側(cè)一層包邊土，碾壓密實后，人工切除內(nèi)側(cè)超寬部位，并將土工布先翻到一邊，避免砂土混雜現(xiàn)象；開始與所述包邊土同層的填砂施工，砂土接合部位重復(fù)碾壓至達到壓實度標準，再開始下一層包邊土施工碾壓。所述步驟(d)中填砂加工的具體步驟為采用水車補充灑水至14%-15%后，用履帶式推土機按路中心高、路側(cè)低，橫坡控制在2. 0%-2. 5%攤鋪粗平，然后用平地機整平，局部地段輔以人工整平，平整結(jié)束后，立即采用壓路機碾壓，且所述碾壓過程中保填砂的含水量在6%以上。 所述壓路機的碾壓方式如下以I. 5km/h_l. 7km/h的速度靜壓1_2遍，再以
2.0-2. 5 km/h、28Hz的頻率、I. lmm-1. 3mm振幅振動碾壓3_8遍,最后再以相同速度靜壓一遍。所述步驟(e)的具體步驟為采用5%石灰用量的石灰穩(wěn)定土作為頂封層，分為2-3次鋪筑，每層鋪筑控制在15-20cm，且在鋪筑完成之后，進行7天的養(yǎng)護，待其強度穩(wěn)定增長且養(yǎng)護期滿后，再進行水穩(wěn)層鋪筑。所述縱向盲溝斷面尺寸為50x50cm，所述橫向盲溝間的間距為20m。所述步驟(e)為對所述包邊石灰土、細砂路基的壓實度進行環(huán)刀法測試，所述環(huán)刀法至少具有以下步驟從所述細砂路基中取出一定量細砂試件進行室內(nèi)干密度測試，用所述環(huán)刀對所述細砂試件干密度進行測量，計算兩個干密度間的比值并將其作為所述環(huán)刀的修正系數(shù)，將所述環(huán)刀的修正系數(shù)運用于現(xiàn)場測試中。本發(fā)明的優(yōu)點是1、利用長江口細砂高滲透性的特點，合理控制施工含水率來代替優(yōu)質(zhì)土作為路基填料。2、利用路基基底處理形成的黏土棄方，填筑包邊土結(jié)構(gòu)、并在其上實施綠化。3、采用包邊土和細砂同步施工法，保證細砂和包邊土的良好銜接和整體穩(wěn)定。4、實現(xiàn)對施工進度、周邊環(huán)境的有效控制和保護，降低相應(yīng)的工程費用。


圖I為本發(fā)明的填砂路基結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明施工工藝流程圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
如圖1-2所示，圖中標記1-5分別為路面結(jié)構(gòu)I、頂封層2、砂芯3、包邊石灰土 4、路基5。實施例本實施例的加工生產(chǎn)過程如下
I、路基表土清理清除根據(jù)施工規(guī)范要求，施工前用推土機對路基5表土進行清除，原地面上的雜草、樹根、腐質(zhì)土清除到路基5范圍以外。清表土應(yīng)盡可能集中堆于一側(cè)(另一側(cè)用作施工便道)，以便綠化利用。清表過程中如遇到明浜、暗浜等情況，按設(shè)計文件進行處理，滿足要求之后方能進行后續(xù)施工。清表完成后，全面進行填前碾壓。2、設(shè)置排水系統(tǒng)
路基5底部的排水系統(tǒng)按設(shè)計文件進行設(shè)置。施工中可以選擇的防排水手段有設(shè)置路基兩側(cè)縱向排水溝、路堤基底縱向、橫向盲溝等。在盲溝表面鋪設(shè)土工布，以進一步增強排水效果，要求土工布寬度超出盲溝范圍0. 25m，同時搭接寬度不得小于0. 25m)、路堤坡面泄水槽、頂封層施工完畢尚未鋪筑路面結(jié)構(gòu)前宜在頂封層表面兩側(cè)適當開挖縱向淺溝等細部的設(shè)計。對于未來中央分隔帶路表雨水、植被綠化灌溉水滲入的排出，可考慮在碎石墊層內(nèi)沿道路縱向每隔20m，往路堤坡面外側(cè)設(shè)置直徑8cm的PVC管，要求內(nèi)側(cè)管口用土工布包 裹，以起反濾作用。盲溝施工方法基底整平碾壓完成后進行盲溝開挖，測量放線后用小型挖掘機配合人工開挖盲溝，使用50cm寬挖斗，將挖出的土用汽車運走集中堆放。盲溝斷面尺寸為50x50cm,橫向盲溝間距20m,坡腳兩側(cè)設(shè)置兩道縱向盲溝。人工將土工布鋪好后，用裝載機鏟運級配碎石放入盲溝中，人工進行平高補低。待盲溝填筑完成后用土工布進行包裹，土工布交接處各超出25cm。要用壓路機重新碾壓收面。長江口細砂路基采用針刺土工布分層包裹，由三到四個人工進行橫向鋪設(shè)。施工中需要注意以下幾點
(1)鋪設(shè)前平整基槽；
(2)鋪設(shè)土工布前要先做兩側(cè)的包邊土；
(3)保證土工布兩頭的預(yù)留長度，以便在第一層和第二層細砂兩側(cè)進行反包。每側(cè)從包邊土的坡腳處預(yù)留I. 9m以上；
(4)土工布的上下搭接寬度不小于I. 5m。3、埋設(shè)沉降及位移觀測裝置
沉降觀測采用在原地面上埋設(shè)的沉降板和路肩處的淺層沉降觀測樁進行高程觀測，位移觀測采用在路基坡腳處和坡腳以外3-5m處埋設(shè)的位移觀測樁進行位移觀測。沉降板、沉降觀測樁和位移觀測樁的埋設(shè)位置必須按設(shè)計文件要求確保準確無誤，并注意路基填筑施工過程中的保護。沉降及位移觀測裝置埋設(shè)完成后，應(yīng)及時進行觀測。路基填筑期間每填筑一層應(yīng)觀測一次，如果兩次填筑間隔時間較長時，每3天至少觀測一次；路基堆載預(yù)壓期間觀測應(yīng)視地基穩(wěn)定情況而定，一般情況下，第一個月每3天觀測一次，第二、三個月每7天觀測一次，從第四個月起每15天觀測一次，直至預(yù)壓期結(jié)束。所有觀測數(shù)據(jù)應(yīng)及時記錄、匯總并整理分析，發(fā)現(xiàn)問題及時復(fù)查或復(fù)測處理。根據(jù)設(shè)計要求，為跟蹤地基處理的長期效果，在道路使用基準期內(nèi)還應(yīng)繼續(xù)進行沉降觀測。只有在沉降和位移速率在設(shè)計的允許值范圍內(nèi)時，填筑才可正常進行，如果觀測沉降速率彡I. Ocm/d，或水平位移彡0. 5cm/d，應(yīng)立即停止填土并每天進行觀測，當連續(xù)觀測三天的沉降與位移在控制值范圍內(nèi)時才能繼續(xù)加載。4、包邊石灰土 4施工(與5、填砂施工同時進行)
填砂路基采用土工布包邊石灰土 4的防護方式，石灰摻量為5%。包邊石灰土 4的施工工藝流程如下測量放線一上土一灑消石灰一拌合石灰土一小型路拌機二次拌合一整平一壓路機碾壓一壓實度檢測一放線修邊。(I)包邊石灰土 4寬I. 8m、邊坡按設(shè)計文件，在施工過程中向外側(cè)加寬約lm，以保證壓路機的碾壓寬度和邊坡的壓實度。(2)包邊石灰土 4與填筑砂施工基本同步進行，先施工兩側(cè)一層(20cm厚)包邊土，碾壓密實后，人工修內(nèi)側(cè)邊坡，再進行一層(20cm厚)填筑砂施工。(3)包邊石灰土 4采用路拌法施工，用小型路拌機將石灰土二次攪拌均勻并將土 塊打碎。(4)碾壓前檢測石灰土的含水量，確保在最佳含水量附近(含水率14. 5%)，靜壓一遍后，平地機按測量員放出的高程控制樁精平。(5)包邊石灰土 4的松鋪系數(shù)和碾壓工藝宜根據(jù)各標段的試驗路確定。(6)包邊石灰土 4碾壓完成后，應(yīng)及時進行壓實度檢測，壓實度要求與相應(yīng)層位的填筑砂相同。5、填砂施工(與上一步驟4、包邊土石灰施工同時進行)
(I)在已驗收合格的砂路基上繼續(xù)填筑上一層時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況，及時灑水保持已填筑砂層的含水量接近最佳含水量，以便運砂車進出。當出現(xiàn)較深車轍時，需用推土機及時推平、壓路機碾壓。在坡度較大地段，鋪墊鋼板以保證細砂正常運輸。(2)細砂攤鋪與整平用履帶式推土機粗略推平，然后用平地機整平，松鋪厚度根據(jù)試驗路確定。履帶式推土機按路中心高、路側(cè)低，橫坡控制在2. 0%-2. 5%攤鋪粗平；然后，灑水至砂的表層含水量略高于最佳含水量(含水率14. 5%)，再用平地機仔細平整，個別不平處，輔以人工找平。平整結(jié)束后，立即采用壓路機碾壓。對局部含水量偏低的部位，可在壓實前補充灑水至最佳含水量。此外額外需要闡明的是在實際現(xiàn)場填砂施工中發(fā)現(xiàn)當長江口細砂含水率大于15%時，易黏結(jié)在壓路機鋼輪上，導(dǎo)致表面平整度不好，嚴重影響壓實度；而當含水率小于14%時，含水率過小又導(dǎo)致細砂較為松散，達不到預(yù)期的壓實度，所以經(jīng)測試選擇含水率14. 5%為最佳含水量。(3)用平地機由兩側(cè)向中央初步刮平整形后，用壓路機立即快速碾壓1-2遍，之后再用平地機整形一次，局部地段輔以人工整平。如此反復(fù)進行多次，直到達到規(guī)定的坡度和路拱。每次整型均按照規(guī)定的高程和橫坡掛線進行，并注意接縫處的整平，使之達到順適平
難
iF. O(4)控制好砂的含水量是砂路基施工的關(guān)鍵。碾壓過程中，必須確保填砂砂芯3的含水量在6%以上，如不足則應(yīng)及時補足。(5)砂路基的碾壓機械及工藝可根據(jù)各標段的試驗路確定，以達到壓實度要求為準。如用振動碾壓，建議采用低振幅。壓路機的碾壓速度開始兩遍采用I. 5-1. 7km/h，以后采用2. 0-2. 5km/h。碾壓時要求碾壓輪跡搭接寬度大于20cm。6、頂封層2施工
砂路基施工完成后，宜及時進行上封層施工?，F(xiàn)場施工中路基頂封層采用石灰穩(wěn)定土，其組分比例(質(zhì)量比)為石灰長江口細砂=5 100,即石灰摻量為5%。一般分2-3層進行鋪筑。每層鋪筑厚度控制在15-20cm。待石灰土鋪筑完畢，需進行7天的養(yǎng)護，使石灰土養(yǎng)生，強度穩(wěn)定增長。養(yǎng)護期滿之后，再進行水穩(wěn)層以及后續(xù)的路面結(jié)構(gòu)I的鋪筑。頂封層2材料在具體實施過程中也可以采用水泥穩(wěn)定土 (水泥+粘土)或 水泥穩(wěn)定砂(水泥+長江口細砂)，且上述兩種材料的彎沉、回彈模量等指標均滿足設(shè)計要求，但由于水泥在施工中不易攪拌均勻，因此本實施例選擇的石灰穩(wěn)定土在施工質(zhì)量控制及施工便易方面較水泥類材料均具有較大優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種填砂路基的施工方法，涉及填砂路基結(jié)構(gòu)，所述填砂路基結(jié)構(gòu)由砂芯、包邊石灰土、頂封層、路面結(jié)構(gòu)組成，所述頂封層、路面結(jié)構(gòu)依次設(shè)置于所述砂芯上部，所述包邊土支撐于所述砂芯兩側(cè)，其特征在于所述施工方法至少具有以下步驟 路基表土清理清除，其中產(chǎn)生的黏土棄方堆置備用； 在所述路基底部沿路基方向在其兩側(cè)設(shè)置排水溝；路基基底縱向、橫向盲溝； 埋設(shè)沉降及位移觀測裝置； 包邊石灰土鋪筑、填砂鋪筑，且兩者同時施工，所述包邊石灰土采用所述步驟(a)中的所述黏土棄方； 對步驟(d)中的所述填砂鋪筑過程、所述包邊石灰土鋪筑過程進行壓實度測試； 頂封層鋪筑施工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述步驟(b)的路基基底縱向、橫向盲溝的施工方法如下所述路基底部整平碾壓完成后，進行測量放線，在坡腳兩側(cè)分別設(shè)置兩道縱向盲溝，在所述縱向盲溝間設(shè)置橫向盲溝，在所述盲溝之上鋪設(shè)土工布，將碎石放置于土工布之上，之后進行平高補低，待盲溝填筑完成后用土工布進行包裹，以及碾壓收面。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于在頂封層內(nèi)沿路基縱向間隔設(shè)置排水管，所述排水管的排水孔朝向所述路基，并且其內(nèi)側(cè)管口用土工布包裹。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述步驟(c)的具體步驟為在原地面上埋設(shè)沉降板、在路肩處的淺層沉降觀測樁進行高程觀測；在所述路基坡腳處和坡腳外3-5m處埋設(shè)位移觀測樁進行位移觀測。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述步驟(d)的具體步驟為先施工兩側(cè)一層包邊土，碾壓密實后，人工切除內(nèi)側(cè)超寬部位，并將土工布先翻到一邊，避免砂土混雜現(xiàn)象；開始與所述包邊土同層的填砂施工，砂土接合部位重復(fù)碾壓至達到壓實度標準，再開始下一層包邊土施工碾壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述步驟(d)中填砂加工的具體步驟為采用水車補充灑水至14%-15%后，用履帶式推土機按路中心高、路側(cè)低，橫坡控制在2. 0%-2. 5%攤鋪粗平，然后用平地機整平，局部地段輔以人工整平，平整結(jié)束后，立即采用壓路機碾壓，且所述碾壓過程中保持填砂的含水量始終不低于6%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述壓路機的碾壓方式如下以I. 5km/h-l. 7km/h的速度靜壓1_2遍，再以2. 0-2. 5 km/h、28Hz的頻率、I.lmm-1. 3mm振幅振動碾壓3_8遍,最后再以相同速度靜壓一遍。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述步驟(e)的具體步驟為采用5%石灰用量的石灰穩(wěn)定土作為頂封層，分為2-3次鋪筑，每層鋪筑控制在15-20cm，且在鋪筑完成之后，進行7天的養(yǎng)護，待其強度穩(wěn)定增長且養(yǎng)護期滿后，再進行水穩(wěn)層鋪筑。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述縱向盲溝斷面尺寸為50x50cm，所述橫向盲溝間的間距為20m。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述步驟(e)為對所述包邊石灰土、細砂路基的壓實度進行環(huán)刀法測試，所述環(huán)刀法至少具有以下步驟從所述細砂 路基中取出一定量細砂試件進行室內(nèi)干密度測試，用所述環(huán)刀對所述細砂試件干密度進行測量，計算兩個干密度間的比值并將其作為所述環(huán)刀的修正系數(shù)，將所述環(huán)刀的修正系數(shù)運用于現(xiàn)場測試中。
全文摘要
本發(fā)明涉及建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種填砂路基的施工方法，其特征在于所述施工方法至少具有以下步驟路基清理、設(shè)置排水系統(tǒng)、埋設(shè)沉降及位移觀測裝置、鋪筑施工、壓實度測試、頂封層施工。本發(fā)明的優(yōu)點是利用長江口細砂高滲透性的特點，合理控制施工含水率來代替優(yōu)質(zhì)土作為路基填料；利用路基基底處理形成的黏土棄方，填筑包邊土結(jié)構(gòu)、并在其上實施綠化；采用包邊土和細砂同步施工法，保證細砂和包邊土的良好銜接和整體穩(wěn)定；實現(xiàn)對施工進度、周邊環(huán)境的有效控制和保護，降低相應(yīng)的工程費用。
文檔編號E01C3/04GK102747662SQ20121024812
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者房浩, 李臻, 汪宏強, 范明星, 葛以衡, 陳介華 申請人:上海城建市政工程(集團)有限公司