吹填砂路堤填筑施工
关键词：吹填砂，路堤，填筑
1前言
广州东沙至新联高速公路S15标位于广州市番禺区西部，为三角洲冲击平原地貌，地势平坦。地面高程在0～1.10m之间，沿线农田、池塘分布。特殊工程地质主要为软土，包括淤泥质亚粘土和淤泥，厚约2～40m，全线路基均广泛分布。
广东珠江三角洲地区土源较缺乏，若填土，借土运距相对远，并且成本较高。而该地区河流密布，又邻近海边，砂源非常丰富，质量也满足相关规范要求，运距相对较近。应此本工程采用吹填砂填筑路堤。边坡表层用粘性土包边，路基顶采用1.2m的粗粒土封闭，以防水流冲刷。
2施工概述
路基吹填砂施工即采用砂作为路基填料，采用吹填的工艺进行路基填筑的一种施工工艺，主要运用在珠三角一带土源稀少、软基分布较广的地区。
3路基吹填砂
3.1吹砂材料
路堤吹填前，需确定砂源，选取有代表性的砂样进行检测，检测主要指标有含泥量、细度模数，确定最大密实度与最佳含水量以及要求的压实度所需要的含水量范围。
《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中7.3.2条要求，路基填筑用砂含泥量（即小于75μm的颗粒粒径）不宜大于15%(以重量计)。
我标段路基吹填用砂采砂场为万顷砂场。在现场进行取样，检测原材料各项指标如下：
试验项目 规范（设计）规定值 实测值
细度模数Mx —— 0.35
含泥量（％） ≤15％ 11.7
最大干密度（g/cm3） —— 1.63
振毕密实试样含水率（％） —— 23.8
3.2场地布置
吹填砂过程中，水是输送砂的关键媒介，吹填时排砂口喷出的砂、水、泥混合料中,砂料仅占10%左右,大量的泥水必须通过适当的通道排走,否则将产生较大的流体液体或半液体压力,造成路基失稳。在吹砂前，挖好排水渠道、集水坑，让表面泥水在排水渠道与集水坑汇集沉淀，通过抽水泵排到路基外水道内。
为防止吹填水横流,路基两侧应修筑挡水堤,以形成吹填路床。路基两侧围堰间宽度应大于软基处理宽度2米以上。第一层挡水堤可用开挖排水沟或清表土填筑，从第二层开始，拦水坝采用吹填的砂来填筑。
在界桩范围内两侧挖规格为1m×lm临时排水沟，挖出的土方作挡水堤用，挡水堤内侧垫以塑料薄膜,以提高抗冲刷能力和防止渗水。
吹填砂施工布置示意图
3.3吹填砂设备选用与布设
吹填砂设备主要有吹砂船与吹砂管道。
本工程采用绞吸式泵砂。绞吸式主要设备有：泵砂设备，柴油加压泵，泵砂管和吸砂管等。泵砂设备的额定功率和与泵送距离、泵砂管直径、砂源是否充足有密切的联系。泵砂设备额定功率选用529kW，泵砂管径采用30.48cm、35.56cm两种规格。
吹砂船从砂场将河砂运到路基北侧的潭洲沥航道附近，抛锚停泊。抽取清水对吹砂船上的细砂进行冲释，形成砂、水、泥混合料。该混合料由泵砂设备加压输入吹砂管道，沿吹砂管道吹至路基范围内。
根据线路的走向，在路中线敷设泵砂管，泵砂管用钢管和橡胶管连接而成，连接运砂船与吹填入口。陆上敷设，吹砂管接口要紧密、紧固；管线曲度布置要平缓，在施工中切忌有死弯。
主线路基K40+860～K41+080宽度50m左右，采用全幅吹填方式，投入多艘吹砂船及泵砂设备，在路基纵向布置多条吹砂管同时进行作业，保证同一断面填砂高差不是很大。
吹填管进入吹填区的入口应远离排水口，以延长流程，确保吹填均匀。排砂口水压较大,要求排砂口与路床挡水堤之间有一定距离，防止对挡水堤造成损坏。一般要求排砂管应离开挡水堤围堰10m左右。
3.4吹填砂过程控制
3.4.1分段吹填
吹填采用分段分层方式推进，即一段吹填至控制标高后，延伸吹砂管道至下一段，进行下一路段吹填施工。每吹填完一层后经压实度检验合格后再吹填上一层。K40+860～K41+080段共分两段吹填，两段分别是K40+980～K41+080，K40+860～K40+980。K980段设置横向挡水堤。
吹填过程中，根据吹填口底部高程的变化及时延伸吹填管线。当吹填管口下方高程达到放样高程后，将管口左右摆动吹填，在吹填点所在路基断面高程满足放样高程后，将管线沿中线向排水口方向延伸。
每次停机前均要喷一段时间的清水，即可防止堵管，又可以把吹砂时带来的泥浆冲走排掉。防止出现积泥夹层。
3.4.2分层吹填
《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》(JTJ017-96)中7.3.3条要求：“当路堤高度小于2m时，可作一次吹填。当路堤高度大于2m时，应采用分层吹填，分层吹填厚度一般为1m～2m，下层厚度可大些，上层厚度可小些。”依据设计及规范要求，K40+860～K41+080主线路基第一层工作砂层吹填厚度为2m，以上每层吹填厚度控制为30cm。
3.4.3高程控制
吹填作业前，测量放样布置中桩与边桩标杆，并在标杆上标出吹填高程。吹填厚度通过桩位标杆高程进行控制，当吹填顶面到达标杆高程标记时，及时接长移动延伸排砂管，避免出现局部高程偏差过大。对于出现的局部坑洼，采用人工整平的方式调整。
3.4.4淤泥清理
吹填过程中，随吹砂管排出的有水、砂、淤泥及杂物。由于砂的比重大，因此阻力大、流速慢，容易沉淀下来，而淤泥及杂物比重轻，流速快，随水流动易在出水口、横向挡水堤及截水沟处沉淀下来，造成该处的砂含泥量较大、为保证路基填筑质量，该处不合格的砂须挖除掉。
3.4.5压实度检测
路基吹填砂以后，一般都有90%的压实度，满足工作层压实度要求，工作层压实度小于90%时，采用压路机进行边冲水边静压，直至满足设计规范要求。
