房哲
（西安国琳再生技术研究有限公司）
【摘 要】 砂砾垫层压实度不合格是道路施工中经常出现的问题，本文针对西安市阎良区五屯镇槐树村至东孙村公路改建工程中砂砾垫层压实度不合格的问题，进行了科学充分的论证分析，找出影响压实度的4个方面10种因素，针对分析的原因提出了相应的改进和控制措施，经过检验，进行质量控制后的压实度达到了预期的目标，本文提出的砂砾垫层压实度控制措施对提高压实质量具有一定的指导意义。
【关键字】 砂砾垫层；压实度；质量控制
引言
砂砾垫层是近年来道路施工中的常用设计，砂砾垫层透水性好，能够快速排出土层受压后的水分，缩短沉降稳定的时间，加快铺料的固结速度，同时在北方寒区采用砂砾垫层可有效克服其它垫层材料容易发生毛细水的问题，有效防止地基土的冻胀，提高路基的质量和使用寿命[1]。采用砂砾垫层可以就地取材，工艺简单、施工简便、建设成本较低，而且不需要特殊的机械设备，是一种应用广泛的浅层加固方法。在西安市阎良区五屯镇槐树村至东孙村公路改建工程为旧路改造项目中，当采用砂砾垫层方法进行路面改造时，发现局部的试验段压实度不能满足规范要求，所以本文以该项目为例，对砂砾垫层压实度的质量控制进行粗浅的探讨。
一、工程概况
西安市阎良区五屯镇槐树村至东孙村公路改建工程为旧路改造项目，设计为单车道四级公路标准，设计时速30公里，路基宽度6.0米，路面宽度4.5米，设计里程为K0+000～K4+200公里。旧路设计结构为4cm沥青表处+15cm灰土碎石，设计标准低、结构层薄、强度差，不能满足日益增长的交通量需要和阎良区五屯镇乡镇的发展要求，因此对该路全线路基路面进行补强改造。旧路穿越农田灌溉区，由于该路段设计标准低，路基两侧无完善的排水体系，过水涵洞设置不能与天然沟渠衔接到位，致使全段路基长期处于高含水量状态下。现旧路全段路面龟裂严重，沉陷多，路面变形大，需要全线破除旧油皮，路基全幅整平碾压，对全线翻浆和沉陷路段采用20cm天然砂砾垫层换填处理。
二、砂砾垫层施工中进行压实度质量控制的必要性
压实度是衡量砂砾垫层施工质量好坏最重要的内在指标之一, 只有对砂砾垫层进行充分压实, 才能保证路基的强度和整体稳定性，进而才能保证道路的使用寿命。砂砾垫层起着连接路基和路面、隔水及传递路面荷载的作用。若砂砾垫层压实度不足，则垫层的弹性模量降低，抗剪强度减小，垫层丧失良好的荷载分布能力，不能均匀地传递路面荷载，造成路面辙槽现象的出现。由于垫层要求材料粘聚性小，并且用于填充孔隙的细颗粒较少的特点，因此其在压实后表面容易松散，压实度不易控制。表1给出了西安市阎良区五屯镇槐树村至东孙村公路改建工程中，通过灌砂法进行砂砾垫层检测的压实度数据，K0+000～K0+600试验段压实度共检测24点，5点不符合设计要求（设计要求≥97%），压实度合格率为79%[2]。
表1 试验段压实度监测数据调查表
三、提高砂砾垫层压实度控制措施
3.1 科学细致地进行原因分析
针对该工程中砂砾垫层压实度存在的问题，我们成立了提高砂砾垫层压实度质量控制（QC）小组，采取现场调查和讨论分析相结合的方法，通过全面客观地调查分析，最后将压实度不合格的原因归结为4大类10个方面的问题，分别为：人员方面的问题2个，包括人员质量意识差和管理人员设置不足；材料方面的问题2个，包括天然砂砾级配不良和下承层承载力不足；工艺方面的问题4个，分别为碾压遍数不够、铺筑厚度较厚、击实标准不准确、检测方法不精确；机械方面的问题2个，包括机械组合不匹配和设备性能不良。对上文分析出的问题，我们组织质量控制小组进行了反复的讨论和验证，将问题归纳为要因和非要因两类，要因共4个：天然砂砾级配不良、下承层承载力不足、击实标准不准确、检测方法不精确，其余6个为非要因。
3.2 区分要因与非要因，进行针对性的改进和控制
对非要因的处理措施：针对人员质量意识不强的问题，公司多次专门组织质量意识会议，进行质量意识教育；针对管理人员设置不足的问题，通过明确岗位分工、调整管理人员配置和区分职责等方法进行调整解决；针对碾压遍数不够的问题，严格按照施工组织设计碾压遍数，安排专人监控碾压流程的实施；针对铺筑厚度较厚的问题，严格按照规范要求进行厚度摊铺，增加厚度检测频率；针对机械组合不匹配的问题，调整压路机的作业顺序和吨位要求，合理控制碾压速度，达到最佳机械组合匹配；针对设备性能不良的问题，选择性能良好的设备进场施工，同时定期对施工设备进行检修保养。
对要因的处理措施:针对天然砂砾级配不良的问题，加强原材料进场控制，组织人员对施工路段周边天然砂砾料场进行综合考察，分别取样进行级配筛分试验，最终确定选用阎良石川河料场的天然砂砾（图1）。经试验检测，该天然砂砾粗细颗粒分布均匀，具有最佳的嵌挤骨架结构，小于0.075mm颗粒含量控制在5%以内，具有足够的渗透系数；针对下承层承载力不足的问题，对下承层进行补强碾压（图2），对旧路基采用犁地机进行翻松晾晒，降低路基土含水量，犁地深度为15cm，采用羊脚碾对全线旧路基进行补强碾压，碾压遍数为3-5遍，组织人员进行弯沉检测，使弯沉值达到设计标准[3]。
图1 天然砂砾级配曲线
图2 对下承层进行补强碾压
对击实标准不准确的问题，优化选择击实标准，对天然砂砾进行取样筛分，以4.75mm筛孔为控制粒径，取含石量为50%、60%、70%时分别进行击实试验，绘制含石量与干密度标准曲线，确定回归方程为：Y=2.109+0.00285X，现场检测压实度按不同含石量分别取值标准密度进行控制（图3）；
对检测方法不精确的问题，提高检测技术精度，严格按照灌砂法操作规程检测压实度，确定影响灌砂法检测数据的主要因素，减小检测环节出现的误差，提高试验精度。检测时，灌砂筒储砂高度和质量与室内标定时保持一致，试坑深度与标定罐深度一致，试坑壁要尽量笔直，上下口径相等，检测表面保持光滑平整，回收的量砂应过筛烘干（图4）。
图4 灌砂法主要影响因素分析
3.3 对压实度控制措施进行巩固，确保压实质量
在前期试验检测和施工的基础上，总结试验成果和施工经验，对后续施工中的压实度进行进一步巩固，主要的做法有：一是加大原材料的检测频率，确保合格的原材料用于施工中。二是加强管理人员的业务培训，提高试验检测人员的操作水平。三是总结技术成果，归纳融入施工组织设计中，全面贯彻落实。四是对不同压实组合和不同含水量状况下，验证机械设备和施工工艺能否满足施工要求。五是对压实度加强现场检验，对达到监理和施工要求的压实步骤和程序进行归纳总结，作为正式摊铺的控制依据。
3.4 进行压实度质量控制后的压实效果
为进一步确定压实控制措施是否可靠有效，我们对压实后的施工路段进行压实度检测，共检测36点，压实度全部达到设计要求，压实度合格率从试验段的79%提高到了100%（见表2）。
表2 压实度监测数据统计表
四、结论
本文针对砂砾垫层压实中存在的问题，以西安市阎良区五屯镇槐树村至东孙村公路改建工程为例进行分析和研究，提出的质量控制措施成功地提高了砂砾垫层压实度，砂砾垫层铺筑质量得到了改善，取得了良好的实践效果，对解决砂砾垫层压实度等施工问题具有一定的借鉴意义。
参考文献：
[1] (JTJ034- 2000), 公路路面基层施工技术规范[S].
[2]资建民.路基路面工程[M].广州: 华南理工大学出版社, 2002, 8.
[3]凌有缘，王梦德．砂砾垫层在桥梁工程中处理松软地基的应用[J]．公路，1983（08）．
论文作者:房哲
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年6月总第211期
论文发表时间:2016/8/12
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