１吹填施工方案与施工工艺
１．１施工前准备（１）办好采砂许可、航道通行许可以及临时用电手续。（２）在路基两侧坡脚外挖出临时排水沟，路基两侧排水沟与吹砂料场砂坑相连，使排水回流循环利用。（３）挖好引水渠，架设临时用电线路。（４）整理好下承层，对下承层进行平整压实及检测验收。１．２正式吹填、压实首先，吹填施工前须对临时排水沟进行拓宽、加深，保证临时排水沟在吹填过程中正常使用、水流通畅。对用于路基填筑的各种填料，应进行试验路段的压实试验，以确定正确的压实方法、压实设备、压实遍数以及压实系数等。试验路段的位置由监理工程师选定，为长度不短于１００ｍ的全幅路基。全部试验应在路堤正式施工前完成，并将试验情况以书面形式向监理工程师汇报，经业主及监理工程师检验合格后方可进行正式施工。吹填砂路基施工与包边袋装砂施工均按此要求进行。吹填之前，在路基两侧和每段吹填砂的结束段用袋装砂包边，包边袋装砂同时也起到了围堰的作用。吹填的砂是带水吹填，在重力作用下，砂沉淀下来，水则通过设置闸箱以及包边的袋装砂渗透排除。吹填砂分层填筑，每层厚０．５～１ｍ，吹填砂在路基自然晾晒１～２ｄ后，待含水量适中时，即可用平地机和轻型压路机进行初步碾压。对于一般路基，通常采用压路机进行碾压即可达到预期效果，但对于纯砂或几乎无粘性的砂性土来说，其凝聚性极差，过分碾压容易产生砂土液化，影响碾压效果。因此，用常规压实方法很难使纯砂达到较理想的压实效果。本工程吹填砂采用轻型压路机进行碾压，碾压时含水量控制在最佳含水量左右，压实遍数视具体情况而定。每层压实检测合格后再进行下一层吹填砂施工。吹砂过程中，路幅较窄的路段要尽量做到全断面推进，并由工人配合清除沉积的浮泥。压实度检测通过水袋法进行，检测时，先将表层１０ｃｍ厚的较为松散的风干状态砂挖除，检测该处砂面下１０、５０ｃｍ深处的压实度，确保压实度的检测具有代表性。本工程路基压实度要求达到９４％。
２吹填砂试验研究
本工程选用的吹填砂是产于长江中下游的一种特细砂。工程设计过程中，需要根据道路的设计等级，采用与之相适应的材料，以确保道路结构的性能满足设计要求，为此分析该砂的路用性能。２．１物理性质细砂一般为黄（褐）色、灰白色，矿物质的主要成份为石英，磨圆程度好，具有天然级配，天然状态下松散、无粘性、塑性低、透水性好。砂的粒径分析按照《公路工程集料试验规程》（ＪＴＧＥ４２—２００５）［３］进行，计算得细度模数为０．５５，评定为细砂。从表１的分计筛余百分率可以看出，该工程的吹填砂颗粒大小集中在０．１５～０．０７５ｍｍ之间，颗粒级配不是很好，粒径较小，属于细砂中的粉细砂。砂的粒径与级配特性对砂的液化性质影响很大。在受到相同重力荷载作用下，级配均匀的砂土比级配不均匀的更容易液化；同时，由于该工程的吹填砂颗粒级配不良，则可以认为具有较强的抗液化能力，在交通荷载循环作用和地震荷载作用下不会发生砂的液化。通过类似的工程试验可知，棱角较少且颗粒粒径较小的细砂在荷载不大的情况下不易发生颗粒的破碎，经过碾压压实后颗粒级配对路基整体强度的影响很小。对于本工程的长江吹填细砂而言，颗粒粒径较小且棱角较少，在压实与交通荷载作用下不易产生颗粒的破碎，同时压实后的颗粒具有较强的咬合能力，可增加填料的剪胀性，从而保证了路基整体的稳定性。综上所述，可认为本工程的长江吹填细砂在粒径与级配特性上符合《公路工程集料试验规程》（ＪＴＧＥ４２—２００５）中对路基填料的要求。对于无凝聚性粗粒土，其紧密程度可用相对密度表示，其试验方法可采用相对密度试验法。通过试验确定最大干密度ρｄｍａｘ和最小干密度ρｄｍｉｎ，其中最大干密度（最小孔隙比）常采用振动台法和振动锤击法，最小干密度（最大孔隙比）常采用漏斗法、量筒法和松砂器法。由此可得出该工程细砂的最大干密度为１．５２ｇ•ｃｍ－３，最佳含水量为１０．５％。２．２力学特性长江口细砂天然状态下松软、无粘性、塑性低、透水性好。击实后细砂具有一定的内聚力，按重型击实标准，不同成型含水量对应不同压实度时，细砂室内剪切强度试验结果见表２。通常情况下，纯砂的粘聚力值应该为０，而长江口细砂的粘聚力一般都大于０，其主要原因有两方面：一方面，此砂具有一定的含泥量，泥土提供了砂颗粒之间的一部分粘聚性；另一方面，此砂在一定含水量下测定，水使砂颗粒间具有一定的薄膜吸附能力，因此就表现出一定的粘聚力。在重型击实条件下，通过室内固结快剪试验测定长江吹填砂在最佳含水量时的抗剪强度指标，粘聚力为１０．５２ｋＰａ，内摩擦角准为３３．８°。从表２可以看出，吹砂抗剪性能较差、易松散、遇水崩解、表面或边坡遇水冲沟塌陷速度极快，因此须采用包边袋装砂的方式防止水对砂的冲刷和淘空。回弹模量是路基路面设计的关键参数，也是随机性较大、较难确定的参数。一般来说，土的颗粒越细，相应的回弹模量越低［４］。《城市道路设计规范》（ＣＪＪ３７—１９９０）［５］要求路槽底面土基设计回弹模量不小于２０ＭＰａ。通过试验路段承载板试验，测得细砂路堤顶面的回弹模量见表３。由表３可以看出，吹填细砂在取得要求压实度的情况下可得到较大的回弹模量，较一般的粘性土路基的回弹模量要高。回弹模量满足规范要求，因此适合作为路基材料。
３环保措施
在吹吸江砂填筑路基施工过程中，有必要采取一些措施来防止或减少对周边环境危害。在吹吸江砂填筑路基过程中，最有可能造成的环境危害是水污染。为了节约成本并不对周围环境造成永久破坏，经综合考虑，根据吹填砂带水量设置一定数量、管径的排水管，并将排水管与长江夹江水沟通，使沥出的江水可以回流至周围水系［６］。为防止江水漫溢，在局部地段还设置了小型导流坝与沉淀池，以清洁回流江水。
４吹填技术的经济性分析
细砂作为高等级道路路基填料，在中国北方一些省市已经被成功应用。但是，在处于软土地区的江苏的高等级道路建设中还很少被用作路基填料。由于沿江地段土地资源较为稀缺，采用普通的路基填筑方法会大面积占用农田；采取吹填砂工艺加快了工程进度，节省了至少５４０余亩土地资源，节约工程造价２５００万元，具有较好的经济效益。５结语采用吹填砂作为路基结构形式，解决了长江中下游地区高等级道路大量远运粘土的困难，因地制宜采用江砂，降低了工程造价，减少了土地占用，缩短了工期，满足可持续发展要求，有可观的经济效益和社会效益。吹砂填筑路基施工工艺的运用可大大减少施工机械的使用，避免人力、物力等浪费，减少了材料运输的困难，最重要的是施工现场文明，没有扬尘现象，施工工艺简单便于掌握。符合绿色道路建设的要求，为今后同类型路基施工提供了经验。
作者：李芸 林敏 袁海东 单位：三江学院 土木工程学院 南京工程学院
