风积沙路基施工技术探析

'风积沙路基施工技术探析　　摘要：我国西部的干旱风沙地区，由于受到自然条件限制，经常采用风积沙作为路基的填料，而目前国内尚未有成熟的沙漠地区路基施工规范、规程及施工方法。本文就风积沙路基施工做了相对的探讨，希望能对沙漠地区路基施工起到一定的指导作用。关键词：风积沙；路基；施工技术中图分类号：U213.1文献标识码：A我国西部有着大面积的风积沙堆、沙垄及沙丘等风沙堆积地貌。随着我国发展西部事业的开展，在沙漠中修筑高等级公路网将是必须面对的现实，合理利用风积沙资源作为路基填料，将大大为降低建设投资。风积沙有着质松散渗水性好、无黏聚性、凝聚性小、抗剪能力差的特性，在外力作用下易发生位移，而且在沙漠中风沙较大的工程段在施工过程中易受大风侵蚀和沙埋，影响路基压实和边坡稳定可能致使无法运营。本文结合已完成工程实例详细讲述了风积沙路基的施工技术。一、工程实例8 中非国家安哥拉纳米贝市，位于非洲著名纳米比亚沙漠北缘，新城座落在风积沙地区，市政道路共计51公里，全部为风积沙填筑路基。沿线地形相对平坦，以波状沙丘为主，无大型沟壑，相对高差小于15米。地质以风积沙和砂质粘性土为主，风积沙与国内沙漠特性基本相同，粒径单一、级配不良、土质疏松，天然空隙率较大，难压实。二、施工方法及技术措施1、风积沙特性(1)水稳定性能好。风积沙颗粒细且均匀，其渗透系数一般为0.75×10-3～111×10-3cm/s，毛细水上升高度较低，水稳性好。(2)风积沙颗粒均匀，渗水性好，所以路基沉降均匀，但保水性差。(3)不易形成整体。风积沙属于砂性土，绝大部份颗粒粒径大于0.075mm，粒径单一性高级配差，粉粒的黏粒含量极少，颗粒间黏结力差，在振动作用下不易形成整体。(4)最佳含水量曲线呈双峰特性。在自然含水量（2-3%）及饱和状态下通过振捣、击实均可达到最大干密度。（5）压实效果好。风积沙在压路机振动力的作用下，通过颗粒自身的动力作用，较容易克服颗粒间的内摩擦力和黏结力，可达到较高的密实度。在部分大型设备无法压实的部位，可通过水坠也可达到较高密实度。8 2、施工特点风积沙填筑应遵循“快速施工、快速封闭”的原则。由于风积沙地区多干旱缺水，施工中可以利用其最大干密度的双峰特性，在自然含水量与饱和状态下施工。由于其保水性差，表层挠动失去粘结力后极易失水，出现松散及风蚀现象。因此，风积沙路基施工有着快速填筑、快速采用砂砾或黏土封闭的特点。2.1清表及填筑前碾压填方路基施工前，首先要对基底宽度内进行清表，原地面的坑、洞、低矮的沙丘等应推平或用风积沙回填，草皮、有机土、腐殖质、淤泥等应清除，并进行填筑前碾压，达到规定的压实度后进行填筑施工。填筑用的风积沙不得夹杂粘土、植物、草皮、树根等杂质。2.2摊平风积沙路堤填筑宜采用水平分层填筑法施工，按照横断面全宽分成水平层次逐层向上填筑，如原地面不平，应由最低处分层填起。摊平时要严格控制每层厚度，并控制好横坡度。对推运至填方路段内的填料采用推土机摊铺并整平，或采用推土机配合平地机整平，每层厚度不得超过40cm。2.3碾压8 风积沙路基压实机械的选择除满足压实的技术要求外，还应根据工程规模、场地大小、压实机械效率及工期要求等因素综合考虑。应选择在沙漠中能自由行动的前后轮驱动的振动压路机或履带式推土机。振动压路机自重应不小于18t，推土机功率应不小于105kw。风积沙的压实分为干法压实和饱合状态下压实两种情况。2.3.1干法压实适用于振动压路机和推土机在天然含水量状态下分层碾压，也适用于雨后风积沙的压实。(1)推土机稳定用推土机对已摊铺好的路段按照一般土方路基的压实工艺，从路基过缘向内侧逐轮迹碾压，碾压时轮迹重要不小于1/2单轮宽度，履带迹布满一个作业面为一遍，稳定两遍。(2)振动压路机碾压①压实应根据试验段确定的压实遍数进行控制。振动压路机一般碾压5遍以上，碾压时轮迹重叠宽度不应小于1/3，轮迹布满一个作业面为一遍。②采用18t以上前后轮驱动振动压路机进行碾压，碾压时先慢后快，且经试验证明采用高频低幅进行振动碾压效果较好。③压路机的碾压行驶速度开始时不超过4km/h，碾时直线段由两边向中间，小半径曲线段由内侧向外侧，纵向进退式进行。前后相邻两区段应纵向重叠2m以上，达到无漏压、无死角，确保碾压均匀。8 (3)推土机终压推土机终压工艺与推土机稳压相同，一般终压两遍，压实度即可达到要求。（4）每层压实完成后，在进行下一层填土时不得对上一土层进行大的扰动，表层浮层（约10cm）可适当洒水稳定。不得因施工机械的运行而大面积破坏表层。（5）对缺水且碎石土、砂砾丰富的地区，也采用一层沙一层石的方法进行施工。风积沙虚铺40cm厚，在其上铺20cm厚碎石土或砂砾，然后进行干碾压作业，检测风积沙底部压实度以确认压实工艺。2.3.2饱和状态下压实进行饱和水坠前应对需碾压路基进行分格，然后进行注水作业。注水应根据试验室取样筛分试验确定注水量的大小，注水时一次到位，并认真检验，不得留夹层。根据风积沙颗粒均匀、黏结力差，一般在振动作用下不易形成整体的特点，决定采取先振动、后静压的方式。振动碾压时振动力宜适中，碾压速度不应超过4km/h，均匀行驶、均匀振动，不得忽强忽弱。振动之后，进行匀速静压，以保证路基的整体性和压实度。同时应注意避免在已填好的路基上通行重型车辆。2.4质量检测8 风积沙路基压实度现场检测方法与土路基压实度检测方法基本相同，即在每层距顶面15cm以下用环刀取样，当环刀打入沙运层时，先加顶盖再取环刀，以防顶面沙漏出影响精度。测定试样含水量时，将试样全部放入烘箱烘干。进行压实度计算时，按照《土工试验规程》规定，常规土应采用室内重型击实，确定最大干密度和最佳含水量。可是沙漠地区干旱缺水，蒸发快，施工现场靠人工大量洒水来达到风积沙的最佳含水量，确定其干密度是很困难的，且与室内击实结果难以对照。根据实际情况，采用干振法和饱水振动法确定了风积沙的最大干密度，施工实践证明，该做法可行，且效果显著。2.4.1干振法确定风积沙最大干密度。该方法确定的风积沙最大干密度用于衡量风积沙在天然含水量状态下机械、分层碾压的压实情况。试验所需仪器设备有以下：小型混凝土振动台、试模、秒表、烘箱、天平、台称、毛刷、刮平尺、铝盒等。2.4.2施工过程中的路基压实质量控制，要求每点的压实度均不小于规定的压实度标准。分项工程质量评定时，可只按上路床的检查数据用数理统计方法评分。2.6封闭路堤成型后，若不及时封闭表层及边坡，则对保水养生要求较高，且不适宜通车。因此，必须在风积沙路基成型之后的24h内(夏季平均气温35℃时)立即用砂砾等进行封闭。三、施工要点8 1、路基填料的摊铺厚度，每层宜控制在30～35cm之间。2、由试验路确定的松铺系数，严格控制包边土的松铺厚度，确保包边土的压实厚度不超过30cm。要求捡除包边土里的草根，剔除大土块，打碎小土块。要求经人工修整后的包边土位置适当，内边缘线平顺、内坡度平整。3、风积沙必须洒水透沏，最好控制风积沙的含水量大于最佳含量2%～3%，以补偿施工中水分的下渗和蒸发，并按要求进行碾压。另外风积沙对振动很敏感，在最佳含水量时，采用振动压路机碾压，压实效果好，压实度容易达到。如果洒水不足，将会出现松沙雍积，造成压路机打滑以至于深陷沙层中的现象。4、碾压分稳压、振压、终压三个阶段进行稳压：挖掘机或推土机排压一遍。振压：按压实分区不同分别采用振动压路机碾压4～6遍。终压：用推土机碾压1～2遍，或振动压路机静压一遍。5、每层压实后在进行上一层填土时不得对下一层进行大的扰动，上土之前路基必须洒水湿润。6、由于沙漠地区一般空气流动快、气温高、水份的蒸发特别快，且风积沙路基表面在来往车辆的碾压下易松散。因此路基验收合格后应及时上路面基层材料覆盖。四、结束语8 随着我国经济的高速发展，公路工程建设的突飞猛进，沙漠地区的公路里程将会不断增加，风积沙这种筑路材料必将充分展示其独特的工程材料性能。采用风积沙作路基填料可以大大降低沙漠地区、沙漠边缘地区的公路工程建设的成本，其经济效益巨大。参考文献[1]李凉．浅析风积沙路基施工技术[J]．建筑与工程，2006．[2]周宏伟．高速公路风沙路基施工工法[J]．建筑与工程，2010．8'