风积沙路基施工技术方案

'风积沙路基施工技术方案1　工程概况我国第一条沙漠高速公路———榆林至靖边高速公路,是西部大通道内蒙包头经西安、重庆至广西北海的重要组成部分。沙漠地区修建高速公路,在国内尚属首次,用风积沙填筑路基的压实工艺、施工方法、质量检测和控制边坡防护等诸多技术问题,目前尚无成熟的标准和规范。笔者仅结合工程实践,对沙区路基的施工工艺、压实质量的控制方法进行了简要介绍,希望能给其他沙区公路的建设提供有益的借鉴。榆靖高速公路位于黄土高原以北、毛乌素沙漠南缘的长城沿线风沙区,该处常年干旱少雨,地表覆盖深达5～10m的风积沙,沙颗粒间无粘聚性,又缺少丰富的水源。其位置的特殊性决定了该处路基的施工有别于一般路基施工,针对沙漠地区的气候和地域特点,施工时必须结合实际情况,采用合理的施工技术。2　沙区路基的填筑要求取沙时以路基沿线两侧就近取弃为原则,取沙以沙丘为主,弃沙以沙窝为主。取沙宽度控制在路基两侧20m范围内,并与平整度施工相结合,取沙量较大时,宽度不超过路基两侧50m的范围。路线两侧取沙深度与边坡的防护相结合,当沙坑深度小于1m时,可将路堤边坡延伸至取沙坑底一并防护;深度大于1m时,在路堤坡脚与取沙坑之间设置宽度大于3m的护坡道,其外侧边坡修成缓坡。对填方高度小于1m的流动沙丘路段,需先将厚沙丘推平,并进行填前碾压,确保地表面以下30cm范围内沙层的压实度达到94%的要求。风积沙填筑路堤时,各分层中夹杂的粘土、树根等要及时清除。对于同时用风积沙和土作填料时,应避免将风积沙和土在同一层中混和填筑;确需分层间隔填筑时,用土填料累计压实厚度要大于50cm。这样可以针对不同的填料性质,采取不同的最大干密度标准。填挖方作业时,尽量以挖作填,减少弃方。对因施工作业及取、弃沙等造成原地表植被破坏的部分,路基成型且边坡整理后,采取柴草网格障蔽或粘土压盖措施,对新出露的沙面及时防护,并撒播草籽,恢复植被。3　风积沙的压实工艺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走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水状态下压实两种情况。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。其施工工艺流程见图1所示。1)施工前准备工作和原地表处理,包括放样、清除原地表杂物、填前压实等。2)推送填料。推土机从路基两侧或短距离内纵向调配风积沙推运至填方路段。3)摊铺填料。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。推土机摊铺后每层厚度不得超过30cm。4)推土机稳压。推土机稳压时按照一般土方路基的压实工艺,从路基边缘向内侧逐轮碾压,碾压时轮迹重叠不小于1/2单轮宽度,单侧轮迹布满一个作业面为一遍,稳压2遍,稳压时也可采用纵向、横向交错的碾压方式。5)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。若控制压实遍数超过10遍,应考虑减少填料层厚,经压实度检验合格方可转入下道工序,不合格时应进行补压再检查,直到合格为止。振动压路机一般碾压6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,采用强振进行振动碾压。③压路机的碾压行驶速度开始时不超过4km/h,碾压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。6)推土机终压。推土机终压工艺与推土机稳压相同,一般终压2遍,压实度即可达到要求。3.2　饱水碾压该法适用于水源相对充足的路基填方路段和通道、桥头及其他构造物台背处的压实,其施工工艺流程见图2。饱水碾压法的施工前准备工作:推送、摊铺填料要求与干法压实基本相同。不同的是在摊铺、整平好的路基上要分段设围堰,围堰长度不宜小于10m,宽度不宜小于5m,高度不低于30cm。围堰设置好后开始放水,放水应连续进行,流速应稍大,沙基顶面上的水头高度应大于20cm。此时,可采用推土机结合振动压路机碾压,一般碾压不少于5遍,待沙基顶面多余水渗完后检测压实度,不合格时,应重新饱水压实。4　质量检测方法 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,按照文献[1]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。可是沙漠地区多干旱缺水,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。4.1　干振法确定风积沙最大干密度1)适用范围。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。2)试验所需仪器设备。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。3)试验注意事项:①在工地现场选取具有代表性的风积沙试样,放入105℃的恒温烘箱中6h以上。②将干净的试筒、套筒与试模底板紧固好,去掉原标准击实筒中高度约5cm的垫块,将固定好的试模放置于混凝土振动台上,一次性将烘干的干净风积沙填满试筒并高出试筒约2～3cm。③振动。试模在振动台上不固定,连续振动一定时间。④按拟定的不同时间振动结束后,去掉5cm高的活动套筒,采用刮平刀、平直尺沿试筒上沿口刮平。刮平时刮刀方向应相互垂直。⑤称重并计算干密度。⑥以干密度为纵坐标,振动时间为横坐标绘制振动曲线。曲线上的峰值点为最大干密度和最佳振动时间,如果曲线不出现明显的峰值点时应进行补点或重做,以三次平行试验结果的平均值作为风积沙在干振条件下的最大干密度值。4.2　饱水振动法确定风积沙最大干密度 该法所确定的风积沙最大干密度可用于衡量采用饱水方法加推土机或振动压路机分层碾压风积沙路基的压实情况,所需仪器设备与干振法相同。试验步骤及注意事项如下:①将试筒、套筒擦洗干净并与底板紧固好,使试模底板固定在混凝土振动台中部。②将具有代表性的烘干风积沙试样一次性倒入试模中,试模套筒上部予留3cm高度,试验所用试样不得重复使用。③在试样中缓缓加水,直至试样表面留存约2cm高的水为止。在加水过程中沙样会进一步密实,应根据试样高度适当添加试样,使试样高出试筒约1cm。④开启混凝土振动台,连续振动一定时间,振动时间分为1、2、4、6、8、10min等。振动过程中,风积沙、水自试模上部溅出,应注意观察。振动结束后去掉套筒并刮平试筒表面,擦净试模底板。⑤将试模中饱水的风积沙样取出,盛入塘瓷盘中,称取风积沙湿重,然后将试样全部置于105℃恒温烘箱中连续烘干6h以上,称取风积沙干重。⑥计算干密度、绘制振动曲线。5　结语1)沙区路基为防止风蚀和雨水冲刷,确保路基稳定,在路基顶层需改做石灰稳定土封层,封层完成后还应对沙路基边坡进行防护,防护材料为塑性指数Ip=6～10之间的细颗粒土,这样既有效防护路基边坡,又便于植草绿化,改善生态环境。2)干振法和饱水法确定最大干密度来控制风积沙路基填筑的工程质量,是对试验检测技术的有益探索,效果令人满意,根据榆靖高速公路管理处抽检结果,该路基弯沉值均满足设计要求,结果见表1。 　'