沙漠地區(qū)風(fēng)積沙路基濕壓法施工

1、沙漠地區(qū)風(fēng)積沙路基濕壓法施工前言我國沙漠在東北、 華北、西北分布較廣， 且多為風(fēng)積沙。 沙漠地區(qū)人煙稀少、筑路材料缺乏，所需的土、砂石料、水泥、瀝青、鋼材等主材均需遠(yuǎn)運(yùn)。為降低工程造價(jià)， 本著就地取材的原則路基填筑以風(fēng)積沙為主。根據(jù)風(fēng)積沙的物理力學(xué)性質(zhì)和實(shí)踐結(jié)果表明，風(fēng)積沙路基具有整體穩(wěn)定性好、沉降量小、沉降速度快、 水穩(wěn)性好等優(yōu)點(diǎn)， 但風(fēng)積沙在天然條件下呈松散狀態(tài)，內(nèi)聚力幾乎為零， 抗剪性能極差， 一般機(jī)具難以行駛， 普通鋼輪壓路機(jī)根本無法碾壓至規(guī)定的壓實(shí)度。同時(shí)由于沙漠地帶特殊的氣候、地質(zhì)狀況， 使得沙漠公路的施工比一般氣候、地質(zhì)條件下的公路施工難度要大得多。下面結(jié)合國道218 線鐵干里克

2、 若羌的沙漠公路建設(shè)， 對風(fēng)積沙路基施工的機(jī)械選型、濕壓法施工方法以及施工注意事項(xiàng)作 一介紹。工程概況G218 線鐵干里克鎮(zhèn) 若羌縣公路位于塔克拉瑪干沙漠邊緣，沿塔里木河古河道西側(cè)布線，沿線有固定、半固定沙丘、沙壟分布，屬平原微丘地形，沙漠地貌。路線兩側(cè)土質(zhì)多為沖積、風(fēng)積而成的粉砂土、低液限粘土夾粉砂。由于塔河斷流，致使該地區(qū)生態(tài)環(huán)境惡化， 綠色走廊退化， 沙化加劇， 森林植物成片枯死。該地區(qū)氣候炎熱，空氣干燥，低降雨高蒸發(fā)，極端最高氣溫 43.6，年蒸發(fā)量 2 902mm，年降水量僅 47mm，水源缺乏，地下水位埋深在 1030m 之間。沙塵暴頻繁，最大風(fēng)速 40m/s。公路主要病害為沙埋和

3、風(fēng)蝕。路基設(shè)計(jì)采用風(fēng)積沙作為填料， 兩側(cè)用低液限粘土或粉砂土作為包邊土， 以防止風(fēng)蝕作用對路基的破壞。施工準(zhǔn)備工作施工便道為提高車輛的運(yùn)輸效率， 取土場至路基的施工便道應(yīng)精心修建。先用推土機(jī)粗平，再用平地機(jī)精平，為提高便道的承載力，鋪設(shè)4.5m 寬土工布，再鋪筑1020cm 粘土或砂礫料，灑水碾壓密實(shí)。每隔100200m 修建錯(cuò)車道。水源解決選擇距施工現(xiàn)場較近的塔河古河道旁鉆井，井深一般 1240m，配備 1524Kw柴油發(fā)電機(jī)組、 5.57.5Kw 潛水泵從井中抽水，井旁修建80150m3 蓄水池并保證蓄水量以備不時(shí)之需。 考慮到沙漠地區(qū)氣候炎熱、 高蒸發(fā)量和風(fēng)積沙路基施工用水量大的特點(diǎn)，原

4、則上一個(gè)路基施工隊(duì)由一口水井供水。取土場選擇采用集中取土場取土， 取土場選擇應(yīng)盡量避免對荒漠植被造成破壞并盡量設(shè)在水井旁，從蓄水池或直接從水井中抽水燜料，避免用干沙填筑再灑水的做法。施工機(jī)械車輛的選擇沙漠地帶地廣人稀， 交通運(yùn)輸極為不便， 高溫、沙塵天氣對機(jī)械車輛的損害大，機(jī)械維修保養(yǎng)、配件供應(yīng)等極為不便。因此，應(yīng)盡量考慮在沙區(qū)能較為便利 行走的大型機(jī)械車輛，推土機(jī)宜采用T120 以上、自卸車采用815T、灑水車采用 815m3 較為經(jīng)濟(jì)，選用14T 以上前后輪驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)為宜，并盡量調(diào)配較新或狀況較好的設(shè)備進(jìn)場。路基填筑標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)根據(jù)以往大量實(shí)驗(yàn)研究表明:風(fēng)積沙標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線隨著含水量由0%

5、 至最佳含水量的變化 ,往往呈現(xiàn)出波動(dòng)形狀 ,在 0% 附近和最佳含水量時(shí)會出現(xiàn)兩個(gè)較大的干密度峰值 ,所以在風(fēng)積沙施工中 ,一般可采用干壓實(shí)或濕壓實(shí)兩種不同的施工工藝。在干旱缺水地區(qū)， 若取水十分困難， 施工技術(shù)、施工條件及施工工藝具備， 可以利用干壓實(shí)法進(jìn)行風(fēng)積沙路基碾壓成型（風(fēng)積沙干壓實(shí)具有相當(dāng)?shù)碾y度）； 同時(shí)在有條件取水的施工地段，也可以采用傳統(tǒng)的路基施工碾壓作業(yè)模式（風(fēng)積沙濕壓實(shí)相對較簡單，易于控制、操作），利用濕壓實(shí)法進(jìn)行路基碾壓施工。此次施工路段位于塔河古河道旁，有條件取水， 為了提高施工進(jìn)度所以因地制宜，采取采用傳統(tǒng)的壓實(shí)工藝進(jìn)行施工。根據(jù)公路工程土工試驗(yàn)規(guī)程（ JTJ053-

6、 98 ），結(jié)合實(shí)際的施工工藝 ,僅利用濕法進(jìn)行風(fēng)積沙室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)(含水量試驗(yàn)區(qū)間為8% 至 15%) ，由標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線得出最佳含水量12.6% ，最大干密度 1.778g/m3。其結(jié)果見表 1 和圖 1。表 1標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)1234567含水量8.101112131415干密度1.1.1.1.1.1.1.1. 780)31. 7604.2挖裝、運(yùn)輸及整平3度m/g k(）mc1. 7401. 720c/g密取土前根據(jù)用量對取土場做好規(guī)劃， 用挖掘k干（1. 7001. 6800. 010. 020. 0機(jī)從預(yù)定開挖深度往上裝土， 進(jìn)出取土場的便道含水量(%)圖 1標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線要及時(shí)灑

7、水。運(yùn)輸以815T 自卸車為主，自卸車在用濕壓法碾壓密實(shí)的中間層上行使，一般情況下不會陷車， 但該土層失水或車輛調(diào)頭則行走非常困難。自卸車卸土后推土機(jī)粗平，平地機(jī)精平，灑水車及時(shí)補(bǔ)灑水。施工中注意各道工序要緊湊，盡量避免 風(fēng)積沙土基水分下滲和蒸發(fā)而用灑水車大量補(bǔ)水的情況發(fā)生。碾壓風(fēng)積沙對振動(dòng)很敏感， 在最佳含水量時(shí)， 采用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓， 壓實(shí)效果好， 效率高。根據(jù)庫倫定律：f = tg +C ，風(fēng)積沙的抗剪強(qiáng)度f 是由粘聚力 C，內(nèi)摩擦角 和作用于剪切面上的法向應(yīng)力形成的。風(fēng)積沙的粘聚力基本為0 ，因此只有增大內(nèi)摩擦角才能獲得較大的抗剪強(qiáng)度?；陲L(fēng)積沙的上述力學(xué)性質(zhì)， 壓實(shí)是風(fēng)積沙路基施工中

8、的難點(diǎn)。碾壓特點(diǎn)及壓路機(jī)型選擇 初壓時(shí)， 壓輪擠出的松沙壅積于前輪下， 后輪碾壓過的表面由于剪切作用發(fā)生錯(cuò)動(dòng)， 造成壓路機(jī)行走困難， 若沙層含水量偏低，還會出現(xiàn)壓路機(jī)打滑以至于深陷于沙層中的現(xiàn)象。 因此碾壓宜采用前后輪驅(qū)動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)。碾壓時(shí)應(yīng)遵循原則風(fēng)積沙碾壓時(shí)應(yīng)遵循以下原則：碾壓前， 用灑水車補(bǔ)灑水，控制沙層含水量比最佳含水量大23%，以補(bǔ)償施工中水分的下滲和蒸發(fā)。振動(dòng)壓路機(jī)以5080m 做為一個(gè)碾壓段，按先靜壓后振動(dòng)、先邊后中、先慢后快的順序碾壓45 遍。風(fēng)積沙壓實(shí)度在接近或達(dá)到最大干密度時(shí)，內(nèi)摩擦角最大其抗剪強(qiáng)度也最大，機(jī)械車輛能在土層上較為自由的行駛或工作。碾壓時(shí)應(yīng)注意事宜由于風(fēng)積沙

9、成型后的抗剪強(qiáng)度較差， 振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)后表層 510cm 密實(shí)度較低呈松散狀，作為中間層，不會影響路基質(zhì)量。這是因?yàn)轱L(fēng)積沙透水性好， 上層施工時(shí)， 水在沙層中直接往下滲， 該松散薄層的含水量增大，在壓路機(jī)的作用下，密實(shí)度將達(dá)到規(guī)定值。實(shí)踐證明，振動(dòng)壓路機(jī) 的有效壓實(shí)范圍可達(dá)50cm，并且在有效壓實(shí)范圍內(nèi)越往下密度越大。風(fēng)積沙含水量過大， 碾壓時(shí)出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象不會對純風(fēng)積沙填筑的路基質(zhì)量產(chǎn)生不利影響， 由于風(fēng)積沙的濾水作用和水穩(wěn)性好的特點(diǎn)，出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象的路基填方不用翻挖，只要等待約1 小時(shí)后碾壓即可達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度。路基頂層施工封頂層施工時(shí)，振動(dòng)壓路機(jī)碾壓后表層510cm 松散，路基彎沉值滿足不了

10、設(shè)計(jì)要求。此時(shí)，用灑水車灑水，使沙層含水量達(dá)到或超過最佳含水量，用 YL16T 膠輪壓路機(jī)碾壓34 遍，使路基頂面形成平整、 緊密的表面， 彎沉值即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。待整個(gè)施工段碾壓完畢（300500m）立即進(jìn)行自檢、報(bào)檢，重點(diǎn)是壓 實(shí)度、高程和彎沉的檢驗(yàn)。在自檢、報(bào)檢和底基層施工前，應(yīng)始終用灑水車補(bǔ)水 以保持路基水分， 否則表層失水松散， 彎沉將達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)， 路基質(zhì)量難以保證。填筑施工注意事項(xiàng)根據(jù)沙漠地帶的氣候特點(diǎn)和風(fēng)積沙路基施工的特殊工藝，施工時(shí)應(yīng)注意： 應(yīng)盡量避開中午的炎熱高溫和沙塵天氣，沙漠夏季的平均氣溫在35 以上，人員和機(jī)械均難以承受，施工時(shí)間應(yīng)盡量考慮早、晚和夜間。在沙塵天氣中，機(jī)械不宜出工，無孔不入的沙塵對機(jī)械設(shè)備有難以估量的破壞作用。施工隊(duì)伍的段落劃分不宜過長，應(yīng)集中力量從路線一端進(jìn)行推進(jìn)，并使各施工段落盡快連成一片， 便于所有機(jī)械設(shè)備尤其是膠輪、 振動(dòng)壓路機(jī)的統(tǒng)一調(diào)配， 提高設(shè)備的利用率。 同時(shí)， 利用已成型路基作為施工便道，可大大提高車輛的運(yùn)輸效率。路基交驗(yàn)段落不宜過長，以300500m為宜，交驗(yàn)合格后立即用