沙漠地区风积沙路基湿压法施工

沙漠地区风积沙路基湿压法施工

[摘要] 本文结合国道218线铁干里克—若羌公路的施工建设,对沙漠公路路基施工的机械选型、湿压法施工及施工注意事项作了介绍。

[关键词] 沙漠风积沙路基湿压法施工

我国沙漠在东北、华北、西北分布较广,且多为风积沙。沙漠地区人烟稀少、筑路材料缺乏,所需的土、砂石料、水泥、沥青、钢材等主材均需远距离运输。为降低工程造价,本着就地取材的原则,以上区域内的沙漠公路路基填筑材料以风积沙为主。根据风积沙的物理力学性质和实践结果表明,风积沙路基具有整体稳定性好、沉降量小、沉降速度快、水稳性好等优点,但风积沙在天然条件下呈松散状态,内聚力几乎为零,抗剪性能极差,一般机具难以行驶,普通钢轮压路机根本无法碾压至规定的压实度。同时由于沙漠地带特殊的环境、气候、地质状况,使得沙漠公路的施工比一般环境、气候、地质条件下的公路施工难度要大得多。

一、路基工程简介

国道218线铁干里克—若羌段的沙漠公路建设过程中,因戈壁料中易溶盐含量较高,超出规范规定,路基填料主要以风积沙为主。下面结合国道218线铁干里克—若羌段的沙漠公路建设,对风积沙路基施工的机械选型、湿压法施工方法以及施工注意事项作一介绍。

二、路基施工前期准备

2.1 水源解决

选择距施工现场较近的塔河古河道旁钻井,井深一般在12~40m,配备15~24kw柴油发电机组、5.5~7.5kw潜水泵从井中抽水,井旁修建80~150 m3蓄水池并保证蓄水量以备不时之需。考虑到沙漠地区气候炎热、高蒸发量和风积沙路基施工用水量大的特点,原则上一个路基施工队由一口水井供水。

2.2 取土场选择

采用集中取土场取土,取土场选择应尽量避免对荒漠植被造成破坏并尽量设在水井旁,从蓄水池或直接从水井中抽水焖料,避免用干沙填筑再洒水的做法。

2.3 施工机械车辆的选择

沙漠地带地广人稀,交通运输极为不便,高温、沙尘天气对机械车辆的损害大,机械维修保养、配件供应等极为不便。因此,应尽量考虑在沙区能较为便利行走的大型车辆,推土机宜采用t120以上、自卸车采用8~15t、洒水车采用8~15m3,较为经济,选用14t以上前后轮驱动的振动压路机为宜,并尽可能调配较新或状况较好的设备进场。

三、路基填筑标准及要求

3.1 标准击实

根据《公路工程土工试验规程》(jtj053-98)进行室内标准击实试验,由标准击实曲线得出最佳含水量12.6%,最大干密度

1.778g/m3。其结果见表1和图1。

一般情况下不会陷车,但该土层失水或车辆调头则行走非常困

难。自卸车卸土后推土机粗平,平地机精平,洒水车及时补洒水。施工中注意各道工序要紧凑,尽量避免风积沙土基水分下渗和蒸发而用洒水车大量补水的情况发生。

3.2 碾压

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,效率高。根据库伦定律:τf=σ*tgφ+c,风积沙的抗剪强度τf是由粘聚力c,内摩擦角φ和作用于剪切面上的法向应力σ形成的。风积沙的粘聚力基本为0,因此只有增大内摩擦角才能获得较大的抗剪强度。基于风积沙的上述力学性质,压实是风积沙路基施工中的难点。

3.2.1 初压时,压轮挤出的松沙壅积于前轮下,后轮碾压过的表面由于剪切作用发生错动,造成压路机行走困难,若沙层含水量偏低,还会出现压路机打滑以至于深陷于沙层中的现象。因此碾压宜采用前后轮驱动的振动压路机。

3.2.2 风积沙碾压时应遵循以下原则:碾压前,用洒水车补洒水,控制压路机以50~80m做为一个碾压段,按先静后振动、先边后中、先慢后快的顺序碾压4~5遍。风积沙压实度在接近或达到最大干密度时,内摩擦角φ最大其抗剪强度也最大,机械车辆能在土层上较为自由的行驶或工作。

3.2.3 碾压时注意以下两点:

(1)由于风积沙成型后的抗剪强度差,振动压路机压实后表层

5~10cm密实度呈松散状,作为中间层,不会影响路基质量。这是因为

风积沙透水性好,上层施工时,水在沙层中直接往下渗,该松散层的含水量增大,在压路机的作用下,密实度将达到设计值。实践证明,振动压路机的有效压实范围可达50cm,并且在有效压实范围内越往下密度越大。

(2)风积沙含水量过大,碾压时出现弹簧现象不会对纯风积沙填筑的路基质量产生不利影响,由于风积沙的滤水性好的特点,出现弹簧现象的路基填方质量不用翻挖,只要等待约一小时后碾压即可达到规定的压实度。

3.3 路基顶层施工

封顶层施工时,振动压路机碾压后表层5~10cm松散,路基弯沉值满足不了设计要求。此时,用洒水车洒水,使沙层含水量达到或超过最佳含水量,用yl16t胶轮压路机碾压3~4遍,使路基顶面形成平整、紧密的表面,弯沉值即可达到设计要求。待整个施工段碾压完毕(300~500m)立即进行自检、报检,重点是压实度、高程和弯沉的检验。在自检、报检和底基层施工前,应始终用洒水车补给水以保证路基水分,否则表层失水松散,弯沉将达不到设计标准,路基质量难以保证。

四、施工注意事项

根据沙漠地带的气候特点和风积沙路基施工的特殊工艺,施工时应注意:

4.1 应尽量避开中午的炎热高温和沙尘天气,沙漠夏季的平均气温在35℃以上,人员和机械均难以承受,施工时间应尽量考虑早、晚

和夜间。在沙尘天气中,机械不宜出工,无孔不入的沙尘对机械设备有难以估量的破坏作用。

4.2 施工队伍的段落划分不宜过长,应集中力量从路线一端推进,并使各施工段落尽快连成一片,便于所有机械设备尤其是胶轮压路机的统一调配,提高设备的利用率。同时,利用已成型路基作为施工便道,可大大提高车辆的运输效率。

4.3 路基交验段落不宜过长,以300~500m为宜,交验合格后立即用底基层砂砾进行覆盖。

五、结束语

沙漠地区路基湿压法施工,重点是解决好施工用水、焖料及碾压问题,遵循短、快原则,即施工段落宜短,施工速度要快,各工序施工紧凑;对运输车辆、压路机等机械在填筑层上作业时要有充分的思想准备和必要的措施,克服施工机械在风积沙路基上打滑、陷车。这些是风积沙路基施工的特点和不同于其他土质路基施工的关键

所在。