风积沙路基施工工艺

风积沙路基施工工艺
以内蒙古锡林郭勒盟省道308线小河西至上都段一级公路风积沙路基工程为例，就其所采取的施工工艺流程及技术保证措施进行了介绍，总结施工经验，为类似工程的施工提供建议，以供参考。

标签：风积沙；路基；施工工艺
一、工程概况
省道308小河西至上都段公路位于锡盟南部地区，路线经过多伦县和正蓝旗。

公路起点内蒙古自治区多伦县与河北省围场县交界处（多伦县小河西），与河北省御克公路相接。

终点位于正蓝旗上都镇东桑兰铁路立交桥西侧，与S308上都至哈毕日嘎段衔接，总体上呈东西走向。

项目按照四车道一级公路标准建设，采用设计车速为100公里/小时、路基宽度为26米。

该区域地处内蒙古高原南缘、阴山山脉东端北坡与大兴安岭西南余脉相接处，地势总体由西南向东北倾斜，西高东低，正蓝旗南部地区和多伦县大部为察哈尔低山丘陵地区，正蓝旗北部为浑善达克沙地。

公路风积沙路段共长14km，属浑善达克沙漠沙地尾翼，多为植被覆盖，沙丘主要由固定和半固定沙丘、沙丘链及砂垅组成，形式多以固定-半固定沙丘存在，局部为流动沙丘。

二、风积沙定义
风积沙是沙被风沙流搬移到冲积平原地区形成沙丘而产生的，属第四纪风积物，系指在风成沙性质上发育起来的土壤。

具有结构松散、级配不良、孔隙率大、强度较低、水稳定性好、沉降均匀、受不利季节影响小等特点，分布广泛，储量丰富，取材方便，多见于沙漠、戈壁。

其粒径主要分布在0.075～0.250mm之间，含量高达90%以上，大于0.25mm的颗粒极少，仅为0.1%。

而小于0.075mm的颗粒也只有不足9%。

不均匀系数约为1.35。

三、风积沙工程特性
1、风积沙的粉粘粒含量很少，表面活性很低，松散、无粘聚性，具有明显的非塑性，成型困难，抗剪能力，抗水冲刷能力均较差，其颗粒属于细沙，沙粒组成为天然不良级配。

2、非亲水性和非湿陷状态。

沙粒表面对水几乎没有物理吸附作用，最大吸水率不足1%，一般都在0附近。

天然状态下干燥风积沙颗粒间的引力很小，呈松散颗粒状态分布。

当含水量较低时，水主要是以薄膜水，吸着水和毛细水等非重力水形式存在沙中时，水会在沙的表面形成水膜，在水的作用下使沙颗粒之间产生一定的粘聚力，当风积沙含水量达到饱和状态时，这种粘聚力随之消失。

因此风积沙沙颗粒遇水后能保持原有骨架结构性质，水稳性好。

3、松铺系数小。

风积沙具有沉降量小（<1.5%）、压缩快、徐变小的特性，施工时需通过试验段选择合适的松铺系数；实践表明，风积沙合理的松铺系数宜取1.02～1.05之间。

4、压实后风积沙的最大干密度可达到1.8～2.0g/cm3.为天然状态下密度的1.2～1.4倍，故其由松散状态到密实状态的压实过程较短。

5、风积沙的天然含水量很低，最低的地方不足1%，最大含水量一般也不超过5%。

四、风积沙工艺试验
1、最大干密度的确定。

风积沙最大干密度的确定方法与常规素土的最大干密度确定方法不同。

确定风积沙最大干密度的试验方法，主要有干振法和饱水振动法。

2、最佳洒水量的确定。

为保证路基压实度，风积沙路基碾压时的洒水量应根据取土场取样试验得出的天然含水量及最佳含水量确定，考虑到风积沙自身的特性，风积沙填筑的路基洒水量宜按10%計列。

3、试验段工艺参数的确定。

选取100m的路基试验段进行工艺参数试验，以确定合理的机械组合、松铺厚度及松铺系数、达到压实标准的碾压速度和碾压遍数。

五、风积沙施工机械配置
风积沙路基施工要选择在沙漠中能自由行走的机械，140马力以上履带式推土机、自行式装载机、自重20吨以上双驱振动压路机。

石渣封层需配备自重18吨以上羊足振动压路机、自重18吨以上振动压路机、140马力以上履带式推土机等设备。

六、风积沙路基施工工艺
1、施工工艺流程
基底清理测量放线→拉运土方分层填筑→装载机摊铺整平→分格浇水→推土机整平碾压→压路机碾压→质量检测→下步工序施工。

2、风积沙路基施工压实标准
3、填方路基施工工艺
①路基基底清理。

原地面按设计要求清表后，人工或推土机在整平的路基上围成8～12m2的沙堆方格，进行围堰浇水，使风积沙达到饱和含水量或略超饱
和含水量。

因风积沙保水性较差，施工中应分幅或分段进行，施工段落以100m 为一个作业面较适宜。

浇水完成后，对基底及时碾压，碾压采用双驱振动压路机，碾压过程中压路机轮迹重叠不小于1/3，直线段由两侧向中间碾压，曲线超高段应由内侧向外侧碾压，碾压到规定遍数后，检测压实度，如不合格应继续碾压或补水碾压直至合格为止。

路基填方高度不足80cm和挖方段落应翻挖至设计深度，按照以上方法对挖方基底进行施工，合格后再分层填筑。

②测量放线。

首先放出路基的中心线，每20m一桩，然后在路基两侧适当的位置进行拴桩。

再根据每填筑层顶面标高放出每层风积沙填筑的边线。

边线采用竹竿控制，每20m一桩，桩上必须插红色三角测量旗帜。

竹竿长度一般为60cm 左右，上面间隔30cm涂刷红、白漆，以控制风积沙填筑的厚度。

③路基填筑。

a）考虑沙地一般车辆无法直接行车的困难，自卸运输车从取土场运送风积沙至施工现场或就近纵向调配风积沙至填方路段，应将风积沙就近卸在路基边坡以外，再用装载机将风积沙转运至已经检测合格的填筑层上，而后利用装载机对填料粗平，使填筑层大致平整，以便初步控制填筑层厚度。

填筑风积沙路基过程中任何机械不得在已经压实合格的下层路基上行走，避免对下层填筑层的扰动与破坏，影响路基的压实度。

b）推土机配合装载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，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，填料整平后及时进行高程测量，用高程控制填料层松铺厚度，填料层松铺厚度一般不超过40cm，但也不宜小于30cm。

为保证路基边缘压实度，路基两侧各加宽填筑50cm，加宽部分与路基填料同时进行碾压。

④分格浇水。

为保证填料浇水的均匀性，人工或者推土机在整平的路基填料层上围成10～12m2围堰方格，围堰高度不低于30cm，宽度不小于30cm，围堰设置好后开始放水，放水应连续进行，放水时水流流速应大一些，沙基顶面上的水头高度控制在20cm以上，以使风积沙达到饱和含水量或略超饱和含水量。

⑤碾压。

浇水完毕后，以方格内水不继续往下渗的情况下开始碾压，利用推土进行整平碾压，碾压时轮迹应重叠单轮宽度的1/2以上，当轮迹布满整个作业面为一遍，碾压遍数一般不小于三遍。

然后采用自重20t以上双驱振动压路机静压一遍，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，确保碾压均匀，填筑层表面平整无轮迹。

碾压过程中若表层2～4cm土体由于失水太快而松散，需进行适当补水碾压。

⑥压实度检测。

碾压到规定的遍数后及时进行压实度检测，若不合格必须进行补压，直到合格为止。

采用灌砂法检测，试坑应挖至填筑层中、下部。

4、零填、路堑路床及半填半挖路基的施工工艺
零填、路堑路床及半填半挖路基的压实工艺与填方压实工艺相类似，基底处理方法是将路床顶面以下0～90cm的土层挖除，向下翻松并碾压30cm后再回填风积沙进行碾压至路床顶面20cm处，远运石渣（封闭层）进行上部填筑，保证路床顶面以下0～120cm范围达到设计压实度。

5、风积沙路基路床顶封闭施工工艺
因内蒙古地区常年风沙较大，为保证路基成型后不造成风蚀搬移等破坏，风积沙路基工程完成后必须遵循路床顶面及边坡封闭的防护原则，成型一段封闭一段。

为满足防风固沙及便于施工通行条件，封闭层一般采用碎石土或者石渣进行填筑，所选材料必须经试验检验满足压碎值和级配要求后方可填筑。

路基填土填至路面底面以下20厘米时，在其上部设置20厘米石渣或碎石土封层，以达到对风积沙路基的封闭效果，并利于路面结构层的铺筑。

封闭层施工前需对风积沙路基顶面浇水复压，使表面沙层保持湿润状态，压实度检测合格后，及时进行拉运封闭料进行封闭填筑。

而后利用推土机从路基一端开始向前逐渐推进摊铺整平，禁止机械直接行走在风积沙路基上避免对路基压实度造成影响。

封闭层平整完成后，先采用18吨以上的羊足振动压路机微振4遍以上，以检测无明显沉降，最后采用18吨以上光轮压路机静碾光面至设计标高，确保表面线性流畅、平整无轮迹。

路基边坡，路堑段边坡和积沙平台（或储雪场）均采用碎石土或石渣进行封闭，施工时机械配合工人进行修整夯实，确保封闭层厚度应均匀一致，坡面稳固平顺，线性流畅美观。

七、风积沙施工注意事项
1、风积沙洒水问题
风积沙施工的最重要最关键的工序就是洒水问题，不适当的洒水方法，对风积沙的施工质量带来很大影响。

在施工中经常出现洒水不均匀、不彻底而导致风积沙松散不密实压实度不满足规范要求现象，同时也导致运料车辆在上料时出现沉陷误车现象，严重影响施工进度和施工安全。

风积沙施工必须要有充足的水源和配套的抽水设备做保证，以便在施工时能连续及时的浇洒大量水分。

在内蒙古多伦地区，地下水位较高，而且水源相当丰富，可采取就地打井取水的方法，根据现场实际需要，宜采用梅花形100m一口沿线交错布置。

现场洒水时，必须及时、连续、大量、均匀，并且必须采取分格修筑围堰的方式进行洒水，这样保证了洒水均匀和有效利用，防止漏洒、过洒现象的发生，保证了风积沙的施工质量。

2、环境污染问题
因内蒙古地区常年风沙较大，在风积沙的运输、施工过程中，经常存在风积沙被风吹起污染环境的问题。

因此必须采取大吨位自卸汽车进行风积沙的运输，并且要求汽车状态良好，车箱封闭相对较好，在运输过程中宜在车厢四周加设挡板，避免沿途出现漏沙现象。

由于风积沙一般情况下的含水量均较低，可采取装车后在风积沙表面洒水湿润的方法或进行苫布覆盖的方法，减少风积沙扬沙对环境的污染。

3、风积沙渗水问题
风积沙路基填筑到一定的高度并高出便道后，风积沙路基内一部分水在重力和上层压力的作用下，将逐渐渗出边坡，流到便道上。

渗水造成边坡坡脚坍塌，并浸泡便道，造成便道湿陷损坏，严重影响交通。

所以必须严格控制风积沙的洒水量使其得到有效利用，不可盲目地进行大量的洒水。

同时也必须采取有效的排水防范措施，保护路基坡脚和便道、防止渗水到处乱流。

八、结束语
风积沙施工是区域化条件的施工工艺，工艺流程看似简单，实际操作却相比传统土方施工复杂。

施工过程中必须严格按照工艺方法组织实施，有针对性的解决施工中存在的各類问题，是确保施工质量和进度的保障。

风积沙施工同时也是有效利用资源的体现，精心组织，合理规划，科学安排，能够带来很大的经济效益。

参考文献：
[1]杨洪福.风积沙路基施工工艺及质量控制要点[J].青海交通科技.2009（2）
[2]公路工程质量检验评定标准（JTG F80/1-2004）北京：人民交通出版社.2004。