风积砂在沙漠高速公路路基中的应用

【前言】风积砂在沙漠高速公路路基中的应用由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。2风积砂的技术特性 风积砂是砂漠中普遍存在的一种材料，主要以砂丘的形式出现。风积砂自然状态下干密度一般在1.4g/cm3左右，湿密度大约在1.5g/cm3左右，风积砂在压实状态下密度增长很快，压实后最大干密度可以达到1. 76~2. 0 g/cm3，为天然状态下干密度的1.2~1.4倍。...

摘要：利用风积沙作为路基填料解决了沙漠地区无路基填料的难题，经济效益和社会效益显著。本文主要分析了风积砂的技术特性以及在沙漠路基中的应用。

关键词：风积砂 沙漠高速 水坠法

中图分类号：X734 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

榆商线榆林至绥德高速是榆商线的组成部分，是陕西省“2367”高速公路网规划和榆林市“两纵两横”主骨架规划中的重要组成部分。路线全长120.063km，地处陕北毛乌素沙漠与黄土高原过渡地带，本合同段为榆绥高速N4合同段K19+290-K26+680,地处沙漠、黄土梁峁区，项目主线为四车道高速公路，整体式路基总宽度为26m，榆绥项目风积沙路段总长为2199米，出露的地表层大多由Q积沙组成，榆林地区常年干旱少雨，为降低工程造价，本着就地取材的原则路基填筑以风积砂为主。其挖方土可直接做为路基填料。

2风积砂的技术特性

风积砂是砂漠中普遍存在的一种材料，主要以砂丘的形式出现。风积砂自然状态下干密度一般在1.4g/cm3左右，湿密度大约在1.5g/cm3左右，风积砂在压实状态下密度增长很快，压实后最大干密度可以达到1. 76~2. 0 g/cm3，为天然状态下干密度的1.2~1.4倍。风积砂的天然含水量很低，最低不足1%，最大一般也不超过5%。风积砂多由很细小的颗粒组成且颗粒单一均匀，粉粘粒含量少，渗透系数大，比表面积大，黏聚力弱，松散性强，保水性差，水稳性强，在保水状态下最易压实。根据风积砂的优缺点有针对性的趋利避害，风积砂在路基填筑中应该有很高的利用价值。

风积砂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，但风积砂在天然条件下呈松散状态，内聚力几乎为零，抗剪性能极差，同时由于沙漠地带特殊的气候、地质状况，使得沙漠路基的施工比一般气候、地质条件下的路基施工难度要大得多。

3施工方案比选

目前国内没有成熟的沙漠地区风积砂路基施工技术规范、施工工艺和方法，风积砂作为路基填料，风砂路基风砂填料压实的关键在于含水量和压密实性的控制，通过风积砂在不同的含水量情况下使用表面振动压实仪法和击实试验法取得试验数据，由试验数据可分为水坠法及干振法。

在沙漠地区地下水较深，但本标段路基填筑地段为当地河道附近200m左右，河道与路基垂直，靠近路基采用水泵直接输送至路基，路线较远填筑段落采用水车进行拉水。根据项目实际情况利用当地河道，能满足路基填筑用水。故采用水坠法施工。

4施工工艺：

施工工艺见流程见图1

测量放线填料前基底清理碾压基底检测拉运土方分层填筑推土机推土粗平分格浇水推土机碾压质量检测下步工序施工。风积路基填筑最好分5个作业面，每个工作面长约200～500m左右，使之能保证一个作业面填土，一个作业面洒水、精平，一个作业面碾压，一个作业面检测，一个作业面放样。这样在保证进度的同时，还能保证在填筑下一层之前有充足的检测时间。

4.1测量放线

施工前进行现场恢复和固定路线。其中包括导线、中线的复测，水准点的复测与增设，横断面的测量与绘制等。现场设置路基用地界桩和坡脚、路堑堑顶、截水沟、排水沟、取土场、弃土场等的具置，标明其轮廓，做好记录。然后对全线进行精测，并沿路基中线每隔10～20m打一个中线桩。在放桩的同时并精确算出数量，

沙漠路基放样时，应根据恢复的路基中桩、设计图表定出路基边缘的具置，每20m沙基两侧边缘插一根竹杆，并系一红布条，注明填挖高度，用[+]表示填方，用[-]表示挖方。路堤放样时，应考虑预加沉落度。现场施工时，以原地面压实后的高程作为原始高程。一般情况下，风积砂路基每填筑3层进行高程检测和核实每层的填筑厚度。同时进行中线偏位的检测，以便在施工过程中随时纠正中线偏差。

4.2基底处理

沙漠路基在填筑前应首先清除沙区生长的植物树根。在填筑前还需要将风积砂中夹杂的非纯风积砂（如有机土、淤泥等）予以清除。在填筑前还需要将原地面的坑洞、墓穴等纯风积砂或沙性土分层回填，进行碾压处理对于高度小于1m 的流动沙丘路段，应先推平沙丘，并进行填前碾压，达到规定压实要求。在沙区路基填筑施工段内，由于风积沙透水性好，一般不用临时排水设施。

4.3 基底检测

将生长的植物草根、非纯风积沙予以清除后，对原基底进行填前碾压，直至压实度达到91%以上后，并经监理工程师认可后，才能进行上层风积沙填筑。试验人员在取样或测试前先检查碾压区段是否压实均匀，填筑层厚度是否超过规定厚度。压实度检测采用环刀法，检测分三级进行,“跟踪检测”、“复检”、“抽检”。

4.4土方分层填筑

路基填筑布土采用网格法，即用石灰在路基填筑施工面打10m×10m的方形网格。每个网格倒入土方量为100m2×0.3m＝30m3。

严格控制倒入方格内土方数量：本桩利用方采用50型装载机挖土方并直接倒入填筑区，实测50型装载机铲斗装载土方量平均为2.5m3，则每个网格倒土数量为12铲；远运利用方采用50型装载机挖装土方，10m3自卸汽车拉运倒土，则每个网格倒土数量为3车，装载机装车量为4铲。施工过程中严格控制装载机、自卸车装载土方量，每铲(每车)必须装载饱满、均匀。施工现场挖土指挥人员负责装载机、自卸车装载量控制，布土指挥人员负责倒土量控制，施行挖倒双控制，严格把关。

松铺系数检测采用标高法，即同一点布土前、整平后、压实后分别用水准仪测量高程，虚铺厚度按30cm严格控制，试验数据表明松铺系数为1.3。

4.5路基压实

（1)机械配置

路基填筑风积沙施工采用50型装载机挖装风积沙、10t自卸汽车拉运倒土方、140型推土机平整、稳压、平地机型号。

（2）水坠施工

水坠法是指在风砂路基施工以细砂为填料时，采用分层浇水，利用水的自重以及吸附作用使砂粒相互紧密，而达到规定压实度和相对密度等指标的方法。当然首先路基施工必须先通过试验确定浇水时间、自坠时间，配合试验检测确定是否达到要求指标。“水坠”法施工，应结合本项目的特点，设立路基试验段，通过实验，得出适合本工程的实验数据，指导施工。路基在正式施工前，本项目设立200米路基实验段，委派相关实验人员驻守现场，毎小时观察测算浇水方格内土体含水量，并现场用洛阳铲探取土质，观察水的下渗速度，水流达到下层路基15cm，且含水量超过最佳含水量时，停止浇水。停止浇水后，继续观察，毎2小时现场取土样，进行压实度检测，达到要求时方可进行下层施工。

水坠法图示如下

浇水方格设置一般不宜过长顺路基方向为≤10m，垂直路基方向根据路基宽度5~10m,路基路中间土梗设置高度一般为15cm

碾压

施工前确定压实方法。碾压时由中间向两边碾压，先慢后快，振动碾压。压实后要进行检测压实密度。风积砂的压实工艺与传统路基填料的压实工艺有明显的不同。经现场试验发现，只要浇水均匀合适，先采用压路机静压2遍。碾压必须采取由外向内、由低向高的顺序，同时错位1/2轮。然后用平地机进行精平，压路机静压3～5遍，风积砂的压实度就完全满足规范要求。

最终确定碾压工艺如下：

控 制 区 域 碾压工艺

压实度91区(原地面) 20t压路机静压1遍推土机稳压2遍

压实度93区 20t压路机静压1遍推土机稳压2遍

压实度94区 20t压路机静压1遍推土机稳压3遍

压实度96区 20t压路机静压1遍推土机稳压4遍

4.6风积沙质量检测

风积沙每层土方填筑压实后，及时进行检测，每层填土检测合格，并经监理工程师认可后，才能进行上层路基土方填筑。试验人员在取样或测试前先检查填料是否符合要求，碾压区段是否压实均匀，填筑层厚度是否超过规定厚度。压实度检测采用环刀法，检测分三级进行,“跟踪检测”、“复检”、“抽检”。

5施工注意事项

5.1水坠法施工适合流水作业施工，浇水到水渗透下层，需要一定的时间，应根据现场施工工期情况合理安排。

5.2加强检测频率和检测点,保证能代表整段路基实际情况.

5.3施工时适当加宽路基两侧宽度,避免水垂直渗透时路基两侧三角地带含水量达不到要求。从而影响路基整体强度和稳定性。

5.4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。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，避免漏沙现象。由于风积沙一般情况下的含水量均较低，采取装车后在风积沙表面洒水湿润的方法或进行帆布覆盖的方法，减少风积沙对环境的污染。

5结语

风积砂作为一种特殊路基填料，也是沙漠地区公路路基施工的最经济的路基填料。风积砂路基施工工艺的应用，为在广大沙漠地区的铁路、公路施工，提供了廉价的筑路材料、新的施工方法，应用前景广阔。

参考文献

[1]苏志强，丛德民. 浅析风积砂在高速公路建设中的应用[J].东北公路. 1999(02)

[2]喻江武. 风积砂路基施工技术浅析[J].交通科技. 2007(02)

[3]刘军. 风积砂路基填筑施工工艺及应注意的几个问题[J].北方交通. 2006(06)