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【摘 要】风积沙是一种非常特殊的材料,虽然颗粒单一均匀,但亦存在很大的差异,目前对于风积沙的研究还不成熟,目前国内没有统一的风积沙路基施工技术规范,施工工艺和方法均处在摸索阶段,本文结合通赤高速公路施工经验,分析风积沙路基施工。
【关键词】路基;风积沙;铁路
一、风积沙材料特性:
1.天然含水量,最低不足1%,最大超过5%;
2.颗粒组成:颗粒单一,均匀细小,渗透量较大,比表面积较大,粘聚力很小,松散性强,保水性较差,水稳性很好。易溶盐含量很小,呈微碱性,本身无腐蚀性。压缩变形小,完成时间短,压缩量与荷载成指数关系,回弹模量值较大,干燥和保水状态下最易压实;
3.具有微粒性,0.074mm至0.5mm范围内的颗粒90%左右;
4.具有无塑性,粉粘粒含量少,成型困难,抗剪能力差;
5.具有非亲水性,非沉陷状态,遇水后的自然结构和密实结构不变,水稳性好;
6.在干燥和饱水状态下,可以获得最大的压实度;
7.CBR值一般在8%左右.回弹模量较大,回弹模量值一般为70-90KPa,在荷载的反复作用下其值大于100KPa。
二、 施工准备
2.1 技术准备
2.1.1 风积沙的技术特性。风积沙颗粒组成很细且颗粒单一均匀,粉粘粒含量很少,渗透系数较大,比表面积很大,粘聚力很少,松散性很强,保水性较差,水稳性很好,易溶盐含量很小,呈微碱性,本身无腐蚀性,压缩变形小,完成时间短,压缩量与荷载呈指数关系,回弹模量值较大,保水状态下最易压实。
2.1.2 风积沙最大干密度的确定方法。为确保风积沙填筑路基的工程质量,必须合理确定风积沙的最大干密度。根据内蒙古道路施工大量的试验分析,对风积沙进行了分类,其分类情况如下:
I类:I-1类:无塑级配不良沙,即土中<0.074组分质量小于总质量的5%。
I-2类:有塑级配不良沙,即土中<0.074组分质量小于总质量的5%。
II类:含细粒土沙,即土中<0.074组分质量占总质量的5%~15%,其特点为塑性指数较大。
III类:含细粒土沙,即土中<0.074组分质量占总质量的15%~50%,其特点为塑性指数较大。
I-1类风积沙宜采用表面振动压实法(干法)和振动台法(干法和湿法),从试验资料分析:I-1类风积沙采用表面振动压实法和振动台法比击实标准干密度提高0.05~0.12,采用标准击实法时,在击实筒试样上放钢垫板,其标准较准确。
I-2类风积沙宜采用标准击实法,其标准干密度较准确。
II、III类风积沙宜采用标准击实法(与粘性土试验方法一致)。
在室内通过风积沙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,在室外通过修筑试验路,用不同的机具进行风积沙路基的压实试验,来对室内试验数据进行验证。
2.1.3通过对气温、降水、蒸发、湿度、风的状况等内容的调查,了解沙源、地貌、成因、沙丘移动规律,以便针对气候条件,合理的组织和安排施工。
2.2 施工准备
2.2.1路基开工前,应熟悉设计文件,组织施工技术人员进行技术交底,现场核对和施工调查。
2.2.2根据工程内容、工期要求,编制施工组织(方案)设计,并做到劳动力、材料、设备、临时工程、通讯电台、生活供应、安全保障等全面落实。
2.2.3施工机械车辆的选择
内蒙古地区大部分地带地广人稀,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机械车辆,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以上双驱双振压路机为宜,并尽量调配较新或状况较好的设备进场。
三、工程概况
3.1 工程简介。省道S215线三岔口—莎车高速公路建设项目第SS-2标段起止里程为K55+550~AK126+600,全长71.05Km。台背回填分涵洞回填和桥梁台背回填两种形式,回填采用透水性的砾类土,搭板以下40cm采取水泥稳定砂砾回填,压实度要求大于98%;水稳以下80cm压实度要求大于97%,其余位置压实度不小于96%。
3.2 施工方案。本路段穿过沙漠的风积沙区,虽然风沙活动基本上已经停止,但是已经在地面上形成了一层松散的风积沙层,在路基施工当中既要保证松软的风积沙层能够得到妥善的处理,又要保证路基的硬度、稳定性等达到路基施工的基本要求。因此,根据不同路段的地质情况确定了不同的施工方案,具體的施工方案见下文分析。
四、 风积沙地区筑路施工及注意事项
(1)水源的选择因所在地区地下水和地表水丰富,利用临近的农牧业机井,以满足路基施工用水。 (2)取土场选择采用集中在取土场取土,取土场的选择应尽量避免对荒漠植被造成被坏,并尽量设在水井旁,从蓄水池或直接从水井中抽水焖料,减少填筑时洒水用量,从而节约机械运输水成本,同时也减少了土样运输过程中因风大而对环境产生的污染。 (3)路基施工时,因工期紧张,沙尘天气施工时,土壤水分损失过快,影响路基施工质量,应相应减少作业段落,减少作业面积,尽量缩短摊铺碾压时间,加强洒水,保证填土达到最佳含水量,从而保证路基施工质量。在施工过程中要注意采取保护路基两侧的草地和植被。 (4)路基施工同时用风积沙和土做填料时,必须分层填筑,不得将风积沙和土在一层中混合填筑,也不得分层间隔填筑。
4 质量的控制
(1)土工格栅的铺设土格栅的铺设其主要是起风积沙的稳定作用。土工格栅的应尽量在潮湿状态铺设,待路基横坡、宽度、高程、压实度等各项指标进行检测,经检测合格后,再一次进行风积沙路基洒水,方可进行土工格栅铺设,土工格栅沿路线纵向铺设,横向接缝时重叠宽度不小于50 cm。在铺设接头时,根据路基纵坡低的一幅在下,高的一幅在上,铺设过程中,应将土工格栅拉紧铺平,铺设结束后,要仔细检查有无破损处,对破损处用土工格栅进行修补。土工格栅铺设后,为防止土工格栅老化,应及时进行填土施工。(2)路基封层和包边土由于路基填料的风积沙,风积沙只含有较少的粘土粒,土粒间的联结力及联结数量很小,在竖向荷载作用下,不易形成整体,发生较大的侧向位移。路基两侧填筑粘性土做为包边土,以提高路基的整体稳定性。
五、沉降观测
施工期:每填一层观测一次,路堤填高超过4m之后,每天需观测一次,因故停止施工,每三天观测一次。第一个月每三天观测一次,第二个月至第三个月每七天观测一次,从第四个月起每半个月观测一次,直到铺筑路面前。沉降观测测量精度精确至1mm,使用电子水准仪进行观测。
结论:风积沙路基施工相对来说比较复杂,必须严格按照风积沙施工工艺进行路基填筑,在具体施工当中需要根据地表的实际情况确定最佳的施工方案,其关键环节是风积沙的上料摊铺和洒水碾压,填筑结束以后要严格进行沉降观测,对于不符合路基施工质量要求的路段进行相应的技术处理,只有这样才能保证风积沙路基施工的质量。
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,(02) :49-50.
[2] 徐青妮. 路面基层施工的质量控制[J]. 青海交通科技, 2009,(01) :22-23.
【关键词】路基;风积沙;铁路
一、风积沙材料特性:
1.天然含水量,最低不足1%,最大超过5%;
2.颗粒组成:颗粒单一,均匀细小,渗透量较大,比表面积较大,粘聚力很小,松散性强,保水性较差,水稳性很好。易溶盐含量很小,呈微碱性,本身无腐蚀性。压缩变形小,完成时间短,压缩量与荷载成指数关系,回弹模量值较大,干燥和保水状态下最易压实;
3.具有微粒性,0.074mm至0.5mm范围内的颗粒90%左右;
4.具有无塑性,粉粘粒含量少,成型困难,抗剪能力差;
5.具有非亲水性,非沉陷状态,遇水后的自然结构和密实结构不变,水稳性好;
6.在干燥和饱水状态下,可以获得最大的压实度;
7.CBR值一般在8%左右.回弹模量较大,回弹模量值一般为70-90KPa,在荷载的反复作用下其值大于100KPa。
二、 施工准备
2.1 技术准备
2.1.1 风积沙的技术特性。风积沙颗粒组成很细且颗粒单一均匀,粉粘粒含量很少,渗透系数较大,比表面积很大,粘聚力很少,松散性很强,保水性较差,水稳性很好,易溶盐含量很小,呈微碱性,本身无腐蚀性,压缩变形小,完成时间短,压缩量与荷载呈指数关系,回弹模量值较大,保水状态下最易压实。
2.1.2 风积沙最大干密度的确定方法。为确保风积沙填筑路基的工程质量,必须合理确定风积沙的最大干密度。根据内蒙古道路施工大量的试验分析,对风积沙进行了分类,其分类情况如下:
I类:I-1类:无塑级配不良沙,即土中<0.074组分质量小于总质量的5%。
I-2类:有塑级配不良沙,即土中<0.074组分质量小于总质量的5%。
II类:含细粒土沙,即土中<0.074组分质量占总质量的5%~15%,其特点为塑性指数较大。
III类:含细粒土沙,即土中<0.074组分质量占总质量的15%~50%,其特点为塑性指数较大。
I-1类风积沙宜采用表面振动压实法(干法)和振动台法(干法和湿法),从试验资料分析:I-1类风积沙采用表面振动压实法和振动台法比击实标准干密度提高0.05~0.12,采用标准击实法时,在击实筒试样上放钢垫板,其标准较准确。
I-2类风积沙宜采用标准击实法,其标准干密度较准确。
II、III类风积沙宜采用标准击实法(与粘性土试验方法一致)。
在室内通过风积沙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,在室外通过修筑试验路,用不同的机具进行风积沙路基的压实试验,来对室内试验数据进行验证。
2.1.3通过对气温、降水、蒸发、湿度、风的状况等内容的调查,了解沙源、地貌、成因、沙丘移动规律,以便针对气候条件,合理的组织和安排施工。
2.2 施工准备
2.2.1路基开工前,应熟悉设计文件,组织施工技术人员进行技术交底,现场核对和施工调查。
2.2.2根据工程内容、工期要求,编制施工组织(方案)设计,并做到劳动力、材料、设备、临时工程、通讯电台、生活供应、安全保障等全面落实。
2.2.3施工机械车辆的选择
内蒙古地区大部分地带地广人稀,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机械车辆,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以上双驱双振压路机为宜,并尽量调配较新或状况较好的设备进场。
三、工程概况
3.1 工程简介。省道S215线三岔口—莎车高速公路建设项目第SS-2标段起止里程为K55+550~AK126+600,全长71.05Km。台背回填分涵洞回填和桥梁台背回填两种形式,回填采用透水性的砾类土,搭板以下40cm采取水泥稳定砂砾回填,压实度要求大于98%;水稳以下80cm压实度要求大于97%,其余位置压实度不小于96%。
3.2 施工方案。本路段穿过沙漠的风积沙区,虽然风沙活动基本上已经停止,但是已经在地面上形成了一层松散的风积沙层,在路基施工当中既要保证松软的风积沙层能够得到妥善的处理,又要保证路基的硬度、稳定性等达到路基施工的基本要求。因此,根据不同路段的地质情况确定了不同的施工方案,具體的施工方案见下文分析。
四、 风积沙地区筑路施工及注意事项
(1)水源的选择因所在地区地下水和地表水丰富,利用临近的农牧业机井,以满足路基施工用水。 (2)取土场选择采用集中在取土场取土,取土场的选择应尽量避免对荒漠植被造成被坏,并尽量设在水井旁,从蓄水池或直接从水井中抽水焖料,减少填筑时洒水用量,从而节约机械运输水成本,同时也减少了土样运输过程中因风大而对环境产生的污染。 (3)路基施工时,因工期紧张,沙尘天气施工时,土壤水分损失过快,影响路基施工质量,应相应减少作业段落,减少作业面积,尽量缩短摊铺碾压时间,加强洒水,保证填土达到最佳含水量,从而保证路基施工质量。在施工过程中要注意采取保护路基两侧的草地和植被。 (4)路基施工同时用风积沙和土做填料时,必须分层填筑,不得将风积沙和土在一层中混合填筑,也不得分层间隔填筑。
4 质量的控制
(1)土工格栅的铺设土格栅的铺设其主要是起风积沙的稳定作用。土工格栅的应尽量在潮湿状态铺设,待路基横坡、宽度、高程、压实度等各项指标进行检测,经检测合格后,再一次进行风积沙路基洒水,方可进行土工格栅铺设,土工格栅沿路线纵向铺设,横向接缝时重叠宽度不小于50 cm。在铺设接头时,根据路基纵坡低的一幅在下,高的一幅在上,铺设过程中,应将土工格栅拉紧铺平,铺设结束后,要仔细检查有无破损处,对破损处用土工格栅进行修补。土工格栅铺设后,为防止土工格栅老化,应及时进行填土施工。(2)路基封层和包边土由于路基填料的风积沙,风积沙只含有较少的粘土粒,土粒间的联结力及联结数量很小,在竖向荷载作用下,不易形成整体,发生较大的侧向位移。路基两侧填筑粘性土做为包边土,以提高路基的整体稳定性。
五、沉降观测
施工期:每填一层观测一次,路堤填高超过4m之后,每天需观测一次,因故停止施工,每三天观测一次。第一个月每三天观测一次,第二个月至第三个月每七天观测一次,从第四个月起每半个月观测一次,直到铺筑路面前。沉降观测测量精度精确至1mm,使用电子水准仪进行观测。
结论:风积沙路基施工相对来说比较复杂,必须严格按照风积沙施工工艺进行路基填筑,在具体施工当中需要根据地表的实际情况确定最佳的施工方案,其关键环节是风积沙的上料摊铺和洒水碾压,填筑结束以后要严格进行沉降观测,对于不符合路基施工质量要求的路段进行相应的技术处理,只有这样才能保证风积沙路基施工的质量。
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,(02) :49-50.
[2] 徐青妮. 路面基层施工的质量控制[J]. 青海交通科技, 2009,(01) :22-23.