風(fēng)積沙路基的施工方法研究

新疆北新路橋集團(tuán)股份有限公司 烏魯木齊 830011

1 工程概況

S310線麥蓋提-喀什高速公路，主線為雙向四車道高速公路，設(shè)計行車速度120 km/h，路基標(biāo)準(zhǔn)寬度28 m，路線基本與S310、S213線平行布設(shè)。本項目位于喀什沖積扇平原的前端，塔里木盆地西部邊緣，喀喇昆侖山北麓，喀什綠洲中部，葉爾羌河中下游地區(qū)，屬于沙漠與沖積平原過渡的綠洲帶。路線總走向由東南向西北，全線地勢平坦，海拔在1 155～1 225 m之間，相對高差為70 m，屬典型的平原農(nóng)耕區(qū)?？偟貏轂槲鞅备?，東南低，自然降坡比較小。公路自然區(qū)劃為V12區(qū)，為綠洲荒漠區(qū)。

項目風(fēng)積沙路段主要位于岳普湖境內(nèi)牌樓農(nóng)場至四十二團(tuán)路段（K34+000），沙丘主要為半固定沙丘區(qū)，大小不一，風(fēng)積沙局部低洼位置長有蘆葦，沙丘表面部分生長有紅柳、梭梭和駱駝蓬等植被，沙丘土質(zhì)一般為極細(xì)粉砂。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備工作

在路基施工前，在全面熟悉設(shè)計文件和設(shè)計交底的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了現(xiàn)場核對和調(diào)查。

2.2 測量準(zhǔn)備工作

路基填筑施工前已完成導(dǎo)線、水準(zhǔn)點復(fù)測。施工測量的精度須符合《公路路線勘測規(guī)程》的要求。在路基填筑施工前，進(jìn)行中樁及礫石包邊土內(nèi)口線的放樣，以控制路基填筑的寬度。機(jī)械施工時，應(yīng)在中心樁、邊樁處設(shè)立明顯的填挖標(biāo)志，距中心樁一定距離處埋設(shè)控制標(biāo)高的控制樁，若發(fā)現(xiàn)控制樁丟失或碰倒應(yīng)及時補(bǔ)上。在取沙位置定點設(shè)立明顯標(biāo)志，注明允許的挖掘深度、寬度和所供應(yīng)的路基范圍樁號。

2.3 場地清理及基底處理

對路基用地范圍內(nèi)的樹木、野草等在施工前砍伐或移植清理，砍伐的樹木移置于路基用地之外，進(jìn)行妥善處理。將路基范圍內(nèi)的樹根全部挖除。 在原地面臨時設(shè)置排水設(shè)施，并且與永久排水設(shè)施相結(jié)合，與自然溝壑相接，以便雨水隨自然溝壑排走。在樹木、野草清理完畢后，用裝載機(jī)配合平地機(jī)對原地表進(jìn)行清表，清表厚度為30 cm，在30 cm內(nèi)不能完全清除殘余植被的情況下，須增大清表厚度，以便完全清除原地表植被。在原地表清理完成后，由于壓實度不做要求，只檢查標(biāo)高，故對風(fēng)積沙路基填筑前用雙驅(qū)振動壓路機(jī)對基底進(jìn)行靜壓收光處理，基底標(biāo)高比原地面標(biāo)高下降了20～50 mm。經(jīng)自檢、監(jiān)理工程師復(fù)檢確認(rèn)高程滿足設(shè)計及規(guī)范要求。

3 風(fēng)積沙路基填筑施工工藝[1]

3.1 換填風(fēng)積沙

用全站儀對該施工段線路中線進(jìn)行放樣工作，每20 m放一中線樁，根據(jù)設(shè)計圖紙計算路基寬度放出邊樁及坡腳線，護(hù)樁宜設(shè)在路基坡腳以外2 m，坡腳線寬出50 cm布設(shè)，之后進(jìn)行換填風(fēng)積沙。

3.2 礫石包邊土施工

風(fēng)積沙填筑路基兩側(cè)邊坡采用礫石土包邊，路床采用礫石土填筑。包邊及路床填筑礫石土厚度應(yīng)根據(jù)路基填高H進(jìn)行設(shè)定：H≤3 m風(fēng)積沙填筑路基，采用頂寬2 m礫石土包邊；3 m＜H≤5 m風(fēng)積沙填筑路基，采用頂寬2 m礫石土包邊，路床頂30 cm采用礫石土填筑；H＞5 m風(fēng)積沙填筑路基，采用頂寬2 m礫石土包邊，路床頂30 cm采用礫石土填筑，在填筑高度2.4 m時鋪設(shè)1 層土工格柵。

風(fēng)積沙填筑路基在其頂部鋪設(shè)一布一膜進(jìn)行防水加固。為加強(qiáng)路基與地基的整體結(jié)合，防止坡腳或淺層地基的破壞，填筑時應(yīng)在基底鋪設(shè)1 層土工格柵（圖1）。

包邊土采用人工、機(jī)械相結(jié)合的方法進(jìn)行施工。施工中必須嚴(yán)格控制包邊土的內(nèi)邊線，包邊土松鋪厚度為33 cm，壓實厚度為30 cm，兩側(cè)各超寬≥50 cm，以保證路基碾壓寬度及工作車輛行走。采用自卸車卸料，裝載機(jī)、平地機(jī)推平，最后人工整形、找平。灑水車在包邊土上勻速、均勻地灑水，含水量應(yīng)控制在最佳含水量±2%之間。

3.3 路基中間風(fēng)積沙填筑

風(fēng)積沙填筑路基采用水平分層填筑方式，包邊土施工完成后進(jìn)行中間路槽內(nèi)風(fēng)積沙的填筑（圖2）。

圖1 土工織物鋪設(shè)

圖2 填筑

3.3.1 推送、整平填料

填料厚度采用兩邊竹竿掛線法控制。根據(jù)分層分區(qū)壓實前后高程對照，風(fēng)積沙填筑在不同區(qū)、層上的松鋪系數(shù)為1.5～1.65，即每填筑30 cm，其虛鋪厚度為45～50 cm。先用自卸車卸料于包邊土外側(cè)，然后用裝載機(jī)運料于指定地點，進(jìn)行粗平。待粗平完成后，進(jìn)行灑水，最后用平地機(jī)精平（圖3）。

3.3.2 濕壓法灑水

因風(fēng)積沙天然含水量較小，在采用濕壓法施工時需要大量的水。為解決供水問題，從符合施工用水規(guī)定的水井里取水，水車運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行灑水（圖4）。灑水分段進(jìn)行，灑水段落不宜過長，一般以20 m左右為宜。灑水時，將水車停在包邊土上，接φ10 cm的水管，閥門適度打開進(jìn)行灑水。灑水轉(zhuǎn)向應(yīng)在作業(yè)段外完成，避免轉(zhuǎn)彎輪跡在作業(yè)面內(nèi)造成破壞，影響平整度。

圖3 精平

圖4 灑水

灑水完成后，可用鐵鍬挖坑，查看是否滲透到底。手撮填料判斷含水量，若團(tuán)狀、不散、飽和出水說明達(dá)到最佳含水量，否則含水量不足，需繼續(xù)逐排灑水。待滲透到底并滲透均勻后再用平地機(jī)刮平，由振動式雙驅(qū)壓路機(jī)緊跟其后進(jìn)行碾壓。

3.3.3 濕壓法碾壓

用180 kN雙驅(qū)動振動壓路機(jī)以不超過4 km/h的速度靜壓1～2 遍，后期可增大速度。直線段由兩邊向中間碾壓（圖5），鋼輪重疊度不小于1/3單輪寬度，前后相鄰兩區(qū)應(yīng)縱向重疊20 m以上。

圖5 碾壓

3.4 復(fù)合土工膜鋪設(shè)

復(fù)合土工膜鋪設(shè)時，路基表面平整度與橫坡應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求，嚴(yán)禁有硬物突出路基表面。復(fù)合土工膜按路基橫斷面相應(yīng)的寬度全斷面橫向鋪設(shè)，且鋪設(shè)平展緊貼路床底，不允許有褶皺。在沿路線橫向鋪設(shè)時，根據(jù)路基的縱坡與橫坡，低的一幅接頭在下，高的一幅接頭在上。復(fù)合土工膜鋪設(shè)應(yīng)保證其整體性；搭接時，縱向搭接寬度不小于30 cm，橫向搭接寬度不小于50 cm，其搭接頭應(yīng)褶向下坡方向。鋪筑完后要仔細(xì)檢查有無破損處，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)在破損處的上面加鋪大小適當(dāng)能防止破損處漏水的復(fù)合土工膜進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。復(fù)合土工膜鋪設(shè)完成后，嚴(yán)禁行人、牲畜和各種車輛通行，并盡快填筑上層填料，以避免其受到陽光長時間的直接暴曬或破損。

3.5 一布一膜鋪設(shè)

一布一膜土工織物按設(shè)計要求沿路基縱向（即線路方向）鋪設(shè)，其他和復(fù)合土工膜鋪設(shè)相同。一布一膜在儲運過程中，均不得靠近火源、熱源，并避免受日光直接照射。一布一膜放在陰涼室內(nèi)儲藏，儲藏期從出廠日期算起不得超過18 個月。

4 風(fēng)積沙挖方段施工[2]

根據(jù)試驗結(jié)果，對開挖出的適用沙土，應(yīng)用于路基填筑，不適用的按規(guī)定堆棄。施工過程中發(fā)現(xiàn)風(fēng)積沙層下出現(xiàn)土質(zhì)變化，應(yīng)將上部風(fēng)積沙全部挖除后再進(jìn)行下層開挖，上部風(fēng)積沙邊坡度應(yīng)符合設(shè)計要求。風(fēng)積沙路段開挖應(yīng)根據(jù)所用機(jī)械及路塹深度和縱向長度的不同，采用橫挖法或縱挖法2 種方式或混合式開挖法施工。風(fēng)積沙零填方及挖方路段，應(yīng)挖至路床頂面標(biāo)高以下150 cm進(jìn)行翻挖，對開挖基底，路床底面及頂面分3 層進(jìn)行重新碾壓達(dá)到要求后，再回填超挖部分，以保證0～150 cm范圍路床的壓實度。對填挖結(jié)合的路基，要先進(jìn)行填方路段的施工，避免挖方時將填方區(qū)域掩埋。

5 風(fēng)積沙路基施工關(guān)鍵工藝的質(zhì)量控制

5.1 測量放線

首先放出路基的中心線，每20 m一樁，然后在路基兩側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行拴樁，再根據(jù)每填筑層頂面標(biāo)高放出每層風(fēng)積沙填筑的邊線。邊線采用竹竿控制，每20 m一樁，樁上必須插紅色三角測量旗幟。竹竿長度一般為60 cm左右，上面間隔30 cm涂刷紅、白漆。

5.2 虛鋪厚度

風(fēng)積沙的壓實工藝與傳統(tǒng)路基填料的壓實工藝有明顯的不同，風(fēng)積沙的壓實主要靠干壓法。經(jīng)現(xiàn)場的試驗發(fā)現(xiàn)，風(fēng)積沙的壓實度滿足規(guī)范要求。在實際施工中，一般虛鋪厚度控制在30～50 cm。

5.3 高程控制

現(xiàn)場施工時，以原地面壓實后的高程作為原始高程。風(fēng)積沙施工后，一般每填筑3 層進(jìn)行高程檢測和每層的填筑厚度核實，同時進(jìn)行中線偏位的檢測，以便施工中隨時糾正中線偏差。

5.4 上土數(shù)量控制

根據(jù)每層的虛鋪厚度、平均寬度和長度，計算每個斷面計劃所用的材料用量。再根據(jù)拉料車的每車?yán)\量，計算每個斷面計劃所需的車數(shù)。在每個斷面內(nèi)，確定卸車間距和車數(shù)。

5.5 上土

采用大噸位自卸車進(jìn)行風(fēng)積沙的運輸，自卸車盡量采用同一種型號的汽車。自卸車將風(fēng)積沙拉運至現(xiàn)場后，按照確定后的卸車間距和車數(shù)進(jìn)行卸車。在卸車過程中，合理組織車輛和指揮交通，防止運料車輛在風(fēng)積沙上誤車和便道交通堵塞情況的發(fā)生。

5.6 整平

為了便于虛鋪厚度的控制，整平必須采取邊上土邊整平的方式。采用推土機(jī)進(jìn)行粗平。在整平過程中，邊線采用掛線控制虛鋪厚度，同時使邊線順直，坡度一致，滿足設(shè)計要求。

5.7 碾壓

采用平地機(jī)進(jìn)行精平，然后采用振動壓路機(jī)進(jìn)行風(fēng)積沙的碾壓（靜壓）。碾壓必須采取由外向內(nèi)、由低向高的順序，同時錯1/2輪。碾壓2 遍，輪痕較明顯時，采用壓路機(jī)大排軸快速碾壓1 遍，盡量消除輪痕。為了保證壓實寬度和保證休整路基邊坡后的路堤邊緣有足夠的壓實度，每側(cè)應(yīng)超出路堤的設(shè)計寬度30 cm。

5.8 壓實檢測

由于風(fēng)積沙是一種比較特殊的路基填料，一般采用相對密度法來測定標(biāo)準(zhǔn)干容重，此法比較科學(xué)且符合現(xiàn)場實際施工。用環(huán)刀法對風(fēng)積沙路基填筑壓實度進(jìn)行檢測。

5.9 封閉

為防止風(fēng)蝕現(xiàn)象，當(dāng)路堤填至設(shè)計標(biāo)高后，或有較長時間的停工時，必須對風(fēng)積沙頂面和邊坡進(jìn)行臨時封閉，封閉的方法可采用虛鋪厚度為10 cm的黏土或砂礫進(jìn)行全封閉。在路基交工時，風(fēng)積沙路基填筑的邊坡必須進(jìn)行正式防護(hù)，防護(hù)形式一般采取網(wǎng)格防護(hù)，并在網(wǎng)格內(nèi)回填種植土植草。

5.10 刷坡

路堤填至設(shè)計標(biāo)高后，按設(shè)計的邊坡坡度及位置，至上而下進(jìn)行刷坡。刷坡下來的風(fēng)積沙，一般工程設(shè)計用作擋水埝。擋水埝合理布置，可防止周圍的灌溉水或雨水流入路基范圍內(nèi)，又可防止高速公路的排水流入周圍耕地，污染農(nóng)田。為了防止路基邊坡外的少量積水浸泡路基，一般工程設(shè)計路基邊坡坡腳進(jìn)行漿砌片石防護(hù)。

6 試驗檢測

6.1 礫石包邊土壓實度檢測采用灌沙法

采用隨機(jī)取樣每2 000 m2檢測4 點，不足2 000 m2檢測4 點。壓實度檢測結(jié)果應(yīng)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，否則必須進(jìn)一步灑水碾壓，直到合格為止，方可進(jìn)行下一道工序作業(yè)。

6.2 風(fēng)積沙壓實度檢測采用浸水環(huán)刀法

在路基壓實度檢測時，應(yīng)檢測表面15 cm以下，表面只做現(xiàn)場控制施工用。取環(huán)刀時，應(yīng)將環(huán)刀壁四周的風(fēng)積沙挖除，從環(huán)刀下將環(huán)刀剜出，以防環(huán)刀下部缺料影響壓實精度。測定試樣含水量時不能用酒精法，應(yīng)將試樣全部放入烘箱烘干。壓實度檢測結(jié)果應(yīng)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，若不達(dá)標(biāo)必須進(jìn)一步灑水補(bǔ)壓，直到合格為止，方可進(jìn)行下一道工序作業(yè)。

7 結(jié)語

通過檢測可知，S310線麥蓋提-喀什高速公路風(fēng)積沙路段各項指標(biāo)均達(dá)標(biāo)，確保了風(fēng)積沙路基的質(zhì)量。同時，在施工時應(yīng)對周邊環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。因此，我們對風(fēng)積沙路基進(jìn)行封閉保護(hù)，減少風(fēng)蝕現(xiàn)象，創(chuàng)造了一個良好的安全、文明的施工環(huán)境。