對尼日爾沙漠地區(qū)風(fēng)積沙填筑路基壓實(shí)的探討

杜玉虎

摘 要：近幾年來，國內(nèi)科研所和高校對風(fēng)積沙填砂路基在沙漠公路施工中的運(yùn)用進(jìn)行了研究。通過風(fēng)積沙來達(dá)到填筑路基的目的，可以非常有效的隔開毛細(xì)水，提高路基穩(wěn)定性。同時，還可以為沙漠地區(qū)緩解路基材料的缺乏情況。但傳統(tǒng)路基填料的壓實(shí)工藝與風(fēng)積沙存在一定的區(qū)別，文章以我公司在尼日爾完工的23號國道項(xiàng)目為例，對風(fēng)積沙填筑路基的壓實(shí)方法進(jìn)行探討，達(dá)到對今后類似的工作提供相應(yīng)的技術(shù)支持和經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：風(fēng)積沙 填筑路基 干壓實(shí) 飽水狀態(tài)壓實(shí)

1、概論

風(fēng)積沙的干密度在含水量非常低的時候或著是接近飽和的時候會達(dá)到較的大數(shù)值。通常情況下，填料用土需要克服其顆粒間的粘聚力及摩擦力才能被壓實(shí)，然而對于含土量較小的風(fēng)積沙來說，它們的摩擦力非常小，因?yàn)轭w粒間的粘聚力是主要的外力，干燥時的粘聚力是比較小的，而在含有一定水分的時候，顆粒表面的水就會練成一片，形成水膜，產(chǎn)生連結(jié)力，增大了顆粒間的阻力，使得顆粒無法自由移動。此外毛細(xì)水也會產(chǎn)生一定的表面張力，組織顆粒間的移動，導(dǎo)致干密度降低。當(dāng)含水量接近飽和的情況時，毛細(xì)水就會消失，薄膜水就會因?yàn)樽兒穸档瓦B結(jié)力。另外，水在振動力的作用下，會沿著孔隙排出，使其干密度有很大提高。

我公司在尼日爾已完工的25號國道項(xiàng)目（菲林蓋至薩納姆，125公里）和23號國道項(xiàng)目（巴萊亞拉至洛佳，40公里）都是采用風(fēng)積沙填筑路基施工的工藝技術(shù)，具有縮短工期，提高經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢，本文主要從風(fēng)積沙填筑路基的壓實(shí)角度，進(jìn)行以下兩個方面的探討。

2、干壓實(shí)法路基填筑

2.1風(fēng)積沙材料的選?。?/p>

風(fēng)積沙路基填筑的基本原理是采用干壓的方法，對沙子進(jìn)行壓實(shí)工藝操作，在壓實(shí)的過程中要求沙基的含水量必須接近0（控制在0. 5%以內(nèi)），因此，本文中選取的風(fēng)積沙天然含水量在0～0.5%。

2.2壓實(shí)方法：

3、23號國道項(xiàng)目在K3+400-K3+600段落施工中，采用干壓法填筑路基，施工工藝如下：在清表及填前壓實(shí)操作之后，按橫斷面的情況，逐層向上填筑，由最低處的分層填筑碾壓，通過推土機(jī)完成初壓操作。在路基的填筑過程中，通常需要推土機(jī)來回推筑碾壓，反復(fù)多次后路基可達(dá)到一定的壓實(shí)度。一般松鋪厚度控制在30cm～40cm。對于第一層的風(fēng)積沙的松鋪厚度，通常會偏大一些，最適合在50cm以上。對于松鋪厚度，必須通過邊樁竹竿掛線的方式來控制。為了保證路基邊緣與其它部位的壓實(shí)度均勻，需要將路堤填土的每一側(cè)橫向上多填30～50厘米。

3、飽水狀態(tài)壓實(shí)法路基填筑

3.1風(fēng)積沙材料的選?。?/p>

風(fēng)積沙填筑采用飽水狀態(tài)壓法進(jìn)行壓實(shí)，其對沙基的要求是含水量接近飽和，因此，此方法對灑水要求較高，必須做到均勻、飽和。

3.2壓實(shí)方法：

3.2.1填前碾壓：

先將表土翻松15cm后灑水進(jìn)行碾壓操作，由于風(fēng)積沙的密度比較很低，因此需要采用大噸位的振動壓路機(jī)進(jìn)行碾壓工作，我公司在此段施工時采用的是壓路機(jī)型號為CA600D，且壓實(shí)密度要求在 90%以上。如果有較深坑洼或沙丘時，應(yīng)該分層回填碾壓；沙丘清表后若頂面高程低于上路床底的標(biāo)高，則沙丘邊緣開挖臺階要和路基填筑同時施工。

3.2.2運(yùn)料：

由于風(fēng)積沙大多分布在干旱的地區(qū)，含水量小于4%，表層的含水量接近零，并且顆粒細(xì)小，宜初步少量灑水減少運(yùn)土途中損失和環(huán)境污染。由于風(fēng)積沙具有土質(zhì)松軟的特點(diǎn)，粘結(jié)力差，小噸位車在風(fēng)積沙上面行駛極為困難，所以需配大噸位全自卸車，裝載機(jī)或挖掘機(jī)可直接挖裝，。

3.2.3攤料：

采用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪初平，然后用平地機(jī)進(jìn)行精平、初壓。精平過程中，應(yīng)時刻檢查其高度等指標(biāo)是否符合要求，在填筑第一、二層砂的時候，施工時的坡度要控制在3%左右，保持內(nèi)傾橫坡，在逐層填高以后，可適當(dāng)減小。攤平的時候要嚴(yán)格控制土層的厚度和坡度，經(jīng)試驗(yàn)風(fēng)積沙松鋪的系數(shù)通常為 1.1-1.25，由于風(fēng)積沙粘結(jié)力比較差，不易形成板塊，同時具有較強(qiáng)的滲水力，太薄不利于保水和碾壓，因此每層松鋪厚度一般宜控制在 20～40 cm 之間。

3.2.4分格灑水：

風(fēng)積沙在施工的過程中，最重要的步驟就是灑水，因此，如果灑水不合理，將會對施工的質(zhì)量造成很大的影響，因此必須保證在施工現(xiàn)場有充足的取水設(shè)備和水井。以尼日爾23號國道項(xiàng)目在K5+825-K6+125段施工為例，其灑水方法采取的是分格的方式。在風(fēng)積沙粗平后，沿道路縱向每隔5m人工堆成5m*5m的方格，方格內(nèi)整平，用砂堆成15cm高、10cm的砂埂，同時設(shè)擋水圍堰，確保注水效果。灑水均勻、透徹，并且保持較小的速度，可以保證充足的滲透時間，使土的含水量略大于最佳含水量 （經(jīng)試驗(yàn)在10 %～14 %之間），一般要高出1.5 %～2%。現(xiàn)場用水量根據(jù)尺寸確定，用水量=長×寬×取料厚度×（最佳含水率+2%-天然含水率）。同時，要計量避免高溫多雨等極端氣候。

3.2.5碾壓：

碾壓操作需要先靜壓1遍，先用較弱的振方式后，再換用較強(qiáng)的振方式，反復(fù)進(jìn)行幾遍，最后再靜壓1遍。在通常的情況下，振動壓路機(jī)在第一層采用靜壓1遍，振動壓實(shí)4遍，最后靜壓1遍；到了第二層，同樣是先靜壓再振動壓實(shí)，最后在靜壓，區(qū)別在于振動壓實(shí)增加了1遍，為5遍；到了第三層及以上，則再增加一遍振動壓實(shí)。

3.2.6及時養(yǎng)護(hù)：

風(fēng)積沙路堤基本都是在干旱地區(qū)，具有蒸發(fā)量大，保水性差，失水快等特點(diǎn)，因此，在碾壓成型之后，表面不會形成板體，所以在后期使用過程中，要及時養(yǎng)護(hù)，例如均勻?yàn)⑺?，或者是用塑料薄膜覆蓋。

5、壓實(shí)效果對比

K3+400-K3+600段為干壓法路基填筑，其檢測結(jié)果如下：

K5+825-K6+125段為飽水狀態(tài)法路基填筑，其檢測結(jié)果如下：

通過以上兩種方法對比分析，兩種壓實(shí)工藝都能達(dá)到設(shè)計要求。

6、結(jié)束語

綜上所述，風(fēng)積沙干壓法填筑路基的方式，可以有效緩解沙漠地區(qū)工程用水短缺的問題，還能節(jié)約了大量的水資源；而風(fēng)積沙在含水飽和時，壓實(shí)法填筑路基能進(jìn)一步提高路基穩(wěn)定性。兩種方法均都能有效解決沙漠地區(qū)缺乏路基填料的問題，降低筑路的成本，提高經(jīng)濟(jì)、技術(shù)效益，值得推廣和運(yùn)用。