風(fēng)積砂路基試驗段技術(shù)研究

1、風(fēng)積砂路基試驗段施工技術(shù)研究李誠鈺（陜西榆橫鐵路有限責(zé)任公司 陜西 西安 710054）摘 要：榆橫煤化工專用線路基填筑材料主要采用風(fēng)積砂，本文主要針對風(fēng)積砂路基試驗段施工從風(fēng)積砂的特性、填筑施工工藝、過程質(zhì)量控制要點進(jìn)行了深入探討和研究，為指導(dǎo)風(fēng)積砂路基填筑提供準(zhǔn)確參數(shù)，以保證風(fēng)積砂路基施工質(zhì)量。關(guān)鍵詞：風(fēng)積砂 路基 試驗段 施工技術(shù) 研究1、工程概況和風(fēng)積砂特性1.1工程概況榆橫煤化工專用線風(fēng)積砂路基總長32.2km，風(fēng)積砂路基填方142.5291萬m3。1.2風(fēng)積砂特性風(fēng)積砂填料含有很少粉土粒，有一定的粘結(jié)性和塑性，但不易穩(wěn)定，浸水后易成為流體狀態(tài)，干燥時松散現(xiàn)象嚴(yán)重，性質(zhì)如下表。機(jī)械在

2、行車作用下路基表面極易出現(xiàn)車轍，造成施工困難很大。表1 風(fēng)積砂特性土質(zhì)顆粒組成（按重量計）/%砂粒粉土粒塑性指數(shù)IP液限WL/%20.07mm0.002mm風(fēng)積砂2070010216282、試驗段施工要點2.1試驗段選址及布局試驗段依據(jù)規(guī)范要求，最小長度一般不小于100 m，寬度為10 m。分為3個實驗區(qū)域進(jìn)行施工，每個區(qū)域?qū)挾葹?0 m。在每個區(qū)域內(nèi)進(jìn)行不同機(jī)械的壓實數(shù)據(jù)收集。2.2施工準(zhǔn)備2.2.1機(jī)械準(zhǔn)備8：00前以下機(jī)械必須到場：T165推土機(jī)一臺、T220推土機(jī)一臺、裝載機(jī)五臺、灑水車2臺等。2.2.2 8：00以前灑水車開始拉水，用水泵抽水對試驗段內(nèi)進(jìn)行灑水濕潤，使含水量大于8%。

3、2.2.3 灑水濕潤完成后，用白灰畫出方格，大小為5×5m。灰線方格完成后，計算出每格內(nèi)虛鋪方量為8.75m3（按虛鋪35cm計算），每格裝載機(jī)倒4都料，控制虛鋪厚度。2.2.4、試驗設(shè)備準(zhǔn)備齊全。2.3實驗數(shù)據(jù)采集裝載機(jī)上料完成后，推土機(jī)整平，整平后在第一區(qū)進(jìn)行碾壓，第一區(qū)碾壓完成后取樣測壓實度，同時第二區(qū)、第三區(qū)開始上料，上完了后，推土機(jī)整平，整平后再用預(yù)定機(jī)械進(jìn)行碾壓。測出碾壓遍數(shù)與壓實度關(guān)系值。2.4確定松鋪系數(shù)填料之前選取固定樁號，測出高程，在壓實完成后再測出相應(yīng)高程，計算出虛鋪系數(shù)。3、開展路基試驗段施工的目的3.1路基試驗段施工段工程概況3.1.1擬開展進(jìn)行試驗施工段落

4、為：榆橫煤化工專用線DK18+070DK18+170，長100 m，做風(fēng)積沙路基填筑試驗段。3.1.2試驗段填料取主線DK18+250該段內(nèi)挖方材料，最大挖深達(dá)6.3m。該試驗段路基填筑寬度為10m，最大填筑高度4.12米，填筑土石方總量為850m3。3.2進(jìn)行所屬試驗段的目的3.2.1通過路基試驗段施工，摸索并總結(jié)出一套沙漠地區(qū)風(fēng)積沙路基填、挖方施工合理的施工組織和機(jī)械設(shè)備的配置方式。3.2.2通過試驗，摸索并總結(jié)沙漠地區(qū)路基床的填前碾壓、回填、風(fēng)積沙填筑、松鋪厚度在不同自然條件下、不同的碾壓設(shè)備的碾壓遍數(shù)和挖方路塹施工的理想設(shè)備配置及工藝方法。3.2.3摸索并總結(jié)如何依據(jù)招標(biāo)文件的技術(shù)、質(zhì)

5、量標(biāo)準(zhǔn)以及部頒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范的程序管理方法和質(zhì)量控制手段。3.2.4通過本試驗段施工，收集相關(guān)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)全面路基工程施工并達(dá)到技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。4、施工組織和施工安排4.1試驗段管理及施工人員配備4.2試驗段施工主要機(jī)械配置4.3試驗段施工計劃起訖時間：2008年9月3日。5、施工準(zhǔn)備：5.1技術(shù)準(zhǔn)備：5.1.1試驗室標(biāo)準(zhǔn)試驗成果匯總表（包括填料的重型擊實，CBR，塑、液限，含水量，顆粒分析等）；5.1.2測量全套資料另附表（采用導(dǎo)線點測量記錄、導(dǎo)線點、水準(zhǔn)點加密資料）。5.2現(xiàn)場準(zhǔn)備：5.2.1試驗段相應(yīng)人員組織安排均己到位、試驗段的協(xié)調(diào)工作己做好；5.2.2試驗段施工機(jī)械配備已到位；5.2.

6、3已打通通往試驗段的施工便道，人員及機(jī)械設(shè)備可直接進(jìn)場作業(yè)。6、試驗路段施工總體要求和施工方案：6.1試驗路段施工總體要求：為滿足設(shè)計要求和施工規(guī)范，必須遵循一下總的原則：6.1.1首先對低洼地段先挖縱、橫向排水溝，完善排水系統(tǒng)，先清表后碾壓至規(guī)范要求。6.1.2填筑時先放邊線，立出施工標(biāo)尺，按各種填料松鋪厚度要求計算出卸料間距，用石灰線劃出方格。6.1.3基底清理測量放線填料前基底清理碾壓基底檢測拉運土方分層填筑推土機(jī)攤土粗平測量虛鋪厚度補(bǔ)水碾壓壓實度、K30檢測下步工序施工。6.1.4壓實度：主要采用改進(jìn)環(huán)刀法進(jìn)行壓實度的檢測。填料填筑時根據(jù)93、94、96分區(qū)分別控制壓實度達(dá)到93%、9

7、4%、96%以上。檢測頻率為每1000m2至少檢測兩點，不足1000 m2檢測兩點。6.1.5清表對試驗段首先用全站儀進(jìn)行放樣，以確立開挖線或坡腳線，根據(jù)中樁及相應(yīng)高程測出試驗段和取土場各橫斷面面積，對工程量進(jìn)行復(fù)核；然后對試驗段和取土場進(jìn)行清表。根據(jù)地形特點，清表采用推土機(jī)配合裝載機(jī)及人工結(jié)合的方式進(jìn)行。用推土機(jī)清除表土，并集中堆放于工程師指定的地點，用于路基竣工后邊坡種植草皮。清表厚度控制在1030cm，用推土機(jī)由線路左側(cè)向右側(cè)推進(jìn)，兩鏟間應(yīng)重疊50cm，以保證表層種植土及草皮等植物根系清除干凈徹底。當(dāng)推土機(jī)不能一次推進(jìn)至堆放地，可由裝載機(jī)和自卸汽車配合二次倒運至指定堆放地。6.2試驗段路

8、基施工方案6.2.1施工準(zhǔn)備工作6.2.1.1水源解決在路基試驗段附近打水井一眼，用灑水車運水至試驗段現(xiàn)場。6.2.1.2施工機(jī)械車輛的選擇在試驗段施工中，使用在沙區(qū)能較為便利行走的大型機(jī)械車輛，本試驗段采用TY-140型推土機(jī)、TY-165型推土機(jī)、TY-220型推土機(jī)、TY-320型推土機(jī)、ZL50裝載機(jī)、20T前后驅(qū)動振動壓路機(jī)等。6.2.2風(fēng)積沙填筑6.2.2.1工藝選擇根據(jù)以往施工經(jīng)驗，在風(fēng)積沙施工中,一般采用干壓實或濕壓實兩種不同的施工工藝。本試驗段根據(jù)現(xiàn)場實際情況，選用補(bǔ)水濕壓實法進(jìn)行路基碾壓施工，風(fēng)積沙濕壓實相對較簡單，易于控制、操作。6.2.2.2補(bǔ)水濕壓法施工工藝流程

9、60;  基底清理測量放線填料前基底清理碾壓基底檢測拉運土方分層填筑推土機(jī)攤土粗平測量虛鋪厚度補(bǔ)水澆水推土機(jī)整平穩(wěn)壓機(jī)械碾壓質(zhì)量檢測下步工序施工。 6.2.2.3測量放線：首先放出路基的中心線，每20m一樁，然后在路基兩側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置護(hù)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20m一樁，樁上插紅色三角測量旗幟。竹竿長度一般為60cm左右。  6.2.2.4虛鋪厚度：灑水濕潤完成后，用白灰畫出方格，大小為5×5m?；揖€方格完成后，計算出每格內(nèi)虛鋪方量為8.75m3（按虛鋪35cm計算），每格裝載機(jī)倒4斗

10、料，控制虛鋪厚度。6.2.2.5高程控制：現(xiàn)場施工時，以原地面平整壓實后的高程作為原始高程。本試驗段，每填筑1層進(jìn)行高程檢測和核實每層的填筑厚度，確定虛鋪系數(shù)。同時進(jìn)行中線偏位的檢測，以便在施工過程中隨時糾正中線偏差。6.2.2.6挖裝、運輸（kg/cm3）試驗段填料從DK18+250挖方路段取料，用裝載機(jī)從預(yù)定開挖深度裝沙。施工中注意各道工序要緊湊，盡量避免風(fēng)積沙水分下滲和蒸發(fā)而大量補(bǔ)水的情況發(fā)生。為了保證壓實寬度和保證修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30cm。6.2.2.7平整和灑水：碾壓前先檢測填料的天然含水量，根據(jù)最佳含水量計算出填料是否應(yīng)該補(bǔ)水。在現(xiàn)場

11、灑水時，必須及時、大量、均勻防止漏灑、過灑現(xiàn)象的發(fā)生，保證風(fēng)積沙的施工質(zhì)量。為了便于虛鋪厚度的控制，整平采取邊上土邊整平的方式。采用推土機(jī)進(jìn)行粗平。在粗平過程中，同時進(jìn)行澆水濕潤。在整平過程中，路邊線采用掛線控制虛鋪厚度，保證邊線順直，坡度一致，滿足設(shè)計要求。 6.2.2.8碾壓試驗段擬采用壓路機(jī)、推土機(jī)（T140、T165、T220、T320）、T20壓路機(jī)、裝載機(jī)在3個區(qū)域內(nèi)分別進(jìn)行碾壓試驗。待含水量符合要求后，先采用推土機(jī)對3個區(qū)域的填料進(jìn)行穩(wěn)壓平整，然后分別碾壓。6.2.2.8.1壓路機(jī)：壓路機(jī)碾壓時，必須采取由外向內(nèi)、由低向高的順序，同時疊壓1/2輪跡。初壓時，壓輪擠出的松沙壅積于前

12、輪下，后輪碾壓過的表面由于剪切作用發(fā)生錯動，造成壓路機(jī)行走困難，若沙層含水量偏低，還會出現(xiàn)壓路機(jī)打滑以至于深陷于沙層中的現(xiàn)象。因此碾壓采用前后輪驅(qū)動的振動壓路機(jī)。振動壓路機(jī)按先靜壓后振動、先邊后中、先慢后快的順序。6.2.2.8.2裝載機(jī)和推土機(jī)：采用推土機(jī)和裝載機(jī)進(jìn)行碾壓時注意控制行車速度，履帶輪跡要重疊。裝載機(jī)碾壓時，裝載機(jī)鏟斗里裝滿填料，以增加裝載機(jī)自重。6.2.2.9碾壓時應(yīng)注意事宜 6.2.2.9.1由于風(fēng)積沙成型后的抗剪強(qiáng)度較差，填料壓實后表層510cm密實度較低呈松散狀，上層施工時，須及時補(bǔ)水。補(bǔ)水完成后方可進(jìn)行上料。6.2.2.9.2風(fēng)積沙含水量過大，碾壓時出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象不會對純

13、風(fēng)積沙填筑的路基質(zhì)量產(chǎn)生不利影響，由于風(fēng)積沙的濾水作用和水穩(wěn)性好的特點，出現(xiàn)彈簧現(xiàn)象的路基填方不用翻挖，只要等待約1小時后碾壓即可達(dá)到規(guī)定的密實度。6.2.2.9.3碾壓速度選擇6km/h適宜。6.2.2.10壓實度檢測：由于風(fēng)積沙是一種比較特殊的路基填料，采用傳統(tǒng)的重型標(biāo)準(zhǔn)擊實方法，對風(fēng)積沙不是特別適用。最大干密度的確定將按照風(fēng)積砂路基施工技術(shù)規(guī)范中要求的干振法?，F(xiàn)場壓實度主要采用環(huán)刀法進(jìn)行壓實度的檢測。在含水量達(dá)到要求，碾壓一遍完成時，立即進(jìn)行壓實度檢測，檢測頻率為每1000m2至少檢測兩點，不足1000 m2檢測兩點。檢測完成后，記錄好數(shù)據(jù)。然后在碾壓第二遍，碾壓完成后立即檢測壓實度，記

14、錄數(shù)據(jù)。按照此步驟，直到壓實度達(dá)到96%，既上路床的壓實要求。再進(jìn)行下一層的填筑，記錄每遍對應(yīng)的壓實度值，積累現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)，以便總結(jié)規(guī)律，得出可靠的實驗結(jié)果。 7、質(zhì)量保證措施7.1施工時嚴(yán)格按設(shè)計圖紙和施工規(guī)范進(jìn)行施工，該段設(shè)計橫坡為2%，縱坡為2.5%。7.2基填筑時，嚴(yán)格控制填料質(zhì)量及填料的含水量，并選擇合適的壓實時間。7.3現(xiàn)場試驗時，認(rèn)真、及時地填寫試驗過程中的各類數(shù)據(jù)，以保證填方試驗段成果的真實性、可靠性。7.4嚴(yán)格報檢制度，施工中的檢查項目必須及時報監(jiān)理工程師檢查。7.5虛心接受監(jiān)理單位及業(yè)主提出的指導(dǎo)意見，積極請教完善質(zhì)保措施。8、安全保證措施8.1設(shè)立專職安全員并建

15、立24小時旁站制度，及時糾正和消除施工中出現(xiàn)的不安全苗頭。8.2對施工人員定期進(jìn)行安全教育和安全知識的考核。8.3工地設(shè)立明顯的安全警示牌和安全注意事項宣傳欄。8.4各類機(jī)械設(shè)備操作人員必須持證上崗，無證人員或非本機(jī)人員不得上機(jī)操作。9、環(huán)境保護(hù)措施9.1在機(jī)械化施工過程中，要盡量減少噪音、廢氣、廢水及塵埃等的污染，以保障人民的健康，運轉(zhuǎn)中塵埃過大時要及時灑水。9.2對清理場地的表層腐植土，砍伐的荊棘叢林等廢料，要運至指定的地點進(jìn)行廢棄。9.3清理施工機(jī)械、設(shè)備及機(jī)械的廢水、廢油等有害物質(zhì)以及生活污水，不得直接排放與河流、池塘或其他水域中。也不得傾瀉于飲用水源附近的土地上，以防污染水源和土壤。

16、10、路基試驗段總結(jié)10.1實驗依據(jù)及數(shù)據(jù)采集10.1.1最大干密度通過風(fēng)積砂路基施工技術(shù)規(guī)范中要求的干振法確定，通過試驗已得出其該段里程填料最大干密度為1.84。10.1.2根據(jù)試驗需要隨時取樣，取樣頻率每千平方米不低于2處。10.1.3試驗采用環(huán)刀法測壓實度，采用微波爐烘干，電子天平稱重。10.1.4現(xiàn)場試驗時，認(rèn)真、及時地填寫了試驗過程中的各類數(shù)據(jù)，填方試驗段成果真實、可靠。10.2壓實度實測結(jié)果現(xiàn)場收集的試驗數(shù)據(jù)真實有效，對各種機(jī)械的壓實數(shù)據(jù)需進(jìn)行匯總，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的分析整理，總結(jié)規(guī)律。10.3試驗段成果由于壓實是提高路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的根本措施，風(fēng)積砂路基由于本身特性，壓實受到很多

17、因素的影響，其中主要有：土的性質(zhì)、含水率、壓實功能、壓實機(jī)具和壓實方法。10.3.1碾壓遍數(shù)與壓實度的關(guān)系通過試驗段數(shù)據(jù)分析可以看出T140及T165推土機(jī)在含水量3%8%之間時，碾壓第五遍時壓實度達(dá)到0.96以上；T220推土機(jī)在含水量在4%9%之間，碾壓第四遍時壓實度達(dá)到0.96以上，第五遍壓實度開始降低；T320型推土機(jī)在含水量在4%6%時，碾壓第三遍時壓實度達(dá)到0.96以上；T20壓路機(jī)在含水量4%10%時，碾壓四遍達(dá)到96以上，碾壓第五遍時壓實度開始降低。由此可知，機(jī)械碾壓達(dá)到一定遍數(shù)時，會出現(xiàn)峰值，超過峰值，如果再繼續(xù)碾壓，壓實度則會降低。所以在填筑過程中必須嚴(yán)格控制碾壓遍數(shù)。10.3.2含水率和虛鋪厚度：根據(jù)試驗段收集的各機(jī)械壓實數(shù)據(jù)，確定施工時填料含水量應(yīng)控制在4%9%之間，風(fēng)積沙填料含水量不得小于4%。虛鋪厚度控制在30cm35cm。經(jīng)過測量計算虛鋪系數(shù)為1.15，機(jī)械碾壓速度不宜超過6km/小時，碾壓時輪跡須重疊1/2。在各壓實