風積沙水泥改良土在沙漠地區的應用

陳健

摘要：眾所周知路基的填料宜盡量選擇強度高、水穩定性好的土進行填筑，而內蒙古地區路基填料主要以風積沙為主，為進一步提高路基尤其是路基基床結構的強度和穩定性，采用對路基基床底層部分（中煤尿素鐵路專用線設計基床底層厚190cm）進行5%水泥改良施工。本文分析當前的路拌法對于路基加固施工的主要影響，以工程的實際情況為出發點，分析風積沙水泥改良施工工藝，并且可以發現在工程中所存在的問題，總結出切實可行的應對措施。

關鍵詞：風積沙；水泥；改良

因內蒙古地區優質填料比較缺乏，為了節約投資，保護環境，擴大可使用的填料范圍，需要對路基填料進行改良，在風積沙中摻入一定比例的水泥，通過均勻拌合，使之路基填筑質量滿足要求，而施工質量的控制是有待解決的一大難題。

一、工程概況

中煤鐵路尿素專用線位于內蒙古自治區西南部的鄂爾多斯市烏審旗境內圖克鎮。標段內為新月形沙丘區，地勢略有起伏。該段與既有新恩線并行，地表植被較發育，主要為沙蒿、沙柳以及人工樹枝沙障，局部為林地。地層巖性為第四系全新統風積粉細砂，第四系全新統湖積粉細砂，工程地質條件一般。

二、工藝原理

風積沙水泥改良土主要技術在風積沙中加入一定比例的水泥，然后根據需要在施工位置上灑入水進行充分的攪拌之后實施整平處理，并且可以保證水泥與水發生完全的反應，最終可以形成具備較高強度的結構，避免在使用中出現土基濕陷的問題。拌合、灑水養護是該施工技術的核心工作環節。風積沙水泥改良土在施工中會直接受到水泥早凝時間的影響，在整個施工環節中，不能出現任何機械設備故障或者施工工序銜接不緊密的情況而導致施工延誤，否則將會使整個工程水泥凝結而導致改良土施工失敗。

三、施工方案

（一）施工方法

路基填筑施工主要可以分為水平段、縱向分段、機械方式完成整個施工。路堤填筑施工需要嚴格按照施工工藝來進行，保證各個環節的工作達到要求。施工機械的選擇最為關鍵，尤其是攤鋪機、整平機、壓路機等機械。碾壓施工環節對于整個部分工程的質量存在直接的影響，這就需要在碾壓達到工程的要求后，就要立即開始另外一層的改良土施工，并不需要預留專門養護時間就能夠滿足要求，如果在施工中不得不中斷進行，就要進行養生處理，時間要大于7天。

（二）施工方案

1、施工準備

風積沙水泥改良土施工前在室內進行配比試驗，確定施工配合比。經試驗測得最大干密度為1.87g/cm3，最佳含水量為10.1%，K30為100MPa/m。按每層0.5m松鋪厚度填筑，碾壓6遍，靜1弱1強3靜1，各項指標能達到標準要求。配備灑水車1到2臺，并在沿線路兩側每100m打井，用以配合灑水車拌合及養護用水。

2、工藝流程

測量放樣→準備施工材料→灑水悶料→整平施工→攤鋪水泥材料→拌和→加水并濕拌→整形→碾壓→接縫和調頭處的處理→養生

3、施工工藝

（1）攤鋪及拌和

準確的計算確認每袋水泥的縱向間隔距離，并且需要在土層的位置上做出明顯的標記。在水泥運輸到施工位置的當天就要開始攤鋪施工，可以直接卸在施工地點，并且需要檢查是否存在遺漏或者剩余問題。水泥車輛要進行遮蓋，防止雨水進入到水泥中導致材料變質。人工進行材料的均勻攤鋪，保證各個區域的均勻性。水泥攤鋪結束后，要保證其不會存在任何空白，也不會有堆積過量的問題。

（2）拌和

應用改良土拌和機來進行攪拌處理，在完成之后需要有專人進行拌和深度是否達標。在沒有專用設備時，可以使用旋耕機或者平地機等方式來進行，但是要嚴格控制拌和時間。首先需要使用設備對于土層來進行翻拌處理，將水泥混合到土層中，但是要切忌直接進入到工程的底部位置上，同時需要嚴格控制拌和速度，保持慢速進行；上述操作結束后，就要開始第二遍的拌和，此時要與上一環節的順序相反，從兩側開始逐漸的進行，施工工藝相同，但是需要確保整個土層全部翻透。在施工的過程中，不能存在縱向裂縫的問題，需要連續施工，如果因為不可抗力因素而導致中斷超過2h，應該根據需要來設置橫向施工縫，并且做好搭接位置的處理。

（3）整形

混合料拌和完成之后，需要使用平地機來進行初步的平整處理。對于直線的施工路段中，需要自兩側向中間位置來進行整形處理，而對于平曲線路段，需要自外側向內側逐漸的進行施工，如有必要，可以從反向在進行一遍整形處理。整形施工階段，禁止車輛在施工路段中通行，并且還要保證不會存在任何的粗細集料離析的問題。

（4）灑水悶料

如果攤鋪完成的整平路段的含水量比較小，需要再次進行灑水，保持均勻性，不能出現局部位置水量超標的情況，在整個環節中禁止車輛調頭與停頓。細粒土的悶料時間至少經過一夜，而其他的材料則需要適當的縮短時間。

（5）碾壓

經過檢測之后，確定混合料的含水量達到施工標準的要求，就要應用壓路機進行全寬度內的碾壓施工，要達到密實度的要求，并且表層不會存在任何的輪跡。碾壓施工階段，各個區域部分的交叉應該保持重疊與壓實，縱向搭接長度應該控制在2.0m以上，上下兩層結構需要交錯布置3.0m以上。相鄰作業區間內的搭接長度要在2.0m以上。碾壓施工環節，必須要保證表層位置的濕潤度達到要求，不能出現松散、起皮等問題。碾壓施工完成前，需要使用平地機進行終平處理，以保證其達到工程的技術要求。

（6）養生

改良土碾壓施工結束后，如果不得不中斷施工，就要開始養生施工，一般是應用灑水車在施工位置進行灑水養生，但是要保證養生時間在7天以上。灑水量需要考慮到工程量與當地的氣候條件，合理確定。養生階段必須要保持改良土時刻處于濕潤的條件下，而且要保證濕潤度在合理范圍內，含水量過大或者過小都會導致工程的質量無法滿足要求。在開放交通的時間內，重型車輛禁止進入到工程中，其他車輛行駛速度限定在15km/h以下。

（7）檢驗

施工完成之后，需要在施工路段中間隔100m就要布置質量檢測點，主要是在距離左右路肩邊線1m的位置上各2點，路基中間位置上布置2點。本次工程檢測完成之后，合格率達到100%。

（8）沉降觀測

路基填筑施工開始后，應該根據需要在施工位置上布置沉降觀測板與觀測樁。碾壓環節完成之后，應該檢測其沉降量，并且需要應用二等水準測量標準，同時需要在路面中心與路肩處分別設置觀測樁。

四、質量控制

水泥改性土中加入水泥施工材料之后，其初凝時間要在3h以上、終凝則應大于6h。在改良土拌和階段，會造成部分水量的流失，特別是環境溫度比較高的情況下，所以在施工前應該保證其要稍微高于最佳含水量，但是要嚴格控制，根據氣候條件和設計情況進行確定。水泥改良土在施工中與環境溫度存在直接的聯系，確保工程的質量達到要求。此外，嚴格控制各個施工環節，確保連續進行，并且需要控制各個環節質量，最終保證工程質量達標。

五、結語：

結合施工實踐，本著實現高效性和經濟性的雙重目的，采用路拌法施工風積沙水泥改良土時，并在后期的沉降觀測和壓實度檢測結果來看，遠遠超過設計要求，既能加快施工速度，亦能提高經濟效益，能保證路基施工質量。在施工過程中，要嚴格控制好含水率控制，拌合均勻，要盡可能的避免在大風天氣施工。后期養護很重要，車輛盡量不在路基上掉頭轉彎，防止擾動已施工完成的改良土，造成無謂的返工。

參考文獻：

[1]內蒙古貨運鐵路風積砂路基施工工藝探討[J].葛新.中小企業管理與科技（上旬刊）.2005（06）.