沙漠邊緣超細(xì)風(fēng)積沙路基施工技術(shù)

付 陽(yáng)

(中交第二航務(wù)工程局有限公司第六分公司，湖北 武漢 430014)

1 工程概況

中交二航局S20五工臺(tái)至克拉瑪依一級(jí)改高速公路項(xiàng)目第WKGJ-2標(biāo)段起訖里程為K52+725～K135+025，全線包括82.3 km主線一級(jí)改建路段和66.2 km輔道。項(xiàng)目區(qū)位于亞歐大陸中部，天山北麓，準(zhǔn)噶爾盆地南部，古爾班通古特沙漠南緣。本標(biāo)段路基填挖方主要集中在分離立交、天橋、互通立交、輔道，其中分離立交橋路基9處，天橋路基7處、互通立交3處，輔道路基11條，挖方24.8萬方，填方275萬方，其中風(fēng)積沙填筑140.8萬方。本標(biāo)段路基填筑高度一般為8 m左右，最高為11.33 m。

2 風(fēng)積沙路基施工工藝

2.1 測(cè)量放樣

開工之前用GPS、全站儀進(jìn)行控制點(diǎn)復(fù)測(cè)及加密，用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)的復(fù)測(cè)及加密，并復(fù)測(cè)中線，固定路線主要控制樁。清表完成后要復(fù)測(cè)橫斷面并繪制橫斷面圖，報(bào)監(jiān)理、業(yè)主審核后方可開工。

在監(jiān)理工程師核準(zhǔn)測(cè)量成果后，按圖紙要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置用地界樁和坡腳等的具體位置樁，標(biāo)明其輪廓，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師檢查批準(zhǔn)，由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收合格后，進(jìn)行下道工序。在施工過程中，對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行妥善保護(hù)，定期復(fù)測(cè)，若發(fā)現(xiàn)破壞、移位或丟失，及時(shí)恢復(fù)，路基施工過程中層層恢復(fù)中樁，以檢查路基偏位和路基寬度。

2.2 材料試驗(yàn)

(1)原地表土樣試驗(yàn)

按照規(guī)范要求每公里至少取2個(gè)點(diǎn)(土質(zhì)變化大時(shí)，視具體情況增加取樣點(diǎn)數(shù))取原狀土樣做如下試驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)及液、塑限試驗(yàn)，確定原狀土的最大干密度和最佳含水率。

(2)取土場(chǎng)土樣試驗(yàn)

開工前期在本段路基地段設(shè)有取土場(chǎng)、存料場(chǎng)，達(dá)到挖填同時(shí)施工，在挖方取土場(chǎng)處進(jìn)行取土樣做如下試驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)、顆粒分析試驗(yàn)、土的液塑限試驗(yàn)、土的承載比試驗(yàn)(CBR值)、天然含水量等各項(xiàng)試驗(yàn)。

2.3 基底清理

清除地表草皮、樹根、腐殖土，原地面有坑、洞、穴等，應(yīng)清除沉積物。原地表清表、取樣完成后，采用22 T振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行填前碾壓，在碾壓過程中，現(xiàn)場(chǎng)采用灌砂法試驗(yàn)，檢測(cè)碾壓后土的壓實(shí)度能否達(dá)到規(guī)范要求(規(guī)范要求壓實(shí)度為90%)，壓實(shí)度滿足規(guī)范要求后方可進(jìn)行填筑施工，不合格則進(jìn)行復(fù)壓，直至合格。

2.4 攤鋪包邊土

采用砂礫土進(jìn)行包邊，使路基形成整體，每層填料的施工要從包邊土開始，先要計(jì)算出每延米的包邊土土方量，自卸車按照堆距定量卸土，用小推土機(jī)按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行攤鋪，攤鋪機(jī)初步碾壓，人工掛線、整平。

當(dāng)路基寬度B小于8 m時(shí)，砂礫土包邊寬度為0.6 m，路基寬度B大于等于8 m時(shí)，砂礫土包邊寬度為1.25 m。

2.5 風(fēng)積沙的運(yùn)輸及攤鋪

風(fēng)積沙作業(yè)段一般控制在200～300 m，并且留車輛進(jìn)出口，一頭為進(jìn)口，一頭為出口，禁止只留一個(gè)口；隨著路基加高修成進(jìn)出口坡道，運(yùn)輸?shù)呐榔碌酪ㄔ诼坊猓㈦S著路基填筑增高而加高。

如果兩個(gè)構(gòu)造物之間不超過300 m，中間不比開口，但要一頭為進(jìn)口，一頭為出口，同樣不能只留一個(gè)口。在運(yùn)輸過程中宜選用雙橋驅(qū)動(dòng)自卸車，要避免重載車在下層土上高速行駛、急剎車、轉(zhuǎn)彎掉頭等，并對(duì)上層土所碾壓的土層經(jīng)常灑水、整平、碾壓，要確保前一層壓實(shí)合格的土層不被上土車碾開，否則應(yīng)重新整平、補(bǔ)水和碾壓。

根據(jù)每層的虛鋪厚度、平均寬度和長(zhǎng)度，計(jì)算每個(gè)斷面計(jì)劃所需的材料用量。在每個(gè)斷面內(nèi)，確定卸車間距和車數(shù)。在卸車過程中，特別是第二層以后的卸車，必須做到風(fēng)積沙及時(shí)澆水。

根據(jù)試驗(yàn)測(cè)定的最佳含水率確定是否對(duì)填料進(jìn)行灑水和晾曬：含水率大于最佳含水率應(yīng)進(jìn)行晾曬；含水率小于最佳含水率應(yīng)進(jìn)行灑水，灑水量約高出需要量的10%。為了防止作業(yè)過程中水分的散失，填料的含水率一般控制在高于最佳含水率2%～3%的范圍內(nèi)，這時(shí)壓實(shí)效果最好。填料灑水時(shí)可采用現(xiàn)場(chǎng)打井抽水管澆或?yàn)⑺囍苯訛⑺霓k法，灑水量要經(jīng)過試驗(yàn)計(jì)算確定。灑水應(yīng)灑透，即兩層填料中間不得留有夾層。

2.6 整平、碾壓

路基填筑材料碾壓前按照計(jì)算的攤鋪高程，每隔20 m設(shè)置紅白30 cm間隔的填筑控制桿(三桿)，用平地機(jī)進(jìn)行精平，精平后路基填筑材料應(yīng)保持整體平整，個(gè)別不平處配合人工找平，表面平整度應(yīng)滿足規(guī)范要求。精平時(shí)應(yīng)使路基橫坡向加寬路基外側(cè)傾斜，以利于路基排水。

精平后，由測(cè)量組檢測(cè)固定點(diǎn)的松鋪厚度(每20 m一個(gè)斷面，每個(gè)斷面3點(diǎn))，以便在碾壓完后，檢測(cè)同一點(diǎn)的壓實(shí)厚度，確認(rèn)層厚為計(jì)劃值及平整度符合要求后，方可進(jìn)行碾壓。

先用壓路機(jī)低速靜壓2～3遍，使表面平整，然后再用振動(dòng)壓路機(jī)振壓1遍，最后一遍靜壓收光。碾壓遵循“先輕后重，先慢后快，線路合理，保證搭接，均勻壓實(shí)”的原則進(jìn)行。在直線段和大半徑曲線路段，應(yīng)先壓邊緣，后壓中間；在小半徑曲線路段，先低(內(nèi)側(cè))后高(外側(cè))。碾壓時(shí)，碾壓輪跡重疊1/2輪寬，避免漏壓，前后相鄰縱向重疊2 m，并做到無死角，無明顯輪跡，使每層壓實(shí)度均勻。碾壓過程中隨時(shí)進(jìn)行整平作業(yè)，嚴(yán)格控制壓路機(jī)行駛速度，不大于4 km/h。如表面太干，要及時(shí)補(bǔ)水濕潤(rùn)及時(shí)碾壓，如遭遇水浸，先把上層稀泥鏟除后，再進(jìn)行壓實(shí)。每層壓實(shí)后，在進(jìn)行下一層填土?xí)r不得對(duì)上一層進(jìn)行大的擾動(dòng)，表面浮層(10 cm左右)可適當(dāng)灑水穩(wěn)壓，不得因施工機(jī)械的運(yùn)行，大面積破壞表層，嚴(yán)禁車輛在碾壓合格的路基上掉頭轉(zhuǎn)彎、急剎車等。接近設(shè)計(jì)高程時(shí)，加強(qiáng)測(cè)量控制，如發(fā)現(xiàn)高低不平，及時(shí)用平地機(jī)配合人工找平，然后再壓實(shí)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求的斷面高程和平整度等質(zhì)量要求為止。

2.7 鋪設(shè)土工布

風(fēng)積沙填筑至路床頂以下30 cm處，開始鋪設(shè)一層復(fù)合土工布，土工布搭接寬度≥40 cm，并用細(xì)鐵絲分隔2 m做一綁扎。對(duì)鋪好的土工布當(dāng)日覆蓋，日照時(shí)間不超過36 h。在鋪設(shè)接頭時(shí)，根據(jù)路基縱坡低的一幅在下，高的一幅在上，鋪設(shè)過程中，應(yīng)將土工布拉緊鋪平，鋪設(shè)結(jié)束后，要仔細(xì)檢查有無破損處，對(duì)破損處用土工布進(jìn)行修補(bǔ)。填筑材料應(yīng)采用倒退式卸料，即料車卸料從兩頭向中間合攏全斷面平鋪。

2.8 砂礫土壓頂

土工布鋪設(shè)完成之后，在路床頂30 cm范圍內(nèi)，及時(shí)進(jìn)行砂礫土壓頂施工。在填筑砂礫土前，上路床檢查驗(yàn)收壓實(shí)度、平整度、橫坡度、高程、寬度、進(jìn)行工序交接。檢查項(xiàng)目復(fù)核JTGT 3610-2019《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》要求，填筑砂礫土前在路基左、右幅邊樁10、25 m提前測(cè)量填筑厚度并設(shè)置好控制松鋪厚度的層鋪標(biāo)志樁。嚴(yán)格控制砂礫厚度及設(shè)計(jì)圖紙要求的寬度，并控制好橫坡度。

2.9 質(zhì)量檢驗(yàn)

試驗(yàn)人員在取樣或測(cè)試前要保證填料是否符合要求，碾壓區(qū)段是否壓實(shí)均勻，填筑層厚是否超過規(guī)定厚度。路基填土壓實(shí)的質(zhì)量檢驗(yàn)隨分層填筑碾壓施工分層檢測(cè)。在填料質(zhì)量、填筑厚度、填層面縱橫方向平整均勻度等符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，包邊土采用灌砂法進(jìn)行壓實(shí)系數(shù)和地基系數(shù)的測(cè)定，風(fēng)積沙壓實(shí)度檢測(cè)采用將1.5 mm特質(zhì)鋼護(hù)筒打入需要檢測(cè)的風(fēng)積沙中，然后將護(hù)筒內(nèi)50 cm范圍內(nèi)的沙取出，然后按照常規(guī)灌沙法進(jìn)行檢測(cè)。壓實(shí)度達(dá)不到技術(shù)規(guī)范要求須進(jìn)行追密碾壓，碾壓后仍不符合要求時(shí)，應(yīng)予對(duì)該層填料翻松，重新碾壓后，對(duì)該層填料重新做擊實(shí)試驗(yàn)。達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后方進(jìn)行下一層的填筑，在進(jìn)行第二層填筑前，先恢復(fù)對(duì)應(yīng)斷面中樁、邊樁并在每個(gè)樁的樁身距地面30 cm處做明顯標(biāo)志，用作填料松鋪厚度的控制。其施工工藝、檢測(cè)方法同第一層填筑。

3 注意事項(xiàng)

3.1 包邊礫石土施工

包邊礫石土的質(zhì)量直接影響風(fēng)積沙的壓實(shí)效果，會(huì)影響風(fēng)積沙的填筑，造成邊坡坍陷，造成路基、路面的破壞。因此，在風(fēng)積沙路基填筑中，包邊礫石土填筑施工的質(zhì)量控制是風(fēng)積沙路基施工的重要環(huán)節(jié)。

3.2 風(fēng)積沙填筑施工

在施工中，應(yīng)注意觀察天氣情況，如有風(fēng)或氣溫高，風(fēng)積沙填料水分揮發(fā)塊，此時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大澆水設(shè)備的投入，以保證風(fēng)積沙填料含水率處于最佳狀態(tài)。以150～200 m的長(zhǎng)度一次填筑為宜，含水率宜大不宜小。填筑時(shí)，推土機(jī)與水車緊隨其后，進(jìn)行粗平和灑水車澆水， 使得風(fēng)積沙與包邊礫石土的松鋪厚度縮小。待風(fēng)積沙含水率全部飽和后，壓路機(jī)只在風(fēng)積沙上靜跑一遍，這時(shí)風(fēng)積沙低于包邊土的填筑高度，此時(shí)用平地機(jī)將包邊土高出部分刮出路基以外，使風(fēng)積沙與包邊礫石土同高，而后進(jìn)行平地機(jī)精平碾壓。

3.3 風(fēng)積沙澆水

風(fēng)積沙施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是澆水。澆水方式不當(dāng)，對(duì)風(fēng)積沙的施工質(zhì)量影響很大。施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)澆水不均勻、不徹底而導(dǎo)致風(fēng)積沙壓實(shí)度不足的問題， 同時(shí)也導(dǎo)致運(yùn)料車在上料時(shí)的誤車現(xiàn)象，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度。風(fēng)積沙施工需要大量及時(shí)的澆水，所以必須保證有充足的水源和配套的上水設(shè)備。

3.4 土工布鋪設(shè)

土工布增大了風(fēng)積沙路床的承載面積及抗剪切能力，所有土工布的平展、搭接寬度在施工過程中作為重點(diǎn)工序控制。

3.5 養(yǎng)護(hù)

風(fēng)積沙地區(qū)路基分段完成后，特別要注意成品保護(hù)。應(yīng)及時(shí)按設(shè)計(jì)完成路基表面防護(hù)，經(jīng)常注意灑水養(yǎng)護(hù)等。嚴(yán)禁車輛在路基上行駛。

3.6 防排水

邊坡防護(hù)必須及時(shí)跟進(jìn)，避免風(fēng)沙進(jìn)入30 cm壓頂砂礫土內(nèi)，影響路基壓實(shí)度。同時(shí)做好排水設(shè)施，保證路基、路床不受雨水沖刷。對(duì)路堤和路塹邊坡應(yīng)采取有效措施，做好邊施工邊養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目大規(guī)模采用風(fēng)積沙作為路基填料，通過就地取材，采用“包邊砂礫土”風(fēng)積沙施工工藝，在風(fēng)積沙路基填筑頂面鋪設(shè)土工布，使用30 cm砂礫土進(jìn)行壓頂，確保了路基的整體穩(wěn)定性，增加了風(fēng)積沙的填筑量，降低了砂礫土的使用量，從而降低了工程造價(jià)。同時(shí)對(duì)改善沿線脆弱的生態(tài)環(huán)境，貫徹生態(tài)環(huán)保理念具有極其重要的作用。