李清怡
(中建新疆建工路橋工程有限公司,新疆 烏魯木齊 830054)
沙漠地區的氣候特點,造成了風的速度大,晝夜溫差大,氣候冷暖變化明顯,干燥少雨。這些氣候特點使得沙漠地區的公路修筑困難重重。沙漠地區一些流動和半流動性的沙丘,使得該地區的公路施工和維護,經常受到惡劣天氣的影響。因此,加大對沙漠地區公路施工策略的研究對于提升公路施工質量有著重要的意義。
沙丘沙在受到風力吹揚時,首先會影響到砂礫的成分。因為風能夠分選介質,原生的沙子在受到風力吹揚時,較大的沙子會磨搓碎裂,其中一些塵埃狀的顆粒被風吹走,使得顆粒的含量降低,中等沙子所占的百分比相對提高。由路基沿線的4個取沙場的樣本分析得知,砂礫粒徑在0.25~1mm的細沙大概占到了65%,砂礫粒徑在0.05~0.25mm的大概占到了16%,砂礫粒徑小于0.05mm的粉砂含量非常少,砂礫粒徑大于1mm的粗砂更少。因此,砂礫主要是細沙構成的,粗砂與粉砂的含量都非常低,沙礫的等級非常的集中,級配程度較低,所以很難將其有效壓實。
在進行路基施工前,選擇了K1014+300~K1014+500路段來進行試驗,并確定填方路堤壓實機具、壓實次數、施工方法等等。在進行施工的時候,使用挖掘機與裝載機進行挖運,使用自卸車將土方運到施工現場后,再用推土機和平地機座進行攤鋪平整處理,使用18t的振動壓路機進行碾壓。
風積沙壓實工作的重點是保證合適的含水量,通過多次的試驗,使用水墜碾壓法進行公路施工。施工流程為:在路基的外側沿著路線的方向,在每50m的距離打一口機井。等路堤上風積沙填料攤鋪整平時,將風積沙做成長寬為3~5m的圍堰,圍堰的高度在30~40cm之間,然后通過機井抽水,放到圍堰中,讓風積沙進行自吸水,達到一個合適的含水量,自吸水大約需要24h。等填料表面沒有水跡時,使用平地機推平,在進行壓實度計算時,最大干密度、公路施工壓實工藝要相互吻合。在使用水墜法進行振動壓路機碾壓的過程中,可以在實驗室按照重型擊實標準來找出最大干密度值進行壓實度的計算。
通過試驗得出,在靜碾壓兩遍后,單點的碾壓度達不到90%,開動微振動碾壓兩遍之后單點的碾壓實度達到92%,強震動碾壓一遍之后,單點的壓實度數值需要達到96%左右,上面這些施工工藝,能夠有效地解決分層填筑調整風積沙最佳含水量的施工問題。在不同深度的區域內,對壓實度做出最佳數值的要求。當確定風積沙壓實機具和碾壓的次數以后,經過檢測,壓實度均需要達到要求。
在施工之前要做好各項準備工作,準備工作的內容有放樣、對填方路段雜草的清除、填方路段樹根的處理等等。同時要做好原地面臨時排水設施的建設,避免因為滲水造成的水溝淤積等問題。在路堤修筑時,路面上的坑需要使用風積沙進行回填,并確保壓實度的標準化程度。如果路堤的地基是耕地或者水塘等,需要先對原有的腐殖質泥土等進行清除,等清除完成之后,在按照規定來做好分層碾壓到標準的壓實度。一定要清除路堤范圍內的沙丘,并進行及時的回填。
在推送填料時,使用推土機、裝載機或自卸車,從公路路基的兩邊或者離取土場較短的距離內,調配風積砂至填方路段攤鋪填料。將推運至填方路段內的填料用推土機粗平,之后再用平地機精平,攤鋪后每層厚度不能大于30cm。使用帶刻度的木樁掛線以有效地控制松鋪厚度。
在攤鋪、整平好的路基上分段設圍堰。在進行圍堰的設置時,需要按照縱、橫坡大小適當劃段,否則風積砂的含水量不均勻,影響壓實質量。
圍堰設置好后開始放水,放水要連續進行,放水時水流流速應稍大。當每個圍堰的水放滿后,等到風積砂全部吸水飽和、面層上無水跡時開始碾壓。使用2臺18t(激振為400kN以上)振動壓路機,同時由路基外側向中間碾壓,碾壓過程中,如發現表層填料風干,需灑水補充填料含水量以后,才能夠進行碾壓。壓路機行走速度為1.5km/h。在碾壓時輪跡需要重疊,重疊輪跡寬度的1/3以上。在初始階段先靜壓2遍,再弱振2遍,最后強振4遍。
壓實后應盡快檢測壓實度,否則碾壓好的路基表面層會由于失水而松散,導致檢測所得的壓實度數據不夠準確。在風積沙路基壓實度的現場可以使用灌砂法進行檢測,不能使用環刀法,在取樣的時候不能選擇每層的頂面,需要輕輕地刮開距離頂面5~10cm以下的土進行取樣。在進行含水量測定的時候,不能夠使用酒精法,需要把全部的試樣放進烘干箱進行烘干。在進行檢測的時候頻率按《公路工程質量檢驗評定標準》(JTJ 071—98)附錄B和《公路路基路面現場測試規程》(JTJ 059—95)規定隨機取樣,每2 000m2檢查8點,不足300m2的時候檢測2點。
由于沙漠地區自然條件的特性,造成風積沙松散、黏聚性較弱,因此,為了避免公路路基在施工過程中受到風蝕和沙埋,需要做好以下幾點:
a)選取最佳的施工季節,這樣能夠降低風蝕和沙埋帶來的影響,最好是在少風、風速較低或者沙漠的雨季進行施工,保證在大風來臨以前完成整個公路施工;
b)邊施工邊防護,保證路基、路塹防護的質量和及時性,在做好施工組織計劃的同時,配套設施要及時完成;如果填筑路堤當天不能夠及時完成,需要對坡面進行覆蓋,以保護其不受風沙的侵蝕;在路塹開挖時,一開始就要做到隨挖隨蓋;在路基施工時,需要采取相關的措施保護路基兩側的地表原植被、地表的硬殼等等,要不斷減少人為砍伐和破壞公路沿線的植被,降低因為防風護沙不當,造成公路病害的產生;要最大程度上使用挖方材料,避免棄方,以降低沙害的發生。
在公路路基施工完成后,需要及時對路床做出彎沉檢測,要求所有的彎沉值要小于公路設計值。使用承載板測試得出,路基的整體強度較高,彎沉值符合設計的要求。使用濕壓法進行公路施工,有利于公路路基的建設和鋪筑,對提升公路路基的施工質量有著重要的意義。
綜上所述,通過對沙漠地區公路施工的分析,得知沙漠環境下的砂礫石可以施工,濕壓法施工在沙漠地區的工藝可行性高,施工效果明顯,施工質量提升較高。另外,使用砂礫進行公路施工,能夠加強對廢物的利用,提高公路施工的經濟和社會效益。使用風積沙施工,在總結成功經驗之后,要不斷地進行推廣,以促進我國公路事業的發展。
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