風積沙路基的施工方法研究

新疆北新路橋集團股份有限公司 烏魯木齊 830011

1 工程概況

S310線麥蓋提-喀什高速公路，主線為雙向四車道高速公路，設計行車速度120 km/h，路基標準寬度28 m，路線基本與S310、S213線平行布設。本項目位于喀什沖積扇平原的前端，塔里木盆地西部邊緣，喀喇昆侖山北麓，喀什綠洲中部，葉爾羌河中下游地區，屬于沙漠與沖積平原過渡的綠洲帶。路線總走向由東南向西北，全線地勢平坦，海拔在1 155～1 225 m之間，相對高差為70 m，屬典型的平原農耕區。總地勢為西北高，東南低，自然降坡比較小。公路自然區劃為V12區，為綠洲荒漠區。

項目風積沙路段主要位于岳普湖境內牌樓農場至四十二團路段（K34+000），沙丘主要為半固定沙丘區，大小不一，風積沙局部低洼位置長有蘆葦，沙丘表面部分生長有紅柳、梭梭和駱駝蓬等植被，沙丘土質一般為極細粉砂。

2 施工準備

2.1 技術準備工作

在路基施工前，在全面熟悉設計文件和設計交底的基礎上，進行了現場核對和調查。

2.2 測量準備工作

路基填筑施工前已完成導線、水準點復測。施工測量的精度須符合《公路路線勘測規程》的要求。在路基填筑施工前，進行中樁及礫石包邊土內口線的放樣，以控制路基填筑的寬度。機械施工時，應在中心樁、邊樁處設立明顯的填挖標志，距中心樁一定距離處埋設控制標高的控制樁，若發現控制樁丟失或碰倒應及時補上。在取沙位置定點設立明顯標志，注明允許的挖掘深度、寬度和所供應的路基范圍樁號。

2.3 場地清理及基底處理

對路基用地范圍內的樹木、野草等在施工前砍伐或移植清理，砍伐的樹木移置于路基用地之外，進行妥善處理。將路基范圍內的樹根全部挖除。 在原地面臨時設置排水設施，并且與永久排水設施相結合，與自然溝壑相接，以便雨水隨自然溝壑排走。在樹木、野草清理完畢后，用裝載機配合平地機對原地表進行清表，清表厚度為30 cm，在30 cm內不能完全清除殘余植被的情況下，須增大清表厚度，以便完全清除原地表植被。在原地表清理完成后，由于壓實度不做要求，只檢查標高，故對風積沙路基填筑前用雙驅振動壓路機對基底進行靜壓收光處理，基底標高比原地面標高下降了20～50 mm。經自檢、監理工程師復檢確認高程滿足設計及規范要求。

3 風積沙路基填筑施工工藝[1]

3.1 換填風積沙

用全站儀對該施工段線路中線進行放樣工作，每20 m放一中線樁，根據設計圖紙計算路基寬度放出邊樁及坡腳線，護樁宜設在路基坡腳以外2 m，坡腳線寬出50 cm布設，之后進行換填風積沙。

3.2 礫石包邊土施工

風積沙填筑路基兩側邊坡采用礫石土包邊，路床采用礫石土填筑。包邊及路床填筑礫石土厚度應根據路基填高H進行設定：H≤3 m風積沙填筑路基，采用頂寬2 m礫石土包邊；3 m＜H≤5 m風積沙填筑路基，采用頂寬2 m礫石土包邊，路床頂30 cm采用礫石土填筑；H＞5 m風積沙填筑路基，采用頂寬2 m礫石土包邊，路床頂30 cm采用礫石土填筑，在填筑高度2.4 m時鋪設1 層土工格柵。

風積沙填筑路基在其頂部鋪設一布一膜進行防水加固。為加強路基與地基的整體結合，防止坡腳或淺層地基的破壞，填筑時應在基底鋪設1 層土工格柵（圖1）。

包邊土采用人工、機械相結合的方法進行施工。施工中必須嚴格控制包邊土的內邊線，包邊土松鋪厚度為33 cm，壓實厚度為30 cm，兩側各超寬≥50 cm，以保證路基碾壓寬度及工作車輛行走。采用自卸車卸料，裝載機、平地機推平，最后人工整形、找平。灑水車在包邊土上勻速、均勻地灑水，含水量應控制在最佳含水量±2%之間。

3.3 路基中間風積沙填筑

風積沙填筑路基采用水平分層填筑方式，包邊土施工完成后進行中間路槽內風積沙的填筑（圖2）。

圖1 土工織物鋪設

圖2 填筑

3.3.1 推送、整平填料

填料厚度采用兩邊竹竿掛線法控制。根據分層分區壓實前后高程對照，風積沙填筑在不同區、層上的松鋪系數為1.5～1.65，即每填筑30 cm，其虛鋪厚度為45～50 cm。先用自卸車卸料于包邊土外側，然后用裝載機運料于指定地點，進行粗平。待粗平完成后，進行灑水，最后用平地機精平（圖3）。

3.3.2 濕壓法灑水

因風積沙天然含水量較小，在采用濕壓法施工時需要大量的水。為解決供水問題，從符合施工用水規定的水井里取水，水車運輸到施工現場進行灑水（圖4）。灑水分段進行，灑水段落不宜過長，一般以20 m左右為宜。灑水時，將水車停在包邊土上，接φ10 cm的水管，閥門適度打開進行灑水。灑水轉向應在作業段外完成，避免轉彎輪跡在作業面內造成破壞，影響平整度。

圖3 精平

圖4 灑水

灑水完成后，可用鐵鍬挖坑，查看是否滲透到底。手撮填料判斷含水量，若團狀、不散、飽和出水說明達到最佳含水量，否則含水量不足，需繼續逐排灑水。待滲透到底并滲透均勻后再用平地機刮平，由振動式雙驅壓路機緊跟其后進行碾壓。

3.3.3 濕壓法碾壓

用180 kN雙驅動振動壓路機以不超過4 km/h的速度靜壓1～2 遍，后期可增大速度。直線段由兩邊向中間碾壓（圖5），鋼輪重疊度不小于1/3單輪寬度，前后相鄰兩區應縱向重疊20 m以上。

圖5 碾壓

3.4 復合土工膜鋪設

復合土工膜鋪設時，路基表面平整度與橫坡應符合設計及規范要求，嚴禁有硬物突出路基表面。復合土工膜按路基橫斷面相應的寬度全斷面橫向鋪設，且鋪設平展緊貼路床底，不允許有褶皺。在沿路線橫向鋪設時，根據路基的縱坡與橫坡，低的一幅接頭在下，高的一幅接頭在上。復合土工膜鋪設應保證其整體性；搭接時，縱向搭接寬度不小于30 cm，橫向搭接寬度不小于50 cm，其搭接頭應褶向下坡方向。鋪筑完后要仔細檢查有無破損處，發現后應在破損處的上面加鋪大小適當能防止破損處漏水的復合土工膜進行補強。復合土工膜鋪設完成后，嚴禁行人、牲畜和各種車輛通行，并盡快填筑上層填料，以避免其受到陽光長時間的直接暴曬或破損。

3.5 一布一膜鋪設

一布一膜土工織物按設計要求沿路基縱向（即線路方向）鋪設，其他和復合土工膜鋪設相同。一布一膜在儲運過程中，均不得靠近火源、熱源，并避免受日光直接照射。一布一膜放在陰涼室內儲藏，儲藏期從出廠日期算起不得超過18 個月。

4 風積沙挖方段施工[2]

根據試驗結果，對開挖出的適用沙土，應用于路基填筑，不適用的按規定堆棄。施工過程中發現風積沙層下出現土質變化，應將上部風積沙全部挖除后再進行下層開挖，上部風積沙邊坡度應符合設計要求。風積沙路段開挖應根據所用機械及路塹深度和縱向長度的不同，采用橫挖法或縱挖法2 種方式或混合式開挖法施工。風積沙零填方及挖方路段，應挖至路床頂面標高以下150 cm進行翻挖，對開挖基底，路床底面及頂面分3 層進行重新碾壓達到要求后，再回填超挖部分，以保證0～150 cm范圍路床的壓實度。對填挖結合的路基，要先進行填方路段的施工，避免挖方時將填方區域掩埋。

5 風積沙路基施工關鍵工藝的質量控制

5.1 測量放線

首先放出路基的中心線，每20 m一樁，然后在路基兩側適當的位置進行拴樁，再根據每填筑層頂面標高放出每層風積沙填筑的邊線。邊線采用竹竿控制，每20 m一樁，樁上必須插紅色三角測量旗幟。竹竿長度一般為60 cm左右，上面間隔30 cm涂刷紅、白漆。

5.2 虛鋪厚度

風積沙的壓實工藝與傳統路基填料的壓實工藝有明顯的不同，風積沙的壓實主要靠干壓法。經現場的試驗發現，風積沙的壓實度滿足規范要求。在實際施工中，一般虛鋪厚度控制在30～50 cm。

5.3 高程控制

現場施工時，以原地面壓實后的高程作為原始高程。風積沙施工后，一般每填筑3 層進行高程檢測和每層的填筑厚度核實，同時進行中線偏位的檢測，以便施工中隨時糾正中線偏差。

5.4 上土數量控制

根據每層的虛鋪厚度、平均寬度和長度，計算每個斷面計劃所用的材料用量。再根據拉料車的每車拉運量，計算每個斷面計劃所需的車數。在每個斷面內，確定卸車間距和車數。

5.5 上土

采用大噸位自卸車進行風積沙的運輸，自卸車盡量采用同一種型號的汽車。自卸車將風積沙拉運至現場后，按照確定后的卸車間距和車數進行卸車。在卸車過程中，合理組織車輛和指揮交通，防止運料車輛在風積沙上誤車和便道交通堵塞情況的發生。

5.6 整平

為了便于虛鋪厚度的控制，整平必須采取邊上土邊整平的方式。采用推土機進行粗平。在整平過程中，邊線采用掛線控制虛鋪厚度，同時使邊線順直，坡度一致，滿足設計要求。

5.7 碾壓

采用平地機進行精平，然后采用振動壓路機進行風積沙的碾壓（靜壓）。碾壓必須采取由外向內、由低向高的順序，同時錯1/2輪。碾壓2 遍，輪痕較明顯時，采用壓路機大排軸快速碾壓1 遍，盡量消除輪痕。為了保證壓實寬度和保證休整路基邊坡后的路堤邊緣有足夠的壓實度，每側應超出路堤的設計寬度30 cm。

5.8 壓實檢測

由于風積沙是一種比較特殊的路基填料，一般采用相對密度法來測定標準干容重，此法比較科學且符合現場實際施工。用環刀法對風積沙路基填筑壓實度進行檢測。

5.9 封閉

為防止風蝕現象，當路堤填至設計標高后，或有較長時間的停工時，必須對風積沙頂面和邊坡進行臨時封閉，封閉的方法可采用虛鋪厚度為10 cm的黏土或砂礫進行全封閉。在路基交工時，風積沙路基填筑的邊坡必須進行正式防護，防護形式一般采取網格防護，并在網格內回填種植土植草。

5.10 刷坡

路堤填至設計標高后，按設計的邊坡坡度及位置，至上而下進行刷坡。刷坡下來的風積沙，一般工程設計用作擋水埝。擋水埝合理布置，可防止周圍的灌溉水或雨水流入路基范圍內，又可防止高速公路的排水流入周圍耕地，污染農田。為了防止路基邊坡外的少量積水浸泡路基，一般工程設計路基邊坡坡腳進行漿砌片石防護。

6 試驗檢測

6.1 礫石包邊土壓實度檢測采用灌沙法

采用隨機取樣每2 000 m2檢測4 點，不足2 000 m2檢測4 點。壓實度檢測結果應達到規定的標準，否則必須進一步灑水碾壓，直到合格為止，方可進行下一道工序作業。

6.2 風積沙壓實度檢測采用浸水環刀法

在路基壓實度檢測時，應檢測表面15 cm以下，表面只做現場控制施工用。取環刀時，應將環刀壁四周的風積沙挖除，從環刀下將環刀剜出，以防環刀下部缺料影響壓實精度。測定試樣含水量時不能用酒精法，應將試樣全部放入烘箱烘干。壓實度檢測結果應達到規定的標準，若不達標必須進一步灑水補壓，直到合格為止，方可進行下一道工序作業。

7 結語

通過檢測可知，S310線麥蓋提-喀什高速公路風積沙路段各項指標均達標，確保了風積沙路基的質量。同時，在施工時應對周邊環境進行保護。因此，我們對風積沙路基進行封閉保護，減少風蝕現象，創造了一個良好的安全、文明的施工環境。