湿压法在沙漠地区公路施工中的应用
2013-04-18李清怡
李清怡
(中建新疆建工路桥工程有限公司,新疆 乌鲁木齐 830054)
0 引言
沙漠地区的气候特点,造成了风的速度大,昼夜温差大,气候冷暖变化明显,干燥少雨。这些气候特点使得沙漠地区的公路修筑困难重重。沙漠地区一些流动和半流动性的沙丘,使得该地区的公路施工和维护,经常受到恶劣天气的影响。因此,加大对沙漠地区公路施工策略的研究对于提升公路施工质量有着重要的意义。
1 沙漠地区公路施工环境分析
沙丘沙在受到风力吹扬时,首先会影响到砂砾的成分。因为风能够分选介质,原生的沙子在受到风力吹扬时,较大的沙子会磨搓碎裂,其中一些尘埃状的颗粒被风吹走,使得颗粒的含量降低,中等沙子所占的百分比相对提高。由路基沿线的4个取沙场的样本分析得知,砂砾粒径在0.25~1mm的细沙大概占到了65%,砂砾粒径在0.05~0.25mm的大概占到了16%,砂砾粒径小于0.05mm的粉砂含量非常少,砂砾粒径大于1mm的粗砂更少。因此,砂砾主要是细沙构成的,粗砂与粉砂的含量都非常低,沙砾的等级非常的集中,级配程度较低,所以很难将其有效压实。
2 湿压法在沙漠地区公路施工中的应用
2.1 沙漠地区路基填方试验段的准备
在进行路基施工前,选择了K1014+300~K1014+500路段来进行试验,并确定填方路堤压实机具、压实次数、施工方法等等。在进行施工的时候,使用挖掘机与装载机进行挖运,使用自卸车将土方运到施工现场后,再用推土机和平地机座进行摊铺平整处理,使用18t的振动压路机进行碾压。
风积沙压实工作的重点是保证合适的含水量,通过多次的试验,使用水坠碾压法进行公路施工。施工流程为:在路基的外侧沿着路线的方向,在每50m的距离打一口机井。等路堤上风积沙填料摊铺整平时,将风积沙做成长宽为3~5m的围堰,围堰的高度在30~40cm之间,然后通过机井抽水,放到围堰中,让风积沙进行自吸水,达到一个合适的含水量,自吸水大约需要24h。等填料表面没有水迹时,使用平地机推平,在进行压实度计算时,最大干密度、公路施工压实工艺要相互吻合。在使用水坠法进行振动压路机碾压的过程中,可以在实验室按照重型击实标准来找出最大干密度值进行压实度的计算。
通过试验得出,在静碾压两遍后,单点的碾压度达不到90%,开动微振动碾压两遍之后单点的碾压实度达到92%,强震动碾压一遍之后,单点的压实度数值需要达到96%左右,上面这些施工工艺,能够有效地解决分层填筑调整风积沙最佳含水量的施工问题。在不同深度的区域内,对压实度做出最佳数值的要求。当确定风积沙压实机具和碾压的次数以后,经过检测,压实度均需要达到要求。
2.2 路基施工工艺分析
在施工之前要做好各项准备工作,准备工作的内容有放样、对填方路段杂草的清除、填方路段树根的处理等等。同时要做好原地面临时排水设施的建设,避免因为渗水造成的水沟淤积等问题。在路堤修筑时,路面上的坑需要使用风积沙进行回填,并确保压实度的标准化程度。如果路堤的地基是耕地或者水塘等,需要先对原有的腐殖质泥土等进行清除,等清除完成之后,在按照规定来做好分层碾压到标准的压实度。一定要清除路堤范围内的沙丘,并进行及时的回填。
在推送填料时,使用推土机、装载机或自卸车,从公路路基的两边或者离取土场较短的距离内,调配风积砂至填方路段摊铺填料。将推运至填方路段内的填料用推土机粗平,之后再用平地机精平,摊铺后每层厚度不能大于30cm。使用带刻度的木桩挂线以有效地控制松铺厚度。
在摊铺、整平好的路基上分段设围堰。在进行围堰的设置时,需要按照纵、横坡大小适当划段,否则风积砂的含水量不均匀,影响压实质量。
围堰设置好后开始放水,放水要连续进行,放水时水流流速应稍大。当每个围堰的水放满后,等到风积砂全部吸水饱和、面层上无水迹时开始碾压。使用2台18t(激振为400kN以上)振动压路机,同时由路基外侧向中间碾压,碾压过程中,如发现表层填料风干,需洒水补充填料含水量以后,才能够进行碾压。压路机行走速度为1.5km/h。在碾压时轮迹需要重叠,重叠轮迹宽度的1/3以上。在初始阶段先静压2遍,再弱振2遍,最后强振4遍。
压实后应尽快检测压实度,否则碾压好的路基表面层会由于失水而松散,导致检测所得的压实度数据不够准确。在风积沙路基压实度的现场可以使用灌砂法进行检测,不能使用环刀法,在取样的时候不能选择每层的顶面,需要轻轻地刮开距离顶面5~10cm以下的土进行取样。在进行含水量测定的时候,不能够使用酒精法,需要把全部的试样放进烘干箱进行烘干。在进行检测的时候频率按《公路工程质量检验评定标准》(JTJ 071—98)附录B和《公路路基路面现场测试规程》(JTJ 059—95)规定随机取样,每2 000m2检查8点,不足300m2的时候检测2点。
3 湿压法路基施工的措施分析
由于沙漠地区自然条件的特性,造成风积沙松散、黏聚性较弱,因此,为了避免公路路基在施工过程中受到风蚀和沙埋,需要做好以下几点:
a)选取最佳的施工季节,这样能够降低风蚀和沙埋带来的影响,最好是在少风、风速较低或者沙漠的雨季进行施工,保证在大风来临以前完成整个公路施工;
b)边施工边防护,保证路基、路堑防护的质量和及时性,在做好施工组织计划的同时,配套设施要及时完成;如果填筑路堤当天不能够及时完成,需要对坡面进行覆盖,以保护其不受风沙的侵蚀;在路堑开挖时,一开始就要做到随挖随盖;在路基施工时,需要采取相关的措施保护路基两侧的地表原植被、地表的硬壳等等,要不断减少人为砍伐和破坏公路沿线的植被,降低因为防风护沙不当,造成公路病害的产生;要最大程度上使用挖方材料,避免弃方,以降低沙害的发生。
4 加强施工之后的工程检测
在公路路基施工完成后,需要及时对路床做出弯沉检测,要求所有的弯沉值要小于公路设计值。使用承载板测试得出,路基的整体强度较高,弯沉值符合设计的要求。使用湿压法进行公路施工,有利于公路路基的建设和铺筑,对提升公路路基的施工质量有着重要的意义。
5 结语
综上所述,通过对沙漠地区公路施工的分析,得知沙漠环境下的砂砾石可以施工,湿压法施工在沙漠地区的工艺可行性高,施工效果明显,施工质量提升较高。另外,使用砂砾进行公路施工,能够加强对废物的利用,提高公路施工的经济和社会效益。使用风积沙施工,在总结成功经验之后,要不断地进行推广,以促进我国公路事业的发展。
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