风积沙水泥改良土在沙漠地区的应用

陈健

摘要：众所周知路基的填料宜尽量选择强度高、水稳定性好的土进行填筑，而内蒙古地区路基填料主要以风积沙为主，为进一步提高路基尤其是路基基床结构的强度和稳定性，采用对路基基床底层部分（中煤尿素铁路专用线设计基床底层厚190cm）进行5%水泥改良施工。本文分析当前的路拌法对于路基加固施工的主要影响，以工程的实际情况为出发点，分析风积沙水泥改良施工工艺，并且可以发现在工程中所存在的问题，总结出切实可行的应对措施。

关键词：风积沙；水泥；改良

因内蒙古地区优质填料比较缺乏，为了节约投资，保护环境，扩大可使用的填料范围，需要对路基填料进行改良，在风积沙中掺入一定比例的水泥，通过均匀拌合，使之路基填筑质量满足要求，而施工质量的控制是有待解决的一大难题。

一、工程概况

中煤铁路尿素专用线位于内蒙古自治区西南部的鄂尔多斯市乌审旗境内图克镇。标段内为新月形沙丘区，地势略有起伏。该段与既有新恩线并行，地表植被较发育，主要为沙蒿、沙柳以及人工树枝沙障，局部为林地。地层岩性为第四系全新统风积粉细砂，第四系全新统湖积粉细砂，工程地质条件一般。

二、工艺原理

风积沙水泥改良土主要技术在风积沙中加入一定比例的水泥，然后根据需要在施工位置上洒入水进行充分的搅拌之后实施整平处理，并且可以保证水泥与水发生完全的反应，最终可以形成具备较高强度的结构，避免在使用中出现土基湿陷的问题。拌合、洒水养护是该施工技术的核心工作环节。风积沙水泥改良土在施工中会直接受到水泥早凝时间的影响，在整个施工环节中，不能出现任何机械设备故障或者施工工序衔接不紧密的情况而导致施工延误，否则将会使整个工程水泥凝结而导致改良土施工失败。

三、施工方案

（一）施工方法

路基填筑施工主要可以分为水平段、纵向分段、机械方式完成整个施工。路堤填筑施工需要严格按照施工工艺来进行，保证各个环节的工作达到要求。施工机械的选择最为关键，尤其是摊铺机、整平机、压路机等机械。碾压施工环节对于整个部分工程的质量存在直接的影响，这就需要在碾压达到工程的要求后，就要立即开始另外一层的改良土施工，并不需要预留专门养护时间就能够满足要求，如果在施工中不得不中断进行，就要进行养生处理，时间要大于7天。

（二）施工方案

1、施工准备

风积沙水泥改良土施工前在室内进行配比试验，确定施工配合比。经试验测得最大干密度为1.87g/cm3，最佳含水量为10.1%，K30为100MPa/m。按每层0.5m松铺厚度填筑，碾压6遍，静1弱1强3静1，各项指标能达到标准要求。配备洒水车1到2台，并在沿线路两侧每100m打井，用以配合洒水车拌合及养护用水。

2、工艺流程

测量放样→准备施工材料→洒水闷料→整平施工→摊铺水泥材料→拌和→加水并湿拌→整形→碾压→接缝和调头处的处理→养生

3、施工工艺

（1）摊铺及拌和

准确的计算确认每袋水泥的纵向间隔距离，并且需要在土层的位置上做出明显的标记。在水泥运输到施工位置的当天就要开始摊铺施工，可以直接卸在施工地点，并且需要检查是否存在遗漏或者剩余问题。水泥车辆要进行遮盖，防止雨水进入到水泥中导致材料变质。人工进行材料的均匀摊铺，保证各个区域的均匀性。水泥摊铺结束后，要保证其不会存在任何空白，也不会有堆积过量的问题。

（2）拌和

应用改良土拌和机来进行搅拌处理，在完成之后需要有专人进行拌和深度是否达标。在没有专用设备时，可以使用旋耕机或者平地机等方式来进行，但是要严格控制拌和时间。首先需要使用设备对于土层来进行翻拌处理，将水泥混合到土层中，但是要切忌直接进入到工程的底部位置上，同时需要严格控制拌和速度，保持慢速进行；上述操作结束后，就要开始第二遍的拌和，此时要与上一环节的顺序相反，从两侧开始逐渐的进行，施工工艺相同，但是需要确保整个土层全部翻透。在施工的过程中，不能存在纵向裂缝的问题，需要连续施工，如果因为不可抗力因素而导致中断超过2h，应该根据需要来设置横向施工缝，并且做好搭接位置的处理。

（3）整形

混合料拌和完成之后，需要使用平地机来进行初步的平整处理。对于直线的施工路段中，需要自两侧向中间位置来进行整形处理，而对于平曲线路段，需要自外侧向内侧逐渐的进行施工，如有必要，可以从反向在进行一遍整形处理。整形施工阶段，禁止车辆在施工路段中通行，并且还要保证不会存在任何的粗细集料离析的问题。

（4）洒水闷料

如果摊铺完成的整平路段的含水量比较小，需要再次进行洒水，保持均匀性，不能出现局部位置水量超标的情况，在整个环节中禁止车辆调头与停顿。细粒土的闷料时间至少经过一夜，而其他的材料则需要适当的缩短时间。

（5）碾压

经过检测之后，确定混合料的含水量达到施工标准的要求，就要应用压路机进行全宽度内的碾压施工，要达到密实度的要求，并且表层不会存在任何的轮迹。碾压施工阶段，各个区域部分的交叉应该保持重叠与压实，纵向搭接长度应该控制在2.0m以上，上下两层结构需要交错布置3.0m以上。相邻作业区间内的搭接长度要在2.0m以上。碾压施工环节，必须要保证表层位置的湿润度达到要求，不能出现松散、起皮等问题。碾压施工完成前，需要使用平地机进行终平处理，以保证其达到工程的技术要求。

（6）养生

改良土碾压施工结束后，如果不得不中断施工，就要开始养生施工，一般是应用洒水车在施工位置进行洒水养生，但是要保证养生时间在7天以上。洒水量需要考虑到工程量与当地的气候条件，合理确定。养生阶段必须要保持改良土时刻处于湿润的条件下，而且要保证湿润度在合理范围内，含水量过大或者过小都会导致工程的质量无法满足要求。在开放交通的时间内，重型车辆禁止进入到工程中，其他车辆行驶速度限定在15km/h以下。

（7）检验

施工完成之后，需要在施工路段中间隔100m就要布置质量检测点，主要是在距离左右路肩边线1m的位置上各2点，路基中间位置上布置2点。本次工程检测完成之后，合格率达到100%。

（8）沉降观测

路基填筑施工开始后，应该根据需要在施工位置上布置沉降观测板与观测桩。碾压环节完成之后，应该检测其沉降量，并且需要应用二等水准测量标准，同时需要在路面中心与路肩处分别设置观测桩。

四、质量控制

水泥改性土中加入水泥施工材料之后，其初凝时间要在3h以上、终凝则应大于6h。在改良土拌和阶段，会造成部分水量的流失，特别是环境温度比较高的情况下，所以在施工前应该保证其要稍微高于最佳含水量，但是要严格控制，根据气候条件和设计情况进行确定。水泥改良土在施工中与环境温度存在直接的联系，确保工程的质量达到要求。此外，严格控制各个施工環节，确保连续进行，并且需要控制各个环节质量，最终保证工程质量达标。

五、结语：

结合施工实践，本着实现高效性和经济性的双重目的，采用路拌法施工风积沙水泥改良土时，并在后期的沉降观测和压实度检测结果来看，远远超过设计要求，既能加快施工速度，亦能提高经济效益，能保证路基施工质量。在施工过程中，要严格控制好含水率控制，拌合均匀，要尽可能的避免在大风天气施工。后期养护很重要，车辆尽量不在路基上掉头转弯，防止扰动已施工完成的改良土，造成无谓的返工。

参考文献：

[1]内蒙古货运铁路风积砂路基施工工艺探讨[J].葛新.中小企业管理与科技（上旬刊）.2005（06）.