风积沙路基填筑

风积沙路基填筑

赵英迪

中铁十二局集团第三工程有限公司山西太原030000

摘要：本文首先说明了风积沙的主要特征，然后详细阐述了风积沙路基填筑施工的技术要点，最后探讨了风积沙路基施工过程中常见的问题。

关键词：风积沙；路基；填筑；压实；含水量

一、风积沙的主要特征

（一）风积沙的物理和化学特性

风积沙具有颗粒细、结构松散、级配不良、无黏性、天然含水率小、保水性差等特性。石英和云母是风积沙的主要矿物成分，因此风积沙没有腐蚀性，而且呈现出微碱性的化学性质。自然状态下的风积沙，含水量最低不足1%，最大不超过6%。

风积沙是指常年风吹积淀而形成的呈均匀颗粒状的且含有非常少的粉粘土粒的沙类土，其不均匀系数Cu一般在2.7~3.2左右、曲率系数Cc在0.9~1.6左右，风积沙中粒径在0.26-0.074mm的颗粒占比最大，最高可达85%-95%左右，因此风积沙也被称为颗粒级配不良砂。风积沙的表面活性指数低，质地松散且保水性能差，具有明显的无粘聚性特征，这就导致风积沙在铁路路堤填筑施工中，存在压实成型难、松散无粘聚性、压实度检测难度大等问题。

（二）风积沙的力学特性

风积沙的性质较为稳定，在常规状态下不容易变形。其回弹模量在荷载的反复作用下可达到100MPa。一般的重型击实无法测量出风积沙的最大干密度，且压实质量也无法选用孔隙率作为评判标准。风积沙的粘聚力非常之小，在干燥的环境中下无限接近于零，如果含水量较高则会呈现出假粘聚力的特点。

二、风积沙路基填筑施工的技术要点

（一）放线测量要点

施工测量时，应先确定拟填筑路段路线方向，并按照规定距离放出路基中心线与边线等，在依据对应填筑层的标高，用竹竿控制边线位置。为了确保放线测量的精度，避免风沙给施工造成影响，在测量时需要现在平坦地势下完成桩基建设，同时增设水准点，这样可以最大限度的确保观测的便捷性和准确性。

（二）路基虚铺

由于风积沙的物理特性，在对风积沙路基填筑的过程中，风积沙填料不需要进行过度的碾压。风积沙的压实主要靠水沉法，在填筑前需要采用平地机对该路段进行清表，确保地基表面无杂物。平整夯实后，从附近沙丘选取无杂物的填料进行填筑。第一层虚铺厚度可以在50cm以上，平整后进行洒水，使得填料的含水率达到最优含水率，采用履带式的碾压机具碾压2-3遍，双驱压路机静压一遍，消除轮胎痕迹，确保路基面密实平整。其后的每层风积沙填料厚度需控制在30-40cm，且含水率控制在4.0%-4.5%之间，碾压按照先快后慢的原则进行碾压3-5遍后，再按照先外后中的顺序逐次进行碾压。由于风积沙保水性能差，在施工过程中失水速度过快，因此，在风积沙路基填筑过程中，洒水、平整、碾压要做到“快”，最大限度的确保路基填筑质量。在压实过程中应随时注意保持风积沙的含水率，如果发现含水率较低时，应及时进行洒水。

（三）路基的压实工艺

风积沙路基压实与土路基基本相同，不同之处有以下几点：①压实机具的要求；②压实方法的控制；③对含水量的要求。

1、压实机具的要求

风积沙路基施工机具必须为履带式。碾压完成后要用轮式压路机静压一遍，以消除履带式碾压出现的轮印

2、压实方法的控制

（1）沙漠铁路路基施工中，大面积压实都是在天然含水量情况下进行碾压，执行干振法标准；在涵、台背、墙后采用水坠法施工，执行饱水振动法标准。

（2）碾压时按照由外向内、由低到高的顺序进行碾压，两次碾压间错1/2轮，碾压2-3遍，碾压完毕后需要用压路机静压，否则表面有轮印，导致虚散层过厚。

（3）风积沙每层摊铺厚度不得大于30-40cm，第一层除外，厚度可在50cm以上。虚铺厚度的控制方法必须采用边桩竹竿挂线的方式。

3、对含水量的要求

在土路基压实时，必须将填料控制在最佳含水量范围内，而风积沙不存在此类要求，在任何含水量情况下，都可施工碾压。另外，水坠法施工时，要求水头高出20cm。

（四）压实度检测

1、标准干密度较多：风积沙路基施工，一般要求每公里至少一个标准密度。一般情况，风积沙路基压实后的最大的干密度为1.81~2.03g/cm3，为天然状态下的1.3~1.5倍。

2、风积沙路基取样深度一般要在15cm以下，正如上面所说，因沙抗剪性较差，在表面总有一层虚松层，15cm以下一般不易挠动，故风积沙路基取样深度一般要求在15cm以下。

3、检测时，环刀顶面应加盖。当环刀打入沙层时，先加盖后再取环刀，以防顶面沙子漏出，影响精度。测定试样含水量时，不能用酒精法，应将试样全部放入烘箱烤干。

4、完成碾压作业后，需要进行压实度检测，每层沿纵向每100m等间距检查2个断面6点，每断面左、中、右各1点，左、右点位置距路基边缘1m处。

5、压实度要求不分区。在风积沙路基施工中没有压实度分区，从底到顶要求压实度94%，涵、台背回填时要求压实度95%。另外，经过反复试验得出，风积沙在105℃时烘干1小时30分即可达衡重。

三、风积沙路基施工过程中常见的问题

（一）风积沙洒水与渗水控制

在风积沙路基填筑碾压过程中，需要不间断洒水以保证其压实度，故而撒水量和洒水速率的控制，便显得尤为重要。现场施工中，由于条件所限，加之工人操作水平参差不齐，常常造成洒水不均匀、不及时、过量等问题，严重影响着路基的施工质量。因此，施工中应结合实际情况，用洒水车等设备，对施工区段进行均匀洒水，并派遣专人，对洒水量、洒水速率、洒水时间等进行详尽的记录，确保做到定时、定量、定速洒水，以保证路基整体的施工质量，降低路基的安全隐患。

另外，当路基填筑到一定高度时，极易出现渗水漏水现象。渗出的水一般都会流向便道，其不仅会造成边坡坡脚的坍塌以及便道因浸水而损坏，更会因为便道损坏而造成交通的拥堵，对施工的进度和便利性造成了极为严重的影响。故而路基填筑过程中的防水与排水工作，也是施工中不容忽视的关键性问题。

（二）碾压工艺与环境污染

不论是干压法施工还是水坠碾压法施工，路基填筑过程中均免不了碾压工艺。若风积沙路基在施工过程中，仍然按照普通的路基进行施工，用一般的碾压方法进行碾压，其路基表面必然出现翻沙等现象，且压实度很难满足路基承载力的要求。因此，施工过程中要选择适宜的碾压机具，合理调整施工工艺，比如像平地机与压路机型号种类的选择，碾压速度与碾压次数的控制，振压时振动频率与振幅的确定等等。从而有效的确保施工质量，保证施工进程的正常进行。

在风积沙的运输与施工过程中，由于扬沙、粉尘、施工机具的噪声等引起的环境污染也同样不容小觑。由于风积沙表面失水后翻沙现象频繁，本身粒径比较单一，颗粒比较均匀，属于典型的不稳定材料。而运输车辆与施工机具在其表面的频发无规则行驶，也或多或少对上述过程产生了负面的影响。因此，施工与运输过程中的扬沙、砂土的洒落、粉尘的飞扬、施工机具噪声的传播，均会对当地居民的正常生产和生活产生影响，在正常施工过程中需加强对上述过程的监管，在运输过程中注意装车后进行湿润并用篷布覆盖，从源头上消除或减弱上述过程的影响，文明施工，绿色施工。

结语

综上，对于风积沙路基填筑具体施工工艺措施的研究是一项系统而又复杂的长期工程，它不仅要求在对不同风沙地段进行实地考察研究，风沙路基中的相关自然环境的调查和科学预测的基础上，做出合理化的施工规划。在实际施工过程中，还需要具备随机应变的能力，因地制宜的选用合理的施工方案和处理措施，同时还应加强风积沙路基填筑工程中的质量监控，严格控制施工细节，这对预防施工质量缺陷具有十分重要的作用。

参考文献

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[4]姜斌,张斌.风积沙地段铁路路基填筑初探[J].工程技术:文摘版,2017,01(20).