浅谈风积沙路基填筑施工技术

浅谈风积沙路基填筑施工技术

张德伟

河南平正高速公路发展有限公司河南463400

我国沙漠分布较为广阔，主要分布在新疆、内蒙和陕西等省（区）地区，随着我国公路建设的高速发展，在沙漠地区利用风积沙做填料修筑高速公路路基已经成为必然的选择。研究适合于高速公路风积沙条件的路基填筑施工工艺对风积沙路基施工质量控制有着非常重要的意义。

1、工程概况

榆神高速公路位于陕西省北部地区榆林市境内，地处毛乌素沙漠东南边缘地带，受毛乌苏沙漠的不断侵袭，高速公路所经路段80%以上为沙漠所覆盖，覆盖厚度几米至几十米不等。其中K0+000~K55+000段均为风积沙覆盖地段，沙漠丘陵是其主导地形，间隔切割不深的河流谷地、高漫滩、阶地以及宽阔平缓的湖成盆地或洼地等沙漠滩地，该段地下水较为丰富，一般地下水深约10米，滩地内水深2～3米。

全线路基填筑利用风积沙填筑数量大，填筑数量约550万m3。

2、标准试验

根据试验，本路段风积沙颗粒粒径大部分集中在0.074~0.5mm之间，表面天然含水量在1.5~2.3%之间。根据重型击实试验，本路段风积沙最佳含水量在5.1%左右，最大干密度为1.82g/cm3。

三、压实标准

由于风积沙具有颗粒较细、无粘性、天然含水量小、保水性差等特性。对施工机械配置、施工工艺、压实度检测等都有别于一般土方路基施工，为保证路基填筑质量，根据设计要求，在路床范围内我们在一般路基压实度的基础上提高1%，风积沙路基压实度标准如下：

质量控制关键点：

1、施工前准备、填料装运与普通土方路基填筑施工相同。但由于风积沙无粘聚力，在路基填筑时宽度按路基设计宽度每侧加宽50cm进行控制，松铺厚度按照30cm左右控制，以保证路基边缘的压实度。

2、对填料水份的补足

由于细砂的粘聚力非常小，如果水分不补足的话，就很难压实，其填筑路基的强度也将无法达到设计要求。风积沙填料为细沙，其天然含水量约1%~3%，根据试验，风积沙在含水量为7%~11%压实效果较好，因此填料在碾压前必须进行补水。补水采用在路基外打井，抽水机抽水，以接管灌水的方法对填筑层进行补水，水井每500米一个，井深约50~100米不等。

补水长度以50米为一区段来控制，区段太长则水份挥发快，不利于填砂路基的保水，也不利于碾压，影响施工进度。补水应稍大于最佳含水量，为12%为宜，补水应浸透整个沙层。

3、推土机碾压

灌水完成后，应停歇半小时左右，再对该50米路基进行碾压，并依次往前推进。推土机碾压时单侧轮迹重叠宽度不小于1/2单轮宽度，在直线段碾压时应从路基边缘向内侧逐轮碾压，在半径较小的曲线上碾压时从内侧向外侧逐轮碾压。碾压遍数由压实度标准确定，根据试验段试验，采用TY220推土机进行碾压，碾压遍数为8遍时满足设计及规范要求的压实度，碾压以纵五横三的方式进行。

由于推土机为履带式，并没有激振力，无法表面收光，表面5~10cm比较松散，因此推土机碾压完成后又采用装载机装土进行快速碾压2遍，达到收光表面和封闭填层表面的目的。

4、填挖交界处的处理

风积沙路基填筑在原地面纵横向坡度较陡时无法与普通土方路基一样挖出成型的台阶，因此，在施工时应准确放样出填挖交界位置，对原地面的树根等杂物清理干净，从低处水平分层填筑，在填筑完整平时尽量伸入填挖交界处2m，碾压前应加长灌水时间，使水分能充分渗入原地面的风积沙中，并随时检查含水量，保证在碾压时该处风积沙的含水量大于最佳含水量，在碾压时注意碾压到位到边，不留死角。

5、检测

碾压完成后需进行压实度检测，由于风积沙碾压后表面较为松散，水分有所损失，因此，压实度检测应在每层距顶面10㎝以下取样。

风积沙无粘聚力特性致使采用一般的灌砂法和环刀法检测压实度有所偏差。我们采用变通环刀法进行压实度检测，采用大环刀法进行检查，环刀的高及直径均为15cm，体积4300cm2，相较于普通环刀的高约5cm、直径约7cm体积大得多，因此简称大环刀。采用大环刀时所用取土器应重新加工，使取土器与大环刀相配套，环刀顶面应加盖，当环刀打入沙层时，先加盖后再取环刀，以防止顶面沙子漏出影响精度，测定含水量时不能用酒精法，应将试样全部放入烘箱烘干。检测合格后进入下一层填筑。

6、上一层填筑

由于风积沙水分散失快，施工完成后表面易形成5~6cm厚的失水浮沙，因此在上一层填料填筑前对前一层进行补水浸透。

五、质量检测

通过试验检测压实度，采用饱水法施工的风积沙路基，在填筑层完成施工后一段时间，在对下几层施工的填筑层进行压实度检测，同一点位上的压实度经过不断的水坠渗透和碾压，压实度有明显提高，提高量在1%~3%左右。因此，采取灌水法施工风积沙路基填筑，施工质量能得到有效的保证。

六、施工中的注意事项

风积沙虽是一种较好的填筑材料，但其无粘性、失水松散等特性又使得极易被雨水冲蚀，在加上活动、半活动沙丘在风的作业下易造成高速公路的沙埋和风蚀，因此，风积沙路基施工应注意以下几个方面。

1、包边土的质量控制，风沙路堤边坡用粘土包边时，应在路基宽度范围之外的边坡上铺筑，底部埋入原地面下20㎝，顶部至硬路肩底面，并做成向外5%的横坡。施工时先按要求对沙路堤边坡进行整修，然后从坡脚开始水平分层向上铺筑；每层松铺厚度应不大于15㎝，宽度应大于包边宽度，适当洒水后采用蛙式打夯机或手扶式压路机分层夯实，每层夯实后应取样测其压实度。

2、边坡坡率的控制，为保证边坡的稳定，在条件允许的情况下，周边为荒地和沙丘地段时采用1：3的边坡坡率，包边土厚度为30cm；在农田和存在附近，采用1：2的边坡坡率，但边坡的包边土土应加厚，根据设计要求，我们采用了2m宽的粘土进行包边，包边土施工与风积沙填筑同步进行，压实度也要与同层风积沙路基填筑的压实要求相同。

3、排水设施的质量控制，风积沙遇水易被冲蚀，榆林地区又为暴雨多发区，雨量少但集中，雨水对路基的冲刷比较强烈，所以需加强路基排水工程。榆神高速公路对填筑高度大于1.5m的路堤采取集中排水方式进行，在路基边缘修拦水带，50m左右设路面急流槽集中排除路面积水，急流槽需施工出地界以外的低洼处，并将急流槽端部设置为喇叭口和增设了0.5x1.0米的沉沙池，减少雨水对风积沙的冲刷。

4、边坡绿化的控制，风沙对公路的危害较为严重，主要表现为沙埋和风蚀，一是风沙流通过路基，由于风速减弱，导致沙粒沉落，或在大风时将路基两侧的风积沙吹上道路，在高速公路上堆积形成沙埋，致使高速公路路面防滑性能降低，对形成安全造成极大隐患；二是在风沙的直接冲击下，路基上的沙粒或土颗粒被风吹走，出现路堤边坡掏空和坍塌等现象，即为风蚀。针对以上两种沙害形式，应根据各路段的具体情况，及时采取绿化措施，防风固沙。

结束语：沙漠地区修建高速公路，路基填筑采用风积沙作为填料，其水稳性好，就地取材方便，施工工艺简单，是一种较好的填筑材料，可有效的减少施工成本。我国沙漠地区分布辽阔，风积沙路基填筑的施工工艺，为高速公路的施工提供了新的施工方法，具有很大的发展前景。