高速公路风积沙路基填筑施工技术研究

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:吴曦明 陈永乐
[导读] 摘要:风积沙地面地质具有特殊的结构。
        中国交通建设股份有限公司总承包经营分公司  北京  100000
        摘要:风积沙地面地质具有特殊的结构。由于其沉积的过程没有有效的表面压力,因此整体的结构松散,颗粒细微且基本不含水,没有任何粘性以及无法有效的保留降水等水分。风积沙路基在由于其土质部分的结构存在特殊性,造成施工难度大、施工效果差,以及路面结构不稳定等问题。针对新疆地区风积沙特殊的路基破坏性,需要严格控制其关键技术的实施,进而完成施工问题的解决,保证道路的施工质量。
        关键词:风积沙路基;路基填筑;关键施工
        引言:
        风积沙无论是作为路基填料还是混凝土原材料,国内外都开展了一些研究。国外研究成果主要针对风沙地貌的特征、成因、分布、演变等方面做出了论述,国内开始针对甘肃、陕西、新疆、内蒙等地沙漠地区特殊地段的建设技术做了一些研究工作,这些研究也仅限于公路。目前国内外学者针对风积沙的物理力学性质,抗剪强度及工程特性研究较多,而对于风积沙这种特殊的工程材料作为路基填料所涉及的施工工艺的研究还不够深入,尤其针对沙漠的风积沙作为路基填料的应用研究较少。本文就此展开了研究。
        1风积沙路基内涵概述
        风积沙路基,是指在风积沙大面积覆盖的沙漠化偏远地区建设的特殊路段的路基。这类路段由于其特殊的地理位置,以及风积沙路基的特殊修建特性,在修建过程中存在诸多的问题,增加了修建的难度。由于风积沙环境的形成是沙漠化地区经过大风、风沙环境的长期影响,造成的风化成分长期飘落和沉积的过程。这一地质环境较为特殊,主要以矿物组成为主,缺少水分。组成物中矿石、岩屑为主,也有少量黄铁矿、白云母等矿石物质。主要受到当地地域的砂石成分影响。由于其特殊的沉积方式,其砂石的成分,无法实现有效的水吸附。水分在进入风积沙环境时,会直接向下渗透,无法完成任何保水作用。整个风积沙的砂层,是长期干燥的。除此之外,风积沙的整体结构,由于无水和无外压的缘故,十分的松散。无法完成有效的塑型过程。对于塑型方法来说,无法通过剪切强度的增加,保证其有效的塑型过程[1]。尽管风积沙的可塑性较差,缺乏路基的基础特性。但是其应用仍然是十分广泛的。一般较为常见的应用方式是作为混凝土的主要材料。由于混凝土在建筑领域的广泛应用,因此风积沙砂石的需求量也是较大的。采用风积沙作为原料的混凝土,避免了在自然环境中开采砂石的过程,起到了一定的环境保护作用。风积沙无法直接进行路基的修建。但是却可以作为路基的填料进行使用。由于其强度的稳定,对于沙漠化地区的筑路工程来说,能够实现道路稳定的作用。同时,可以在区域内完成就地取材,对于整体的施工工期缩短、施工效率来说,有着重要的意义。
        2风积沙路基填筑施工中的压实质量标准及影响因素
        2.1压实质量控制标准
        路基本体填筑,设计及规范要求对砂类土(粉砂除外)以地基系数K30和相对密度Dr作为压实质量控制指标,其中要求K30达到80MPa/m,Dr不小于0.7。
        2.2最小干密度和最大干密度的确定
        根据填料的筛分数据,可知风积沙属于级配不良细砂,参照密度试验规定,砂的最小干密度采用量筒法测得;最大干密度采用振动锤击法测得,经多次试验平行测定,平行差值小于0.03g/cm3,最终结果为最小干密度1.46g/cm3,最大干密度1.75g/cm3。
        表1  风积沙粒径级配相关参数表
       
        3风积沙路基填筑施工工艺
        3.1风积沙表面供料技术
        风积沙由于其路基表面的失水翻沙问题,需要结合其实际填筑情况,控制其表面供料技术[2]。在风积沙路基的表面供料过程中,路基本身砂石不具有粘合性和粘聚力,容易发生车辆的陷入,进而造成更严重的失水翻沙。对于这种情况:①要控制翻沙的发展,不再继续采用重型车辆进行供料;②要进行翻沙部分的压实平复。另外针对供料问题,要进行修建道路中心的运料通道,控制整体的失水翻沙问题出现。对于供料通道:①要保证其经过碾压密实;②要确保其后期的维护,对于主干路基没有修建影响。
        3.2砂石的稳定最大密度确定技术
        对于风积沙砂石的稳定最大密度确定,能够保证填筑路基的过程中,路基的密度确定,进而提升路基的稳定性。对于风积沙砂石的稳定最大密度,目前没有明确的规定。同时也没有较为成熟的风积沙路面的技术经验。因此,对于风积沙路基的填筑,要注意结合实际情况,满足工程施工的建筑需要进行稳定最大密度的测算。确定这一数据的技术方式,需要结合室内试验的有效砂石测试,获得试验数据的支持。一方面要测试该地区风积沙在不同含水量情况下的压力情况;另一方面要测试风积沙在不同振动情况下的稳定情况。通过实验获取具体数据有吗,进一步采用室外路基填筑技术,进行路基的压实实验。如获得的风积沙稳定最大密度,无法保证保水表面的需求,则需要提升风积沙的保水标准,进一步提升其最大密度。
        3.3格栅铺设技术
        格栅在风积沙路基的填筑过程中,起到了很大的塑型和稳定作用,限制其上下土体及土体的侧向变形,等效于给土体施加了侧压力增量,从而增强土体内部的强度和整体性,获得准粘聚力和增大其内摩擦角,提高土体的抗剪强度。对于格栅的铺设,有很多的技术要求,确保其铺设的稳定性。同时,格栅铺设技术是针对风积沙路基的可塑性低、抗剪强度低的特性,实行的加固、增加摩擦力的路基稳定技术。其具体的技术操作为,在风积沙路路基填筑过程中,填实土体中进行格栅布置[3]。一般以土工格栅为主。这类格栅具有一定的抗剪力强度。通过格栅作为抗拉构件,增加风积沙路基土体中砂石的互相摩擦作用,避免土体出现滑坡和塌陷问题。这就需要:①对于铺设的各个层面均进行整平碾压的技术操作,确保其平整。除了压实度要符合路基的道路面压力需求以外,平整度的起伏也必须严格按照标准,最大差值不能够超过50mm。②各个层面的表面,不能出现任何的杂物。例如碎石、块石等坚硬凸出物。③土体中的格栅,并非全部覆盖。而是经过严格测算,形成测定范围内的制定铺设。④铺设格栅必须保证其垂直和平整。格栅之间准确进行搭接,不能够出现任何褶皱[4]。同时格栅和路基面之间必须保证紧密的贴合。⑤铺设格栅之后要及时进行风积沙路基的填筑,尤其是对于阳光直射要进行避免。⑥格栅的铺设,需要进行铺设后期的检验,经过严格的检验流程,确认无问题后,继续完成后续的填筑工作。在进行格栅的上料、摊铺、填筑。铺设摊平时,严禁各种机械设备在裸露的土工格栅上通行作业。⑦人工铺土并摊平格栅的后续工作,确保最终风积沙路基经过机械设备碾压后,土工格栅平整,不起鼓,不起皱。
        结束语:
        随着沙漠化环境覆盖地区的扩展,其在一定程度上,影响了当地的道路交通建设。一方面沙漠化环境下,道路交通的建造环境极其恶劣,存在风沙和大风的问题;另一方面,沙漠化环境会造成特殊的风积沙地质环境,经过大风飞沙飘落后沉积的地质面环境,造成了道路修建路基部分的难题。因此,在该地区进行道路修建过程中,如何打造风积沙环境下的地基,确保道路修建的安全性和质量,是重要的施工关键技术研究。
        参考文献:
        [1]薛飞.风积沙填筑路基的边坡稳定性与工程防护措施[J].黑龙江交通科技,2019,42(06):15-18.
        [2]朱承.风积沙路基施工问题与对策研究[J].建筑技术开发,2019,46(20):163-164.
        [3]朱熙.风积沙段路基的设计与施工[J].中国建设信息化,2019(19):77-78.
        [4]靳秀娟.谈高速公路风积沙路基填筑施工工艺[J].山西建筑,2019,45(14):104-105.
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