風(fēng)積沙是一種非常特殊的材料,雖然顆粒單一均勻,但亦存在很大的差異,目前對(duì)于風(fēng)積沙的研究還不成熟,目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有統(tǒng)一的風(fēng)積沙路基施工技術(shù)規(guī)范,施工工藝和方法均處在摸索階段,本文結(jié)合通赤高速公路施工經(jīng)驗(yàn),分析風(fēng)積沙路基施工。
一、風(fēng)積沙材料特性:
2.天然含水量,最低不足1%,最大超過(guò)5%;
3.顆粒組成:顆粒單一,均勻細(xì)小,滲透量較大,比表面積較大,粘聚力很小,松散性強(qiáng),保水性較差,水穩(wěn)性很好。易溶鹽含量很小,呈微堿性,本身無(wú)腐蝕性。壓縮變形小,完成時(shí)間短,壓縮量與荷載成指數(shù)關(guān)系,回彈模量值較大,干燥和保水狀態(tài)下最易壓實(shí);
4.具有微粒性,0.074mm至0.5mm范圍內(nèi)的顆粒90%左右;
5.具有無(wú)塑性,粉粘粒含量少,成型困難,抗剪能力差;
6.具有非親水性,非沉陷狀態(tài),遇水后的自然結(jié)構(gòu)和密實(shí)結(jié)構(gòu)不變,水穩(wěn)性好;
7.在干燥和飽水狀態(tài)下,可以獲得最大的壓實(shí)度;
8.CBR值一般在8%左右.回彈模量較大,回彈模量值一般為70-90KPa,在荷載的反復(fù)作用下其值大于100KPa。
二、最大干密度的確定
根據(jù)以往的大量試驗(yàn)研究表明:風(fēng)積沙標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線隨著含水量由0%至最佳含水量的變化,往往呈現(xiàn)出波動(dòng)形狀,在0%附近和最佳含水量時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)較大干密度,所以在風(fēng)積沙施工中,一般采用干壓法和濕壓法兩種不同的施工工藝。本項(xiàng)目采用水撼沙法施工。
在施工過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法確定的最大干密度并不能有效的控制壓實(shí)質(zhì)量,主要由于試驗(yàn)原理與實(shí)際施工工藝相差太大以及風(fēng)積沙本身的特性(無(wú)粘聚性,抗剪性極差、內(nèi)摩擦幾乎為零、排水性好),鑒于這種情況通赤高速公路建設(shè)管理辦公室下發(fā)了關(guān)于?飽水振動(dòng)法確定風(fēng)積沙最大干密度的方法?文件,本方法主要內(nèi)容為:
1 主要儀器
(1)、砼振動(dòng)臺(tái):小型砼振動(dòng)臺(tái)外型尺寸50×50cm,振動(dòng)頻率2860次/min,振幅0.3-0.6mm;
(2)、試模。試模采用《土工試驗(yàn)規(guī)程》中粗粒料標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)筒,試驗(yàn)時(shí)不需要原標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)筒的5cm高的墊塊;
(3)、秒表等。
2 試驗(yàn)原理
將烘干的風(fēng)積沙倒入試模中至距試模套筒上部3cm高度即可, 在試樣中慢慢加水,直至試樣表面預(yù)留2cm高的水為止。在加水過(guò)程中沙樣會(huì)進(jìn)一步密實(shí),應(yīng)根據(jù)試樣高度填加適當(dāng)試樣使試樣高出試筒約1-2cm左右。啟動(dòng)砼振動(dòng)臺(tái),連續(xù)振動(dòng)一定時(shí)間,振動(dòng)時(shí)間分為1、2、4、6、8、10分鐘等。振動(dòng)過(guò)程中,風(fēng)積沙、水自試模上部濺出,應(yīng)密切觀察,根據(jù)不同的振動(dòng)時(shí)間對(duì)應(yīng)不同的干密度繪制對(duì)應(yīng)曲線,確定最大干密度。
經(jīng)過(guò)大量的對(duì)比試驗(yàn),同一種風(fēng)積沙、同一種儀器或同一組儀器室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法和飽水振動(dòng)法兩種方法確定的干密度相差比較大,一般相差在十個(gè)百分點(diǎn)左右,下面表一、表二為K39+660取土場(chǎng)兩不同試驗(yàn)方法的試驗(yàn)數(shù)據(jù)
表一 K39+660室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)
表二 K39+660振動(dòng)臺(tái)法試驗(yàn)
三.上土、整平、澆水
由于風(fēng)積沙材料的特殊性,機(jī)動(dòng)車(chē)輛很難通行,選用五噸的裝載機(jī)上土,上完土用推土機(jī)整平,同時(shí)澆水(為了保證水源,本項(xiàng)目沿路線200米左右各打20~30米機(jī)井一口),澆水也是風(fēng)積沙路基施工中一個(gè)重點(diǎn),澆水必須分格進(jìn)行,只有保證風(fēng)積沙填料處于飽水狀態(tài),才能保證更好的壓實(shí)。
四、碾壓
風(fēng)積沙的粘聚力基本為零,只有增大內(nèi)摩擦力才能獲得較大的抗剪強(qiáng)度,因此壓實(shí)是風(fēng)積沙施工中的難點(diǎn)。
1, 壓實(shí)機(jī)械的選擇
風(fēng)積沙粘聚性、抗剪性差,一般的壓實(shí)機(jī)械行走困難,時(shí)常誤車(chē),因此必須選用前后輪驅(qū)動(dòng)的雙驅(qū)壓路機(jī),在含水量>最佳含水量2~3個(gè)百分點(diǎn)時(shí)碾壓效果最佳,采取由兩側(cè)向內(nèi)重疊三分之一輪的型式碾壓。
2 .壓實(shí)特性
在施工過(guò)程中我們總結(jié)了風(fēng)積沙路基壓實(shí)原則:在壓實(shí)層澆完水以后,應(yīng)盡快進(jìn)行碾壓,不要拖的時(shí)間太長(zhǎng),首先靜壓一遍,然后振動(dòng)3~4遍,最后在靜壓一遍,即可達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。
五、路基封頂
機(jī)動(dòng)車(chē)輛在風(fēng)積沙路基上很難行走,為了便于路面施工和長(zhǎng)時(shí)間停工路基被風(fēng)蝕必須用級(jí)配碎石或砂礫做一層封層,路基彎沉也只能在封層上檢測(cè)。
六、施工過(guò)程中注意事項(xiàng)
1. 取土場(chǎng)材料主要是常年積累的風(fēng)積沙,隨著取土深度、迎風(fēng)面和背風(fēng)面不同,風(fēng)積沙材料有很大的變化,若發(fā)現(xiàn)變化立即重新進(jìn)行最大干密度確定;
2. 上土過(guò)程中應(yīng)保證單一的風(fēng)積沙材料,由于風(fēng)積沙材料變異性很大,這樣可能造成壓實(shí)度大的大小的小,無(wú)法有效控制壓實(shí)質(zhì)量;
3. 由于風(fēng)積沙成型后的抗剪性能差,壓實(shí)后的表面5~10cm密實(shí)度較低,呈松散狀態(tài),必須把表面5~10cm清除后再檢測(cè)壓實(shí)度,實(shí)踐證明在同一層壓路機(jī)有效壓實(shí)范圍之內(nèi)越往下壓實(shí)度越大,風(fēng)積沙透水性、水穩(wěn)定好,沉降速度快,下一層壓實(shí)度一般會(huì)增大,這是風(fēng)積沙在壓實(shí)過(guò)程中一個(gè)很大的特性;
4. 風(fēng)積沙路基施工澆水尤為重要,必須打方格澆灌,保證風(fēng)積沙材料處于飽和狀態(tài);
5. 風(fēng)積沙路基主要的病害是沙埋、水毀和風(fēng)蝕,必須做好邊坡的防護(hù)工作。