孫貽國

(新疆交通科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

G315線至于田縣達里雅布依鄉(xiāng)公路建設(shè)項目由新疆交通科學(xué)研究院承接代建任務(wù)，項目位于和田地區(qū)于田縣境內(nèi)，該項目的建設(shè)將打通于田縣北側(cè)百余公里外的達里雅布依鄉(xiāng)與縣城和區(qū)域干線公路G315線之間的通道。

項目設(shè)計采用3種路面結(jié)構(gòu)形式：K0+000～K6+080段(原有油面)直接施工路面結(jié)構(gòu)層；K6+081～K8+350段(原有砂礫路面)、K8+351～K22+760段(地形為沖積河谷平原區(qū)，主要植被為蘆葦)路基填料為天然砂礫； K22+761～K100+700段為沙漠區(qū)，部分路段為流動性沙漠區(qū)，路基填筑采用風(fēng)積沙。本文主要針對風(fēng)積沙填筑、土工布鋪設(shè)及底基層施工控制及管理作相應(yīng)研究。

1 施工工藝

1.1 蘆葦區(qū)段原地面壓實

首先，對原地面清表后進行碾壓，設(shè)計要求原地面壓實度不小于90%，采用干壓法施工。根據(jù)監(jiān)理、施工單位對原地面材料取樣檢測，測得材料標(biāo)準(zhǔn)密度為1.77 g·cm-3，最佳含水量為15.4%。清表后采用推土機、挖掘機進行碾壓，每遍碾壓后進行現(xiàn)場檢測，結(jié)果顯示隨著碾壓遍數(shù)的增加，壓實度先增大后減小。施工單位對原地面重新進行了處理，報驗監(jiān)理工程師進行試驗檢測，檢測數(shù)據(jù)見表1(試驗段樁號為K8+340～K8+540，采用環(huán)刀法檢測壓實度)。

表1 K8+340～K8+540段壓實度檢測結(jié)果

通過現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)，采用干壓法碾壓的地面壓實度明顯達不到設(shè)計要求，通過調(diào)整碾壓機械的碾壓遍數(shù)、碾壓機械的噸位等方式再次碾壓后進行檢測，結(jié)果沒有發(fā)生明顯的變化。

1.2 風(fēng)積沙路基填筑

對于風(fēng)積沙路基，以振動干壓實為主要壓實方法，根據(jù)《沙漠地區(qū)公路設(shè)計與施工指南》規(guī)定，如有條件也可以采用灑水壓實。本項目為加快工程進度，采用灑水壓實的施工方案[1-4]。以下對風(fēng)積沙試驗段施工做簡單闡述。

1.2.1 準(zhǔn)備工作

(1)風(fēng)積沙料場段(K22+760)右側(cè)130 m處取樣進行試驗檢測，得到風(fēng)積沙料場最大干密度為1.74 g·cm-3，最佳含水量為16.2%；液限為24.5%，塑限為14%，塑限指數(shù)為10.5%；易溶鹽檢測為亞硫酸鹽，非鹽漬土；顆粒分析計算不均勻，系數(shù)為2.5，曲率系數(shù)為2.85，土樣為細粒土質(zhì)砂。

(2)路線放樣確定路基填筑邊線，在路基范圍內(nèi)清理地基上的植被(主要是蘆葦)，將坑穴填平碾壓密實，推土機按照路線走向進行推平，清理表面約30 cm的腐土，清除的腐土全部集中堆放。

(3)灑水車對清理后的基地進行灑水悶料，平地機平整后，壓路機進行碾壓，然后試驗人員進行壓實度檢測，達到設(shè)計規(guī)定的壓實度(90%)后進行風(fēng)積沙路基填筑。

1.2.2 風(fēng)積沙填筑施工

本項目一合同段地形起伏不大，風(fēng)積沙路基填料由料場取料、運輸車輛運至現(xiàn)場填筑，采用灑水碾壓的壓實工藝；二合同段風(fēng)積沙施工采取就地取材的原則，風(fēng)積沙填筑主要以縱向調(diào)配為主，采用干壓實的施工工藝。

(1)風(fēng)積沙灑水施工。根據(jù)設(shè)計要求對橫斷面路基進行全斷面填筑，風(fēng)積沙路基設(shè)計填筑高度平均在50～60 cm之間，按照兩層進行填筑施工，第1層松鋪厚度為30 cm，采用邊樁竹竿掛線的方式攤鋪。

一般路基施工用灰線劃方格上料來控制松鋪厚度，因為運輸車輛很難進入到填筑地點，在風(fēng)積沙路基施工過程中不方便采用，只能采用遞進法推進[5-7]。運輸車下料后，利用裝載機進行布料，推土機進行整平，灑水車灑水悶料。

風(fēng)積沙灑水悶料，當(dāng)含水量到達10%以上時，平地機進行精平，布點測量高程，雙驅(qū)20 t振動壓路機先靜壓1遍、再振壓1遍，檢測壓實度基本達到90%左右；壓路機靜壓1遍、再振壓2遍的情況下，檢測壓實度達到92%以上；壓路機先靜壓1遍、再振壓3遍、再靜壓1遍的情況下，檢測壓實度達到93%以上；壓路機靜壓1遍、再振壓4遍、再靜壓1遍的情況下，檢測壓實度達到93%左右；碾壓5遍的壓實度較碾壓4遍的壓實度無明顯的提高，個別位置壓實度反而降低。通過檢測數(shù)據(jù)可知，先靜壓1遍、再振壓4遍、再靜壓1遍可以滿足壓實度要求。測量頂面高程，通過計算松鋪厚度、壓實厚度確定松鋪系數(shù)為1.08。

(2)風(fēng)積沙干壓法施工。設(shè)計路基填筑平均高度在60 cm左右，采用大功率推土機沿路線縱向?qū)⑸城鸲嘤嗟娘L(fēng)積沙推向需要填筑的低洼路段，基本上按照松浦厚度35 cm左右進行控制。用平地機整平后，測量布點高程，采用推土機(D9R)在其表面行走3遍(確保無碾壓死角)，檢測風(fēng)積沙壓實度基本達到93%以上，滿足設(shè)計要求。測量頂面高程，通過計算松鋪厚度、壓實厚度確定松鋪系數(shù)為1.02。

風(fēng)積沙路基第1層填筑后測量頂面高程，依據(jù)設(shè)計高程確定第2層的填筑厚度，按照確定的松鋪系數(shù)計算第2層的松鋪厚度，盡量做到實際的松鋪厚度大于理論值，防止壓實后的路基頂面高程過低出現(xiàn)二次補料，實測高程高于設(shè)計高程時，可以用平地機將多余的材料刮出路基范圍。

1.3 土工布鋪設(shè)

土工布是展鋪在風(fēng)積沙路基與底基層之間的結(jié)構(gòu)薄層，主要目的是將沙基與粒料類的路面基層隔斷，增強風(fēng)積沙路基的抗剪能力和承載能力，起到加固風(fēng)積沙路基并提高路面整體強度的作用，有效阻止荷載作用下風(fēng)積沙路基與天然砂礫相互摻混的干翻沙變形[8-10]。

(1)土工布(本項目采用聚丙烯編織布)進場后，監(jiān)理、施工單位及時取樣送檢，各項檢測指標(biāo)滿足設(shè)計要求后方可用于施工。

(2)鋪設(shè)時應(yīng)將土工布拉緊張平，為防止被風(fēng)掀起，可在邊緣搭接處撒少許風(fēng)積沙或天然砂礫壓住，相鄰的兩幅土工布采用打包機現(xiàn)場拼接，拼接質(zhì)量要滿足規(guī)范要求。

(3)鋪設(shè)好的土工布在當(dāng)日必須用底基層材料覆蓋，施工期間現(xiàn)場未用完的土工布應(yīng)盡快遮蓋，日照時間不得超過36 h。

(4)土工布材料展鋪好后，用振動壓路機振動碾壓1遍，使土工布與風(fēng)積沙路基緊密結(jié)合，增強風(fēng)積沙路基表面密度。

(5)控制土工布鋪設(shè)寬度是確保底基層、基層填料邊部壓實質(zhì)量的關(guān)鍵因素，若鋪設(shè)寬度達不到底基層頂面寬度，經(jīng)運輸車輛反復(fù)碾壓，邊部位置容易出現(xiàn)塌肩、下陷等質(zhì)量病害。

1.4 底基層施工

底基層材料為天然砂礫，需將原料篩分為53～4.75 mm和2.36～0.075 mm兩種，按照《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ 034—2000)的要求摻配后用于底基層，設(shè)計厚度為18 cm，壓實度不小于96%，CBR(加州承載比)不小于60%。

施工單位在K22+760～K23+000段進行了試驗段施工，壓實度、彎沉等各項檢測指標(biāo)均滿足設(shè)計要求，因此可在底基層展開大面積施工；但是，施工過程中發(fā)現(xiàn)厚度為18 cm的底基層難以承受運輸車輛的反復(fù)碾壓，已施工成型的底基層路段經(jīng)運輸車輛反復(fù)碾壓后出現(xiàn)嚴(yán)重的車轍現(xiàn)象，現(xiàn)場挖開出現(xiàn)車轍的部位，土工布已嚴(yán)重破損，起不到將沙基與粒料類路面底基層、基層隔斷的作用，風(fēng)積沙路基與天然砂礫相互摻混，從而產(chǎn)生干翻沙變形的現(xiàn)象，存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

2 存在的問題及應(yīng)對措施

2.1 蘆葦區(qū)段原地面壓實達不到設(shè)計要求

針對原地面壓實度不滿足設(shè)計要求的問題，參建各方在查閱相關(guān)沙漠公路施工資料和咨詢沙漠路基施工方面的專家后，協(xié)商對該試驗路段填筑天然砂礫路基一層再灑水悶料后，壓路機先對路基填料進行碾壓，當(dāng)壓實度滿足設(shè)計要求后，對路基填料進行挖除(采用剝離法)，再對原地面壓實度進行檢測，檢測結(jié)果見表2。

表2 K8+340～K8+540段路基處理后壓實度檢測結(jié)果

原地面土為低液限粉土，采用干壓法施工很難達到規(guī)定的壓實度，但是灑水碾壓的施工方案實施存在難度，故采用在原地面上填筑一層天然砂礫的方式進行灑水悶料，水滲透到原地面土層中，通過對路基填料的碾壓，使原地面達到規(guī)定的壓實度。

2.2 風(fēng)積沙施工存在的問題及措施

2.2.1 水質(zhì)問題

第一合同路段風(fēng)積沙路基施工采用灑水碾壓的施工工藝，水的質(zhì)量必須滿足施工需求，施工單位沿線打了多眼水井，要求必須對水質(zhì)進行檢驗，杜絕將鹽堿水用于工程。

2.2.2 風(fēng)積沙灑水問題

第一合同路段風(fēng)積沙施工采用灑水碾壓的施工工序，關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是灑水，不恰當(dāng)?shù)臑⑺姆椒▽︼L(fēng)積沙的施工質(zhì)量影響很大[11-12]。在施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)灑水不均勻、不徹底導(dǎo)致風(fēng)積沙壓實度不足，以及運料車上料時出現(xiàn)誤車現(xiàn)象，嚴(yán)重影響施工進度。

2.2.3 控制風(fēng)積沙填筑厚度

第一合同路段采用設(shè)計風(fēng)積沙料場取料，運輸車運至現(xiàn)場進行填筑，在邊線處通過木樁控制松鋪厚度。第二合同路段采用風(fēng)積沙路基填筑，通過縱向調(diào)配、移挖作填的方式進行路基填筑，在控制松鋪厚度方面難度較大，要求施工單位對填筑深度較大的路段提前在低洼處進行整平，逐層填筑碾壓，安排施工技術(shù)人員、監(jiān)理人員現(xiàn)場監(jiān)督控制松鋪厚度，避免一層填筑厚度過大，確保填筑質(zhì)量。

2.2.4 風(fēng)積沙路基施工沿線的環(huán)境保護

第一合同路段大部分為半流動性沙丘，項目區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境脆弱而敏感，破壞后極難恢復(fù)，施工過程中要始終堅持“不破壞就是最大的保護”的生態(tài)理念[13]。第一合同路段在施工中沿線取料，造成局部環(huán)境破壞，管理部門及時制止，加大了管理力度，對沿線生態(tài)環(huán)境未造成較大的破壞。

2.2.5 土工布施工

(1)土工布鋪設(shè)一般先于底基層施工500 m左右，施工過程中易出現(xiàn)土工布鋪設(shè)長度過長，底基層不能及時跟進，造成土工布暴曬問題。要求控制土工布的鋪設(shè)長度，底基層施工因故停工時，要及時將土工布收回覆蓋，嚴(yán)禁暴曬。

(2)土工布鋪設(shè)后底基層不能及時攤鋪時，沙塵暴過后土工布上面會布滿一層風(fēng)積沙，土工布與底基層填料之間會形成薄薄的夾層，給工程質(zhì)量帶來隱患，要求施工單位必須在底基層填料前及時清理土工布上的風(fēng)積沙[14-16]。

(3)土工布破損應(yīng)及時修復(fù)，一般采用面積大于破損面各邊20 cm的方形土工布置于破損面下部并鋪平。

(4)土工布鋪設(shè)寬度兩側(cè)都應(yīng)寬于底基層底面20 cm，同時將寬出的土工布反向包裹在底基層外部，這樣可有效避免底基層、基層邊部碾壓不到位、不密實及邊部下陷的問題。

2.3 底基層施工存在的問題及措施

2.3.1 底基層施工厚度調(diào)整

本項目采用遞進法施工，第一合同路段底基層、基層貫通后，為第二合同路段提供底基層、基層運輸通道；但項目工期緊迫，施工任務(wù)重，底基層、基層的施工進度將直接影響整個項目的總體施工進度。在咨詢了以往在疆內(nèi)沙漠地區(qū)公路施工方面的技術(shù)專家及設(shè)計單位后，組織監(jiān)理、施工單位召開路面底基層、基層施工工藝專題會，決定在K26+000～K26+500段將施工厚度調(diào)整至25～30 cm并進行試驗性填筑，要求填筑的級配范圍滿足基層材料要求。

該段落成型后檢測壓實度、彎沉數(shù)據(jù)均滿足設(shè)計路面基層的要求(壓實度檢測值為98.4%，彎沉檢測值為93.1(0.01 mm))。運輸車輛在該路段反復(fù)碾壓后，車轍現(xiàn)象明顯得到了改善，解決了土工布受損的問題，工程質(zhì)量得到了保障。

底基層、基層填筑厚度調(diào)整后的施工方案，在保證工程質(zhì)量的前提下，加快了進度，為實現(xiàn)年底通車的目標(biāo)奠定基礎(chǔ)。

2.3.2 底基層、基層邊部結(jié)構(gòu)層的厚度問題

底基層、基層上料后經(jīng)過平整、碾壓，以及運輸車輛的反復(fù)碾壓，基層頂面寬度大于設(shè)計頂面寬度50 cm以上。上料厚度按照試驗段確定的松鋪厚度施工時，寬度的增加勢必影響到結(jié)構(gòu)層的厚度，經(jīng)現(xiàn)場對底基層、基層挖驗檢測厚度，確實存在結(jié)構(gòu)層厚度不足的現(xiàn)象。

施工單位現(xiàn)場測量高程，對已經(jīng)碾壓成型的路段采用灑水浸泡，用大功率拖拉機帶糍粑翻松10 cm左右的深度(嚴(yán)禁翻松太深破壞土工布)，重新對基層頂面進行補料，灑水精平碾壓成型，確保結(jié)構(gòu)層的厚度。

2.3.3 結(jié)構(gòu)層之間出現(xiàn)夾層

充分考慮到沙漠公路的控制重點，嚴(yán)禁土工布鋪設(shè)后底基層施工前、基層施工前和瀝青面層攤鋪前下承層表面有風(fēng)積沙隔離層，必須清理干凈，防止出現(xiàn)隔沙，造成基層翻砂或面層出現(xiàn)推移現(xiàn)象，施工過程中要做好各工序之間的銜接。

3 結(jié) 語

通過沙漠地區(qū)公路建設(shè)施工質(zhì)量管理，闡明解沙漠地區(qū)筑路技術(shù)是一項復(fù)雜的綜合技術(shù)。依據(jù)現(xiàn)有的科研成果，大膽嘗試，不斷創(chuàng)新，證明風(fēng)積沙作為路基填料是可行的。沙漠地區(qū)風(fēng)積沙填筑路基綜合經(jīng)濟效益較好，施工技術(shù)難度不是非常大，只要嚴(yán)格控制施工工藝，及時解決施工過程中的質(zhì)量問題，不斷總結(jié)施工經(jīng)驗，即可提高沙漠地區(qū)筑路水平，可為國家創(chuàng)造出顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。