楊雯淇 張小龍
摘 要:我國土地遼闊,在道路修建的過程中經(jīng)常會遇到風積沙路基。風積沙路基是一項非常復雜的施工過程,而風積沙路基的穩(wěn)定性直接關系到整個工程的質量。因此,要了解風積沙的特性,并且在此基礎上對風積沙路基穩(wěn)定性特點進行了分析,從而掌握風積沙路基施工過程中的難點,提出加強風積沙路基穩(wěn)定性的具體措施,從而達到提高工程施工質量的目標。
關鍵詞:風積沙;路基;穩(wěn)定性
中圖分類號:U416.1 文獻標識碼:A
1 工程概括
某一級公路工程四標段起點位于巴彥淖爾市,終點位于在京藏高速臨河互通收費站南約1.4 km處、永濟渠邊,全長183.370 713 km,即主線K143+000~ K183+344.764和林河農場連接線。主線40.344 764 km。整個線路為風積沙危害嚴重地段,沙丘一般呈西北~東南向排列,高約 3 m~6 m,局部可高達 30余米。沿線以流動沙丘及半固定沙丘為主,間夾固定沙丘。施工范圍為標段內的路基工程、路面工程、橋梁涵洞工程、排水防護工程、改線改渠工程、互通工程、機電工程及沿線設施(包括交通安全、管理、養(yǎng)護、房建、服務設施)、綠化及環(huán)境保護工程等全部工程的實施、完成及缺陷修復。
2 風積沙特性
根據(jù)試驗檢測的方式對風積沙的特性進行了全面的分析,掌握風積沙的特點,對于進一步研究風積沙路基的穩(wěn)定性,提高其施工質量有一定的幫助。風積沙特性主要體現(xiàn)在這些方面:
第一,存在著明顯的差異性。由于區(qū)域環(huán)境不同,風積沙所形成的氣候條件、環(huán)境以及礦物成分也不相同。第二,風積沙的保水性較差,自身含水量較少,同時還具有很強的透水性。風積沙主要組成成分是細砂,從細砂的具體成分來看,細砂粒徑非常集中。根據(jù)試驗檢測得知,其最低的含水量一般保持在1%左右,最高也不會超過5%,第三,松鋪系數(shù)比較小,風積沙的壓縮速度很快,而且沉降量比較小。在具體的施工過程中,松鋪系數(shù)的選擇方面也熬特別注意,不宜過大,不然會影響到風積沙路基的穩(wěn)定性,從而影響整個過程的質量。第四,不均勻的系數(shù)較大。風積沙粒徑主要集中在0.075 mm~0.250 mm范圍之中,其90%以上的含量都是細沙。因此,從結構上來分析,風積沙當中的粉粒比較少,而且表面活性比較低。
3 風積沙填方路基的穩(wěn)定性特點
路基的穩(wěn)定性對于工作的穩(wěn)定性及其安全產生重要的影響,在使用風積沙填方公路路基道路施工過程中影響路基的穩(wěn)定性,主要有以下兩方面:第一方面就是風積沙路基在整體上的穩(wěn)定性。在道路設計階段,主要要考慮到風積沙路基道路會出現(xiàn)邊坡滑坡局部路基產生堆積變形等情況。另一方面就是確保風積沙路基邊坡路肩和環(huán)境的穩(wěn)定性。造成路基破壞的因素有許多種大致可分為自然因素和人為因素。在設計過程中都要考慮到這兩方面,一旦出現(xiàn)問題應該立即采取預防措施。根據(jù)力學研究,風積沙路基受到破壞的方式大致分為以下三種。第一,由于邊坡較陡,前方較高,導致邊坡滑動失穩(wěn);第二,由于受到外界強大的載荷能力,地區(qū)沒有足夠的承載能力,路基和地基出現(xiàn)連續(xù)滑動面,導致整個路基的穩(wěn)定性下降;第三,由于集中載荷作用部分路基出現(xiàn)凹陷不平的情況或者因受力不平衡出現(xiàn)變形的情況。(如圖1所示)
4 加強風積沙路基穩(wěn)定性的具體措施
4.1 礫石土包邊施工
基于國道242甘其毛都口岸至臨河一級公路工程的施工要求與施工環(huán)境,為了加強風積沙路基的穩(wěn)定性,要重視包邊施工環(huán)節(jié)。用礫石土包邊施工,需要施工人員通過測量放線之后確定路基的中樁與坡腳線,如圖1(c)所示,從而明確礫石土包邊具體的施工位置,一般控制在30 cm以上。在用礫石土包邊施工的過程中,要分層填筑,同時還要分層壓實,根據(jù)施工具體的環(huán)境,松鋪厚度要控制在30 cm以上,包邊土的寬度控制在2 m,每一層在填筑的過程中需要將內外坡度控制在1:1.5的范圍之內,目的是為了在對路基邊坡修整之后其寬度和邊緣的壓實度都要符合要求。將礫石土卸載下來之后,同時還要用機械將其推平,然后再通過平地機進行精平處理,用振動壓路機進行反復的碾壓,碾壓的過程中要堅持先慢后快的、力度逐步提升的準則。包邊施工完成之后,可以在路槽之內開始實施填筑風積沙。
4.2 路基填筑技術
確保風積沙路基穩(wěn)定性,在路基填筑技術環(huán)節(jié)上可以采取水平分層填筑方式進行路堤填筑。根據(jù)國道242甘其毛都口岸至臨河一級公路工程的實際情況,要根據(jù)橫斷面進行填筑,平均每一層的厚度則要控制在0.3 m~0.5 m之間。為了確保穩(wěn)定性能夠達到施工的標準要求,路堤填筑的寬度通常要寬于每側填層的設計寬度。如果填方的路堤的高度超過5 m,則需要將路堤的兩側進行加寬。需要注意的是,加寬處理需要控制在0.5 m~1 m。填筑完成之后,需要沿著縱向放線,利用推土機將其碾平,做好碾壓處理。壓路機的規(guī)格要超過18 t,一般碾壓的次數(shù)要控制在3~4次。碾壓完成之后再利用推推機進行精平處理,保障其穩(wěn)定性能夠達到施工標準。另外,由于工程所在地風積沙的表層在1.5 m之內,其含水量不會超過1%,就會存在用水不便的情況。因此,在具體的施工過程中,可以利用壓實工藝對其進行處理,最佳平均壓實密度為95%,施工的具體流程(如圖2所示)。
4.3 施工測量
在風積沙路基施工的具體過程中,道路施工需要在砂石路面來開展,而非常嚴重的風沙則會給施工帶來困難。風積沙路段的土質為松散顆粒的土層,通過雨水使其凝固的難度比較大。因此,需要經(jīng)過精準、細致、科學的施工方案來確保風積沙路基的穩(wěn)定性。因此,施工測量必須要保持精準,最佳的開展方式需要在平坦的地勢當中將樁基建設完成,增加水準點,目的是提高觀測的有消息性、快捷性,還能夠最大限度避免被風沙掩埋的情況出現(xiàn)。對樣本路基進行測試的過程中,要對砂石填挖高度周圍的樣本進行準確的記錄,并且每完成一個測量之后,要對土質、位置、坐標、技術參數(shù)等等內容進行準確的記錄,為后續(xù)施工打下堅實的基礎。
4.4 保障路基穩(wěn)定性
為了進一步保障風積沙路基的穩(wěn)定性,在填筑施工道路路基之前,要對路基周圍存在的雜草、樹根等等會影響施工的垃圾進行及時的處理,同時做好路基填平工作?;趪?42甘其毛都口岸至臨河一級公路工程,由于其復雜的沙丘情況,更要保持路基的穩(wěn)定性??梢圆捎梅侄伪Wo來完成,在遇到高度偏低的流動性沙丘時,可以將流動型沙丘推平,根據(jù)具體的施工要求,明確具體的施工方案。在這個過程中,一旦遇到不同地貌的施工條件,需要在整個路段上選取最具有代表性的路段先做好試驗,然后根據(jù)試驗的結果進行施工,同時還要對測試結果進行觀察,不斷完善與修正,保障風積沙路基的穩(wěn)定性能夠達到施工標準,落實壓實工作。
4.5 土工布鋪設
基于土工布鋪設的特點,要做好對應的保護措施,加強風積沙保護水作用,增強風積沙路基的穩(wěn)定性。其具體的操作是:先對路面進行全面的清理。在填筑路基上,查看風積沙路基的高度、寬度以及橫坡等等部分是否壓實,根據(jù)相關參數(shù)指標的具體內容,做好對應的檢測工作。另外,要最大限度確保濕度的合理性,要在濕度適中的情況下完成對應的鋪設工作,例如,鋪設主渠道時,可以沿縱向進行鋪設,同時還要與橫向進行準確的接縫,其重疊的寬度要控制在50 cm之上。尤其是接頭處,需要將高的一幅放在上面,同時拉平土工布。鋪設工作完成之后,做好詳細檢查工作,若存在問題要及時進行修補。
5 結語
風積沙路基施工是我國西部建設大開發(fā)的一大難題,更是必須要攻破的難題。因此,要根據(jù)工程的所在地的地質水文特點、風沙地貌,掌握風積沙的特性,從風積沙路基穩(wěn)定的特點。然后根據(jù)具體的施工流程,嚴格根據(jù)設計要求開展施工,能夠最大限度的保障風積沙路基的穩(wěn)定性,從而提高施工質量,取得更好的經(jīng)濟效益與社會效益。
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