风积砂路基试验段技术研究.doc

风积砂路基试验段施工技术研究李诚钰（陕西榆横铁路有限责任公司 陕西 西安 710054）摘 要：榆横煤化工专用线路基填筑材料主要采用风积砂，本文主要针对风积砂路基试验段施工从风积砂的特性、填筑施工工艺、过程质量控制要点进行了深入探讨和研究，为指导风积砂路基填筑提供准确参数，以保证风积砂路基施工质量。关键词：风积砂 路基 试验段 施工技术 研究1、工程概况和风积砂特性1.1工程概况榆横煤化工专用线风积砂路基总长32.2km，风积砂路基填方142.5291万m3。1.2风积砂特性风积砂填料含有很少粉土粒，有一定的粘结性和塑性，但不易稳定，浸水后易成为流体状态，干燥时松散现象严重，性质如下表。机械在行车作用下路基表面极易出现车辙，造成施工困难很大。表1 风积砂特性土质颗粒组成（按重量计）/%砂粒粉土粒塑性指数IP液限WL/%20.07mm0.002mm风积砂2070010216282、试验段施工要点2.1试验段选址及布局试验段依据规范要求，最小长度一般不小于100 m，宽度为10 m。分为3个实验区域进行施工，每个区域宽度为10 m。在每个区域内进行不同机械的压实数据收集。2.2施工准备2.2.1机械准备8：00前以下机械必须到场：T165推土机一台、T220推土机一台、装载机五台、洒水车2台等。2.2.2 8：00以前洒水车开始拉水，用水泵抽水对试验段内进行洒水湿润，使含水量大于8%。2.2.3 洒水湿润完成后，用白灰画出方格，大小为55m。灰线方格完成后，计算出每格内虚铺方量为8.75m3（按虚铺35cm计算），每格装载机倒4都料，控制虚铺厚度。2.2.4、试验设备准备齐全。2.3实验数据采集装载机上料完成后，推土机整平，整平后在第一区进行碾压，第一区碾压完成后取样测压实度，同时第二区、第三区开始上料，上完了后，推土机整平，整平后再用预定机械进行碾压。测出碾压遍数与压实度关系值。2.4确定松铺系数填料之前选取固定桩号，测出高程，在压实完成后再测出相应高程，计算出虚铺系数。3、开展路基试验段施工的目的3.1路基试验段施工段工程概况3.1.1拟开展进行试验施工段落为：榆横煤化工专用线DK18+070DK18+170，长100 m，做风积沙路基填筑试验段。3.1.2试验段填料取主线DK18+250该段内挖方材料，最大挖深达6.3m。该试验段路基填筑宽度为10m，最大填筑高度4.12米，填筑土石方总量为850m3。3.2进行所属试验段的目的3.2.1通过路基试验段施工，摸索并总结出一套沙漠地区风积沙路基填、挖方施工合理的施工组织和机械设备的配置方式。3.2.2通过试验，摸索并总结沙漠地区路基床的填前碾压、回填、风积沙填筑、松铺厚度在不同自然条件下、不同的碾压设备的碾压遍数和挖方路堑施工的理想设备配置及工艺方法。3.2.3摸索并总结如何依据招标文件的技术、质量标准以及部颁质量标准进行规范的程序管理方法和质量控制手段。3.2.4通过本试验段施工，收集相关数据，指导全面路基工程施工并达到技术质量标准。4、施工组织和施工安排4.1试验段管理及施工人员配备4.2试验段施工主要机械配置4.3试验段施工计划起讫时间：2008年9月3日。5、施工准备：5.1技术准备：5.1.1试验室标准试验成果汇总表（包括填料的重型击实，CBR，塑、液限，含水量，颗粒分析等）；5.1.2测量全套资料另附表（采用导线点测量记录、导线点、水准点加密资料）。5.2现场准备：5.2.1试验段相应人员组织安排均己到位、试验段的协调工作己做好；5.2.2试验段施工机械配备已到位；5.2.3已打通通往试验段的施工便道，人员及机械设备可直接进场作业。6、试验路段施工总体要求和施工方案：6.1试验路段施工总体要求：为满足设计要求和施工规范，必须遵循一下总的原则：6.1.1首先对低洼地段先挖纵、横向排水沟，完善排水系统，先清表后碾压至规范要求。6.1.2填筑时先放边线，立出施工标尺，按各种填料松铺厚度要求计算出卸料间距，用石灰线划出方格。6.1.3基底清理测量放线填料前基底清理碾压基底检测拉运土方分层填筑推土机摊土粗平测量虚铺厚度补水碾压压实度、K30检测下步工序施工。6.1.4压实度：主要采用改进环刀法进行压实度的检测。填料填筑时根据93、94、96分区分别控制压实度达到93%、94%、96%以上。检测频率为每1000m2至少检测两点，不足1000 m2检测两点。6.1.5清表对试验段首先用全站仪进行放样，以确立开挖线或坡脚线，根据中桩及相应高程测出试验段和取土场各横断面面积，对工程量进行复核；然后对试验段和取土场进行清表。根据地形特点，清表采用推土机配合装载机及人工结合的方式进行。用推土机清除表土，并集中堆放于工程师指定的地点，用于路基竣工后边坡种植草皮。清表厚度控制在1030cm，用推土机由线路左侧向右侧推进，两铲间应重叠50cm，以保证表层种植土及草皮等植物根系清除干净彻底。当推土机不能一次推进至堆放地，可由装载机和自卸汽车配合二次倒运至指定堆放地。6.2试验段路基施工方案6.2.1施工准备工作6.2.1.1水源解决在路基试验段附近打水井一眼，用洒水车运水至试验段现场。6.2.1.2施工机械车辆的选择在试验段施工中，使用在沙区能较为便利行走的大型机械车辆，本试验段采用TY-140型推土机、TY-165型推土机、TY-220型推土机、TY-320型推土机、ZL50装载机、20T前后驱动振动压路机等。6.2.2风积沙填筑6.2.2.1工艺选择根据以往施工经验，在风积沙施工中,一般采用干压实或湿压实两种不同的施工工艺。本试验段根据现场实际情况，选用补水湿压实法进行路基碾压施工，风积沙湿压实相对较简单，易于控制、操作。6.2.2.2补水湿压法施工工艺流程基底清理测量放线填料前基底清理碾压基底检测拉运土方分层填筑推土机摊土粗平测量虚铺厚度补水浇水推土机整平稳压机械碾压质量检测下步工序施工。6.2.2.3测量放线：首先放出路基的中心线，每20m一桩，然后在路基两侧适当的位置设置护桩。再根据每填筑层顶面标高放出每层风积沙填筑的边线。边线采用竹竿控制，每20m一桩，桩上插红色三角测量旗帜。竹竿长度一般为60cm左右。6.2.2.4虚铺厚度：洒水湿润完成后，用白灰画出方格，大小为55m。灰线方格完成后，计算出每格内虚铺方量为8.75m3（按虚铺35cm计算），每格装载机倒4斗料，控制虚铺厚度。6.2.2.5高程控制：现场施工时，以原地面平整压实后的高程作为原始高程。本试验段，每填筑1层进行高程检测和核实每层的填筑厚度，确定虚铺系数。同时进行中线偏位的检测，以便在施工过程中随时纠正中线偏差。6.2.2.6挖装、运输（kg/cm3）试验段填料从DK18+250挖方路段取料，用装载机从预定开挖深度装沙。施工中注意各道工序要紧凑，尽量避免风积沙水分下渗和蒸发而大量补水的情况发生。为了保证压实宽度和保证修整路基边坡后的路堤边缘有足够的压实度，每侧应超出路堤的设计宽度30cm。6.2.2.7平整和洒水：碾压前先检测填料的天然含水量，根据最佳含水量计算出填料是否应该补水。在现场洒水时，必须及时、大量、均匀防止漏洒、过洒现象的发生，保证风积沙的施工质量。为了便于虚铺厚度的控制，整平采取边上土边整平的方式。采用推土机进行粗平。在粗平过程中，同时进行浇水湿润。在整平过程中，路边线采用挂线控制虚铺厚度，保证边线顺直，坡度一致，满足设计要求。 6.2.2.8碾压试验段拟采用压路机、推土机（T140、T165、T220、T320）、T20压路机、装载机在3个区域内分别进行碾压试验。待含水量符合要求后，先采用推土机对3个区域的填料进行稳压平整，然后分别碾压。6.2.2.8.1压路机：压路机碾压时，必须采取由外向内、由低向高的顺序，同时叠压1/2轮迹。初压时，压轮挤出的松沙壅积于前轮下，后轮碾压过的表面由于剪切作用发生错动，造成压路机行走困难，若沙层含水量偏低，还会出现压路机打滑以至于深陷于沙层中的现象。因此碾压采用前后轮驱动的振动压路机。振动压路机按先静压后振动、先边后中、先慢后快的顺序。6.2.2.8.2装载机和推土机：采用推土机和装载机进行碾压时注意控制行车速度，履带轮迹要重叠。装载机碾压时，装载机铲斗里装满填料，以增加装载机自重。6.2.2.9碾压时应注意事宜 6.2.2.9.1由于风积沙成型后的抗剪强度较差，填料压实后表层510cm密实度较低呈松散状，上层施工时，须及时补水。补水完成后方可进行上料。6.2.2.9.2风积沙含水量过大，碾压时出现弹簧现象不会对纯风积沙填筑的路基质量产生不利影响，由于风积沙的滤水作用和水稳性好的特点，出现弹簧现象的路基填方不用翻挖，只要等待约1小时后碾压即可达到规定的密实度。6.2.2.9.3碾压速度选择6km/h适宜。6.2.2.10压实度检测：由于风积沙是一种比较特殊的路基填料，采用传统的重型标准击实方法，对风积沙不是特别适用。最大干密度的确定将按照风积砂路基施工技术规范中要求的干振法。现场压实度主要采用环刀法进行压实度的检测。在含水量达到要求，碾压一遍完成时，立即进行压实度检测，检测频率为每1000m2至少检测两点，不足1000 m2检测两点。检测完成后，记录好数据。然后在碾压第二遍，碾压完成后立即检测压实度，记录数据。按照此步骤，直到压实度达到96%，既上路床的压实要求。再进行下一层的填筑，记录每遍对应的压实度值，积累现场实验数据，以便总结规律，得出可靠的实验结果。7、质量保证措施7.1施工时严格按设计图纸和施工规范进行施工，该段设计横坡为2%，纵坡为2.5%。7.2基填筑时，严格控制填料质量及填料的含水量，并选择合适的压实时间。7.3现场试验时，认真、及时地填写试验过程中的各类数据，以保证填方试验段成果的真实性、可靠性。7.4严格报检制度，施工中的检查项目必须及时报监理工程师检查。7.5虚心接受监理单位及业主提出的指导意见，积极请教完善质保措施。8、安全保证措施8.1设立专职安全员并建立24小时旁站制度，及时纠正和消除施工中出现的不安全苗头。8.2对施工人员定期进行安全教育和安全知识的考核。8.3工地设立明显的安全警示牌和安全注意事项宣传栏。8.4各类机械设备操作人员必须持证上岗，无证人员或非本机人员不得上机操作。9、环境保护措施9.1在机械化施工过程中，要尽量减少噪音、废气、废水及尘埃等的污染，以保障人民的健康，运转中尘埃过大时要及时洒水。9.2对清理场地的表层腐植土，砍伐的荆棘丛林等废料，要运至指定的地点进行废弃。9.3清理施工机械、设备及机械的废水、废油等有害物质以及生活污水，不得直接排放与河流、池塘或其他水域中。也不得倾泻于饮用水源附近的土地上，以防污染水源和土壤。10、路基试验段总结10.1实验依据及数据采集10.1.1最大干密度通过风积砂路基施工技术规范中要求的干振法确定，通过试验已得出其该段里程填料最大干密度为1.84。10.1.2根据试验需要随时取样，取样频率每千平方米不低于2处。10.1.3试验采用环刀法测压实度，采用微波炉烘干，电子天平称重。10.1.4现场试验时，认真、及时地填写了试验过程中的各类数据，填方试验段成果真实、可靠。10.2压实度实测结果现场收集的试验数据真实有效，对各种机械的压实数据需进行汇总，并对数据进行认真的分析整理，总结规律。10.3试验段成果由于压实是提高路基强度和稳定性的根本措施，风积砂路基由于本身特性，压实受到很多因素的影响，其中主要有：土的性质、含水率、压实功能、压实机具和压实方法。10.3.1碾压遍数与压实度的关系通过试验段数据分析可以看出T140及T165推土机在含水量3%8%之间时，碾压第五遍时压实度达到0.96以上；T220推土机在含水量在4%9%之间，碾压第四遍时压实度达到0.96以上，第五遍压实度开始降低；T320型推土机在含水量在4%6%时，碾压第三遍时压实度达到0.96以上；T20压路机在含水量4%10%时，碾压四遍达到96以上，碾压第五遍时压实度开始降低。由此可知，机械碾压达到一定遍数时，会出现峰值，超过峰值，如果再继续碾压，压实度则会降低。所以在填筑过程中必须严格控制碾压遍数。10.3.2含水率和虚铺厚度：根据试验段收集的各机械压实数据，确定施工时填料含水量应控制在4%9%之间，风积沙填料含水量不得小于4%。虚铺厚度控制在30cm35cm。经过测量计算虚铺系数为1.15，机械碾压速度不宜超过6km/小时，碾压时轮迹须重叠1/2。在各压实区可采