阿荣旗至北海省际通道支线下洼至塔甸子高速公路,路线是连接通辽市与赤峰市交界出下洼,全长65.074 公里,位于教来河冲积平原,地势平坦开阔,海拔 240-410m之间.地表以固定,半固定沙丘,沙垄为主。 1 土石方测量
下塔高速第8合同段,起点桩号K53+000,终点桩号 K65+348,全长12.348公里。路基挖方*****m,路基填方***-*****m。针对100多万的填方路基,采取挖方利用,就近取料的方法进行施工.路线两侧有丰富的风积沙资源。为了尽量节省土地,对附近沙丘进行实测,通过棱台法和切平面等高线等方法。进行求算、校核取平均值,确定土方量。最后制定了较合理的调配方案。 2 试验
前期进场对路基填料进行如下试验:集配实验、CBR承载比试验、液朔限指数、土工击实实验等。
分析表1可说明,风积沙的颗粒主要集中在0.25mm-
0.0745mm之间,高达96%,集配不好,不易压实。其液限和朔限极为接近,相差很小,现有的工地试验设备无法测定。所以,标准击实试验中,最大干密度经常出现多峰值现象,呈M形分布。根据多次室内试验,最终确定了风积沙的最大干密度为1.72g/cm,最佳含水量为12.8%。总结风积沙的特点,渗水性强,无粘聚性,抗剪能力差,在外力作用下易产生推移。 压实度的检验
在实验地点,选一块平坦表面,并将其清扫干净,其面积不得小于基板面积。
将基板放回清扫干净得表面上,沿基板中孔凿洞。在凿洞过程中,应注意勿使凿础得材料丢失,并随时将凿础的材料取出装入塑料袋中,
不使水分蒸发,业可放在大试样盒内。调试的深度应等于测定层厚度,石但不得有下层材料混入,最后将洞内得全部凿松材料取出。全部取出材料得总质量为挖出湿土质量,准确至1g。
从挖出得全部材料中取出有代表性得样品,放在铝盒获洁净得搪瓷盘中,测定其含水量(ω,以%计)。
将基板安放在试坑上,将灌砂筒安放在基板中间,使灌砂筒的下口对准基板的中孔及试洞,打开灌砂筒的开关,让砂流入试坑内。在此期间,应注意勿碰到灌砂筒。直到储砂筒内的砂不再下流时,关闭开关。小心取走灌砂筒,并称量筒内剩余砂的质量m,准确到1g。 3 试验段施工
针对风积沙的特点,采用水撼法进行施工。风积沙渗水性强,风积沙的含水量如何控制是关键问题。根据设计规定,在沿线每300m打机井一眼,为路基施工提供充足的水源。每层填筑30-35cm风积沙,从机井抽水,在找平后路基上围提放水,坠实沉沙。根据抽水机械的供水能力,将整个填筑区域又划分为灌水面积为3m*4m的若干小区域,围提灌水,根据填料的含水量,直到最佳含水量为止。 风积沙无粘聚性,抗剪能力差,压实时容易出现拥抱和波浪,影响风积沙的压实度,他们在试验段经过多次试验,终于得到了最佳方案:在风积沙含水量达到最佳(含水量±2%)时用推土机粗平1遍,再用推土机刀片倒行仔细拖1至2遍后再用18T双驱振动压路机碾压。机械碾压采用先轻型后重型的方法,根据确定的压实度参数控制碾压遍数和速度。施工时先静压后振动,由路边向路中间顺次碾压,前后两次轮迹横向重叠60cm,碾压区段间纵向重叠2m以上,做到随铺、随平、随压无漏角、无死角,确保碾压均匀,达到规定压实度。施工所用填料及压实度必须严格按规范要求进行。
经过试验段的施工,攻关小组已初步撑握了风积沙的特性,总结出了一定的经验:
3.1 对风积沙的施工机械设备要合理搭配,取长补短,发挥各种设备的特性。①风积沙无粘聚性,用装载机装车效率最高,用挖掘机
效率低。②对风积沙的平整,他们经过实践,改变传统的平地机平整变为用推土机刀片倒行拖平的方法。风积沙无粘聚性,平地机整形时,轮子在风积沙上打滑,轮迹印很深,反而破坏了工作面的平整度。而用推土机倒拖,则不存在以上问题。③对风积沙的压实,他们发现用普通18T振动压路机,路基上经常陷车,经过分析研究,建议项目新购两台CA30型双驱振动压路机,使用后效果非常好,极大提高了效率,缩短施工工期。
3.2 在做试验段时,他们采取大水量围堤漫灌,经过一段时间的浸润,然后平整碾压,这种方法虽然能保证质量,但存在一定问题:①周期长,一个循环需要5天的时间。②路基平整度差,用水量大,振动碾的轮迹印深,外观差。③用水量太大,风积沙不能蓄水,水经过一段时间后,从边坡渗出,不利便道通行。④可能造成水渗入原地面,致使承载力下降,局部严重的可能造成翻浆现象,加大施工难度,留下质量隐患。
面对这些问题,技术小组人员积极探索,经过刻苦攻关,他们认为:在路基上的风积沙平整完成后,围堤,控制用水量,使含水量达到最佳,经过8~12个小时的浸润后,平整碾压,对局部含水量低的,补充水分,同时采用CA30型双轮驱支振动碾碾压。在保证质量的情况下,用水量大以及因水量大而引起的一系列问题的顺利解决,大大缩短了施工周期。工期的缩短就意味着经济效益的提高,这对于工期十分紧张的省际通道项目来说是非常重要的。
路基施工处理方法:填方段先清除原地面表土30cm深,再对底下80cm深范围内进行碾压:0-50cm挖除后回填土重新碾压50-80cm按零填挖进行碾压。路床顶面以下20cm深范围内全宽填筑碎石封层。挖方段为先挖除路槽68cm深,再对路槽底80cm深范围内进行处理:0-50cm挖除后回填30cm砂性土及20cm碎石封层重新碾压,50-80cm挖零填挖进行碾压。风积沙路段,挖方段设置2-4m积沙平台,采用碟式边沟,积沙平台及边沟应采用植树防护。 4 挖方路基的注意事项
①土质路堑边坡形式及坡率应根据工程地质与水文地质条件、边坡高度、排水措施、施工方法,并结合自然稳定山坡和人工边破的调查及力学分析综合确定。
②边坡高度不大于20m时,边坡坡率不宜大于表2的规定值。 表2 土质路堑边坡坡率 5 填方路基的注意事项
5.1 路槽下80厘米范围内路基压实度不小于95%,其他范围内压实度不小于90%,突击强度不小于30Mpa,对于达不到设计要求的路段经换沙处理后(最少80cm)压实。
5.2 路基填料应优先选用级配好的砾类土、砂类土等粗粒土,路基中不能混有树跟,杂物,腐植土或超过规定的大石块(最大粒径小于150mm)等可能影响土基强度的杂物。
5.3 泥炭、淤泥、冻土、强膨胀土、有机质土及易溶盐超过允许含量的等不得直接用于填筑路基。冰冻地区的路床及浸水部分的路堤不应直接采用粉质土填筑。
5.4 液限大于50%、塑限指数大于26的细粒土不得直接作为路堤填料。
5.5 浸水路堤应采用透水性好的材料填筑。当采用细砂、粉砂做填料时,应考虑振动液化的影响。
5.6 在地面横坡陡于1:5的斜坡上修筑路堤时,路堤基底应挖台阶,台阶宽度不应小于1m,台阶底做成2~4%向内倾斜的坡度。 5.7 填方边坡外层应铺设20cm厚的腐植土以利于绿化。 6 结语
此方法广泛的应用于下塔高速公路的施工效果显著。希望能对今后风积沙路基填料的施工提供帮助,在风沙地区修筑高速公路积累经验。
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