風(fēng)積沙總結(jié)報(bào)告

淺談風(fēng)積砂用于路基填筑工藝和方法1、工程概述xx自治區(qū)是一個(gè)多風(fēng)沙的嚴(yán)寒地區(qū)，土質(zhì)多為風(fēng)積沙或砂土。我項(xiàng)目部承接了赤峰市國道305線東山灣至寶日勿蘇段B合同段公路工程，設(shè)計(jì)公路等級(jí)為2級(jí)，路基寬度8.5m，施工路線全長(zhǎng)39.256km，其中穿越沙漠地段7.5km，路基的填筑材料是風(fēng)積砂，該處常年干旱少雨,風(fēng)沙比較嚴(yán)重，在當(dāng)?shù)赜芯渌自捳f“一年刮兩季風(fēng)，一季風(fēng)刮半年”之稱。風(fēng)積沙顆粒間無粘聚性,又缺少豐富的水源。其位置的特殊性決定了該處路基的施工有別于一般路基施工,針對(duì)沙漠地區(qū)的氣候和地域特點(diǎn),施工時(shí)必須結(jié)合實(shí)際情況,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做好施工組織，采用合理的施工技術(shù)是有必要性、有重要意義的。風(fēng)積沙在我省北部地區(qū)大量存在。為了大面積采用風(fēng)積沙土做筑路材料，必須對(duì)風(fēng)積沙的各種性能進(jìn)行必要的研究，這樣才能有利于風(fēng)積沙的有效利用。目前國內(nèi)尚沒有成熟的風(fēng)積沙路基施工技術(shù)規(guī)范，我們只有通過實(shí)際施工積累經(jīng)驗(yàn)并指導(dǎo)施工，結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)沙漠區(qū)路基的施工工藝、壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行有效的控制。風(fēng)積沙作為一種特殊的路基填筑材料，其特點(diǎn)透水性好，粘聚性差，不夠穩(wěn)定性，施工難度大，便于壓實(shí)，效益性好等特點(diǎn)。2、施工中存在問題風(fēng)積沙作為填筑材料均為級(jí)配不良砂，顆粒均勻單一，塑性指數(shù)偏小，天然含水量很小。在施工過程中主要問題是：(1)最大干密度采用常規(guī)重型擊實(shí)儀確定，最大干密度擊實(shí)曲線會(huì)出現(xiàn)無峰值或多峰值現(xiàn)象，最大干密度、最佳含水量很難確定。(2)運(yùn)輸車輛、壓路機(jī)、灑水車、平地機(jī)等筑路機(jī)械無法行車。無法按常規(guī)的施工工藝和施工方法開展施工?；谏鲜銮闆r我們首先對(duì)風(fēng)積沙的特性進(jìn)行了分析，根據(jù)顆粒分析及塑性指數(shù)對(duì)風(fēng)積沙進(jìn)行了分類，通過大量試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)比，最終確定較合理且符合實(shí)際情況的試驗(yàn)及檢測(cè)方法。然后通過試驗(yàn)段，對(duì)所確定的各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，確定其可行性和科學(xué)性及在施工生產(chǎn)過程中的可操作性。同時(shí)針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體環(huán)境、自然條件確定合理的施工工藝和施工方法，最終確定切實(shí)可行并能保證施工質(zhì)量和施工進(jìn)度的施工方法和工藝。3、風(fēng)積沙特性風(fēng)積沙，顧名思義是指由風(fēng)吹沉積而成的沙土，是沙在風(fēng)的帶動(dòng)下，經(jīng)過長(zhǎng)期搬運(yùn)而形成。在這種過程中間生了相應(yīng)的沉積物構(gòu)造特征，并使沙的粒徑等物理特征和化學(xué)成分方面發(fā)生一定的變化.3.1、風(fēng)積沙的物理性質(zhì)1）風(fēng)積沙的粒徑主要分布于0.075～0.25mm范圍內(nèi)，含量高達(dá)90％以上，大于0.3mm的顆粒極少，僅為0.25％左右，而小于0.074mm也只有不足9％。2）風(fēng)積沙的細(xì)度模數(shù)Mx小于1.5，因此其機(jī)械組成很細(xì)，屬特細(xì)沙。3）風(fēng)積沙小于0.5mm以下顆粒含量液限在20%~30%之間，塑性指數(shù)小于9。4）風(fēng)積沙中粘粒和粉粒的含量極少，表明顆粒表面活性很低，無粘性，松散性強(qiáng)，水穩(wěn)性好。5)風(fēng)積沙CBR一般大于8%，完全滿足路基施工要求，膨脹量0.2%左右，吸水量100~150g. 3.2、風(fēng)積沙的技術(shù)特性風(fēng)積沙自然狀態(tài)下干容重一般為1．4g／cm3左右，濕容重大約為1．5g／cm3左右，在密實(shí)狀態(tài)下密度增長(zhǎng)較快，壓實(shí)后最大干密度可以達(dá)到1.70～2.Og／cm3，為天然狀態(tài)下密度的1．2～1．4倍，風(fēng)積沙的天然含水量很低，最低不足1％，最大一般不超過5％，風(fēng)積沙顆粒組成很細(xì)，且顆粒單一均勻，粉粘粒含量很少，滲透系數(shù)較大，比表面積很大，粘聚力很小。松散性很強(qiáng)，保水性較差，水穩(wěn)定性很好，易溶鹽含量很小，呈微堿性，本身無腐蝕性，收縮膨脹變形小，飽水狀態(tài)下都易壓實(shí)。3.3、風(fēng)積沙的工程特性1）風(fēng)積沙具有微粒性，0．074mm-0．25mm范圍內(nèi)顆粒含量占90％以上。2）風(fēng)積沙具有非塑性，粉粘粒含量少，成型困難，抗剪切能力差。3）風(fēng)積沙具有非親水性，水穩(wěn)性好。4）風(fēng)積沙具有松散性，在缺乏水后呈松散狀態(tài)，5）風(fēng)積沙的比重與土中所含礦物的比重和含量有關(guān)，采用風(fēng)積沙在105～110℃烘至恒量時(shí)的質(zhì)量與同體積4℃蒸餾水質(zhì)量的比值．比重越大，顆粒越粗，沙粒之間排列緊密，天然密度較大，反之則天然密度較小，風(fēng)積沙的比重一般為2.60～2.7g/cm3。4、最大干密度確定風(fēng)積沙作為路基填料，其最佳含水量和最大干密度如何確定，現(xiàn)行規(guī)范中尚沒有明確的規(guī)定，為了確保工程質(zhì)量，必須合理確定風(fēng)積沙的最大干密度。如果不能準(zhǔn)確確定風(fēng)積沙的最大干密度，施工過程中會(huì)出現(xiàn)壓實(shí)度超密或不夠現(xiàn)象。為此通過大量的試驗(yàn)分析，根據(jù)顆粒分析組成情況及塑性指數(shù)分析，對(duì)風(fēng)積沙做了如下分類：(1)無塑性級(jí)配不良沙，即土中小于0．074mm組分質(zhì)量小于總質(zhì)量的5％，無塑性。(2)有塑性級(jí)配不良沙，即：土中小于0．074mm組分質(zhì)量小于總質(zhì)量的5％，有塑性指數(shù)小于5％。(3)含細(xì)粒土沙，即土中小于0．074mm組分質(zhì)量占總質(zhì)量的5％-15％，其特點(diǎn)為塑性指數(shù)大。針對(duì)以上風(fēng)積沙的分類情況，對(duì)不同類型的風(fēng)積沙最大干密度采用相應(yīng)的試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)法、表面振動(dòng)壓實(shí)法和振動(dòng)臺(tái)法三種，根據(jù)以往的施工經(jīng)歷，通過試驗(yàn)及施工驗(yàn)證，對(duì)于有塑性風(fēng)積沙，我們可采用標(biāo)準(zhǔn)重型擊實(shí)方法來確定最大干容重，而對(duì)無塑性風(fēng)積沙可采用表面振動(dòng)壓實(shí)法來確定最大干容重。同時(shí)我們?cè)陲L(fēng)積沙常規(guī)擊實(shí)試驗(yàn)中完全可以看出，在擊實(shí)錘下落后會(huì)把周圍的風(fēng)積沙擾動(dòng)，擊實(shí)錘周圍的試樣會(huì)向四周分散，并呈松散狀態(tài)，這樣怎么會(huì)密實(shí)呢。根據(jù)此種情況，我們只需要解決擊實(shí)錘下落后對(duì)風(fēng)積沙不產(chǎn)生擾動(dòng)就可以了，于是就可以采用另外一種特殊方法來確定最大干密度，本人通過大量的試驗(yàn)確定了此方法的可行性，就是同樣采用重型擊實(shí)法，不同的是在每層擊實(shí)試樣表面增加一個(gè)1cm厚與試筒內(nèi)徑相同的墊塊，這樣每層擊實(shí)的每一擊實(shí)錘落在墊塊上，可以有效解決了擊實(shí)錘下落后擠動(dòng)周圍的試樣而破快顆粒排列組成。根據(jù)工程實(shí)踐，由于顆粒組成的不同風(fēng)積沙的最大干密度在1.7~2.0g/cm3之間，采用常規(guī)的擊實(shí)重型擊實(shí)方法做出的干密度，壓實(shí)度檢測(cè)過程中會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重超密現(xiàn)象，而根據(jù)該方法做出的最大干密度要比常規(guī)擊實(shí)方法大0.03~0.05g/cm，通過國道305線工程實(shí)踐質(zhì)量控制良好。該方法比較簡(jiǎn)單易行，便于使用推廣，同時(shí)通過室外試驗(yàn)路段來驗(yàn)證室內(nèi)確定的最大干密度的科學(xué)性和合理性。在最大干密度確定試驗(yàn)中，擊實(shí)曲線會(huì)出現(xiàn)多峰值現(xiàn)象時(shí)，我個(gè)人根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)最大干密度、最佳含水量應(yīng)取第一個(gè)峰值時(shí)的干密度和含水量。我們一般認(rèn)為風(fēng)積沙的最佳含水量在5%~6%之間，在我的試驗(yàn)經(jīng)歷中出現(xiàn)第一個(gè)峰值的含水量也就是在5%~6%之間，在某種情況下會(huì)出現(xiàn)6%以上含水量也出現(xiàn)峰值，遇到這種情況我們要切合施工的實(shí)際情況來分析一下，一般情況下我們施工的含水量就在4%~6%之間，很少超過6%，因?yàn)轱L(fēng)積沙透水性好而且不吸水，我們?yōu)⑺笏畷?huì)顆粒之間的空隙向四周流動(dòng)并往下滲透，不會(huì)存留任何的自由水，而且受空氣流動(dòng)或環(huán)境的影響風(fēng)積沙的水份風(fēng)干的比較快，通過壓實(shí)后檢測(cè)含水量就在4%~5%左右了。因此我個(gè)人根據(jù)施工實(shí)際情況總結(jié)后應(yīng)該選取第一個(gè)峰值的干密度和含水量，含水量并在6%左右。5、施工方法及工藝的確定風(fēng)積沙不同于一般常規(guī)的路基填料，所以對(duì)于風(fēng)積沙路基的施工必須采取特殊的施工工藝和壓實(shí)方法，確保風(fēng)積沙路基的施工質(zhì)量。同時(shí)，必須采取合理有效的環(huán)境保護(hù)措施，對(duì)風(fēng)積沙路基進(jìn)行封閉保護(hù)，減少風(fēng)蝕現(xiàn)象，避免污染環(huán)境和周圍耕地。5.1、施工程序：基底清理測(cè)量放線→填料前基底清理碾壓→基底檢測(cè)→拉運(yùn)土方分層填筑→推土機(jī)攤土推平→澆水→整平→壓路機(jī)碾壓→質(zhì)量檢測(cè)→下步工序施工。5.2、測(cè)量放線：首先放出路基的中心線，每20m一樁，然后在路基兩側(cè)適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行拴樁。再根據(jù)每填筑層頂面標(biāo)高放出每層風(fēng)積沙填筑的邊線。邊線采用竹竿控制，每20m一樁，樁上必須插紅色三角測(cè)量旗幟。竹竿長(zhǎng)度一般為60cm左右，上面間隔30cm涂刷紅漆。

5.3、虛鋪厚度：風(fēng)積沙填筑的虛鋪厚度至今尚無具體明確的規(guī)定，但在實(shí)際施工過程中，一般要求虛鋪厚度控制在30cm~50cm。而第一層風(fēng)積沙的虛鋪厚度一般應(yīng)偏大，宜在50cm以上。5.4、高程控制：現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，以原地面壓實(shí)后的高程作為原始高程。由于風(fēng)積沙施工后，表面風(fēng)積沙因失水后松散現(xiàn)象嚴(yán)重，對(duì)每層風(fēng)積沙均要進(jìn)行高程檢測(cè)沒有必要，也沒有意義。一般情況下，風(fēng)積沙路基每填筑4層進(jìn)行高程檢測(cè)和核實(shí)每層的填筑厚度。同時(shí)進(jìn)行中線偏位的檢測(cè)，以便在施工過程中隨時(shí)糾正中線偏差。5.5、取土：由于風(fēng)積沙抗剪切能力極差，致使主要施工機(jī)械運(yùn)輸車、壓路機(jī)、平地機(jī)等無法在上面行走，根據(jù)施工地區(qū)特點(diǎn)當(dāng)缺乏碎石土鋪筑上土便道時(shí)，我們采用沿線逐步推進(jìn)取土，盡量選擇兩側(cè)取土場(chǎng)進(jìn)行取土，施工到哪取到哪，對(duì)于挖方段的風(fēng)積沙可以利用到填方段，利用裝載機(jī)和推土機(jī)將路基兩側(cè)取土場(chǎng)的風(fēng)積沙運(yùn)輸?shù)铰坊线M(jìn)行分層攤鋪，采用挖掘機(jī)開挖裝載機(jī)運(yùn)輸推土機(jī)推平的方法施工。當(dāng)碎石土(天然砂礫)材料儲(chǔ)量較大，采用一層風(fēng)積沙，一層碎石土的夾層施工方法較為理想，這樣運(yùn)輸車就可以將土運(yùn)輸?shù)街付ǖ氖┕さ攸c(diǎn)，具有很好的成效。具體施工方法如下：風(fēng)積沙虛鋪50cm厚，然后采用推土機(jī)(鏈軌)推平穩(wěn)壓4～5遍，當(dāng)需要水沉?xí)r并在上面澆水，增加顆粒之間密實(shí)度，采用灌砂法或環(huán)刀法檢測(cè)壓實(shí)度。在其上虛鋪10~20cm厚碎石土(或天然砂礫)重型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)5~6遍，在碎石土(或天然砂礫)上采用固體體積率控制其壓實(shí)度，檢測(cè)合格后，進(jìn)行下一道工序。5.6、整平、澆水濕潤：為了便于虛鋪厚度的控制，整平必須采取邊上土邊整平的方式。在整平過程中，邊線采用掛線打樁控制虛鋪厚度，同時(shí)使邊線順直，坡度一致，滿足設(shè)計(jì)要求。在澆水過程中，必須注意以下幾點(diǎn)：（1）必須保證水井的出水量，水井的直徑、間距、數(shù)量以及水泵的功率必須配套；（2）第1層風(fēng)積沙澆水時(shí)必須分層分次進(jìn)行，防止一次澆水過多，浸泡路基；（3）澆水必須分格進(jìn)行，保證澆水均勻。5.7、壓實(shí)：風(fēng)積沙的壓實(shí)工藝與傳統(tǒng)路基填料的壓實(shí)工藝有明顯的不同，風(fēng)積沙的壓實(shí)主要靠水沉法，傳統(tǒng)的壓路機(jī)碾壓方法對(duì)風(fēng)積沙壓實(shí)效果不太明顯。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要灑水均勻合適，壓路機(jī)碾壓（靜壓）2~3遍，風(fēng)積沙的壓實(shí)度就完全滿足規(guī)范要求。采用壓路機(jī)過度碾壓反而造成風(fēng)積沙表面松散，壓實(shí)度下降。一般情況下風(fēng)積沙壓實(shí)采取兩種方法水沉法和碾壓法，水沉法是路基整平后，采用澆水方法大量澆灌的壓實(shí)方法。碾壓法是依靠壓實(shí)機(jī)械如（壓路機(jī)和推土機(jī)）進(jìn)行碾壓。施工過程中分為原始含水量碾壓和灑水碾壓，原始含水量碾壓是風(fēng)積沙含水量合適不需要灑水情況下，直接進(jìn)行攤平碾壓；灑水碾壓是當(dāng)風(fēng)積沙含水量偏小不能滿足施工需求，進(jìn)行補(bǔ)充水分后進(jìn)行碾壓。5.8、壓實(shí)度檢測(cè)：由于風(fēng)積沙是一種比較特殊的路基填料，現(xiàn)在，對(duì)于風(fēng)積沙的干容重測(cè)試方法，還存在一定的分歧和爭(zhēng)議。一般情況下采用灌砂法進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，灌砂法測(cè)試精度高，可以用于風(fēng)積沙壓實(shí)度檢測(cè)，在檢測(cè)過程中要將表面的松散試樣清除整平一般挖除厚度在10cm左右，然后再進(jìn)行挖坑灌砂試驗(yàn)，計(jì)算試坑的干容重和壓實(shí)度。傳統(tǒng)的灌沙法檢測(cè)程序復(fù)雜、時(shí)間長(zhǎng)、而且標(biāo)準(zhǔn)砂浪費(fèi)太大，與環(huán)刀法相比較簡(jiǎn)單、而且檢測(cè)速度較快，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)卻存在不準(zhǔn)確和偏差較大的情況。6、存在的主要問題及解決方法6.1、風(fēng)積沙水源問題：風(fēng)積沙施工的關(guān)鍵就是水源，不適當(dāng)灑水的方法，對(duì)風(fēng)積沙的施工質(zhì)量影響很大，在施工中會(huì)出現(xiàn)灑水不均勻、不徹底而導(dǎo)致風(fēng)積沙壓實(shí)度不足的問題。風(fēng)積沙施工需要大量及時(shí)的灑水，所以必須保證有充足的水源和配套的上水設(shè)備。當(dāng)水源比較豐富時(shí)，可采取就地打井取水的方法。根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃、原材料的含水量和最佳含水量，必須進(jìn)行計(jì)算，來確定井的直徑、數(shù)量和間距以及應(yīng)配備水泵的功率和數(shù)量。一般情況下，水井的間距為150~200m左右，配備1臺(tái)移動(dòng)式水泵。在干旱、地下水位缺乏的地區(qū)，可采取在取土場(chǎng)提前進(jìn)行灑水的方法，在現(xiàn)場(chǎng)也必須配備足夠的水車進(jìn)行補(bǔ)充灑水。也可以采取引水開挖蓄水池的方法解決水源問題，就是把水源豐富地區(qū)的水引到施工段落，施工沿線開挖蓄水池，每100~150m一個(gè)，采用水泵進(jìn)行抽水引入蓄水池中進(jìn)行儲(chǔ)存，引水方法采用由近到遠(yuǎn)進(jìn)行逐個(gè)蓄水池倒水，然后采用移動(dòng)水泵進(jìn)行澆水，以能夠滿足施工需求水要求。對(duì)風(fēng)積沙的灑水方法非常重要，現(xiàn)場(chǎng)灑水時(shí)，必須及時(shí)、大量、均勻，保證了灑水均勻，防止漏灑、過灑現(xiàn)象的發(fā)生，保證了風(fēng)積沙的施工質(zhì)量。6.2、風(fēng)積沙上誤車問題：在進(jìn)行第2層以上風(fēng)積沙施工時(shí)，運(yùn)輸車輛在風(fēng)積沙根本無法行駛，會(huì)