風積沙

風積沙

風積沙是被風吹,積澱的沙層。多見於沙漠、戈壁。其粒徑主要分佈在0.074~0.250㎜之間,含量高達90%以上,大於0.25㎜的顆粒極少,僅為0.1%。而小於0.074㎜的顆粒也只有不足9%。不均勻係數約為1.35。

特徵


風積沙的粒徑主要分佈在0.074—0.250mm之間,含量高達90%以上,大於0.25mm的顆粒極少,僅為0.1%。而小於0.074mm的顆粒也只有不足9%。不均勻係數約為1.35。

特性


風積沙
風積沙
1、風積沙的粉粘粒含量很少,表面活性很低,鬆散、無聚性,具有明顯的非塑性,其顆粒屬於細沙,沙粒組成為天然不良級配。對於級配極差,無粘結性的風積沙來說,成型困難,而且成型后的抗剪性能也較差。
2、非親水性。沙粒表面對水幾乎沒有物理吸附作用,最大吸水率不足1%,一般都在0附近。
3、非濕陷狀態。沙顆粒遇水后能保持原有骨架結構性質,水穩性好。
4、松鋪係數小。風積沙具有沉降量小(<1.5%)、壓縮快、徐變小的特性,施工時應注意松鋪係數不宜選擇過大;實踐表明,風積沙合理的松鋪係數1.02—1.05之間。
5、壓實后風積沙的最大幹密度可達到1.8—2.og/cm3.為天然狀態下密度的1.2—1.4倍,故其由鬆散狀態到密實狀態的壓實過程較短。
6、風積沙的天然含水量很低,最低的地方不足1%,最大含水量一般也不超過5%。

路基應用


利用風積沙填築路基,既可治理沙害,又可造地還田。而且在灌區、水田、軟基內填築風積沙路基,對於阻斷毛細水、提高路基穩定性均起到好的效果。同時對於某些工程項目,又可解決缺乏路基填料的問題。採用風積沙填築路基,也可加快施工進度,縮短工期,使項目早日投入運營,提前進行資金回收。
風積沙不同與一般常規的路基填料,對於風積沙路基的施工必須採取特殊的施工工藝和壓實方法,確保風積沙路基的施工質量。必須採取合理有效的環境保護措施,對風積沙路基進行封閉保護,減少風蝕現象,避免污染環境和周圍耕地。

路基填築施工工藝

1、施工程序:基底清理測量放線→填料前基底清理碾壓→基底檢測→拉運土方分層填築→推土機攤土粗平→分格澆水→平地機整平→壓路機碾壓→質量檢測→下步工序施工。
2、測量放線:首先放出路基的中心線,每20m一樁,然後在路基兩側適當的位置進行拴樁。再根據每填築層頂面標高放出每層風積沙填築的邊線。邊線採用竹竿控制,每20m一樁,樁上必須插紅色三角測量旗幟。竹竿長度一般為60cm左右,上面間隔30cm塗刷紅、白漆。
3、虛鋪厚度:風積沙的壓實工藝與傳統路基填料的壓實工藝有明顯的不同,風積沙的壓實主要靠水沉法,傳統的壓路機碾壓方法對風積沙壓實效果不太明顯。經現場試驗發現,只要洒水均勻合適,壓路機碾壓(靜壓)2—3遍,風積沙的壓實度就完全滿足規範要求。採用壓路機過度碾壓反而造成風積沙表面鬆散,壓實度下降。風積沙填築的虛鋪厚度至今尚無具體明確的規定,但在實際施工過程中,一般虛鋪厚度控制在30cm~50cm。而第一層風積沙的虛鋪厚度一般應偏大,宜在50cm以上。虛鋪厚度的控制方法必須採用邊樁竹竿掛線的方式。
4、高程式控制制:現場施工時,以原地面壓實后的高程作為原始高程。由於風積沙施工后,表面風積沙因失水后鬆散現象嚴重,對每層風積沙均要進行高程檢測沒有必要,也沒有意義。一般情況下,風積沙路基每填築4層進行高程檢測和核實每層的填築厚度。同時進行中線偏位的檢測,以便在施工過程中隨時糾正中線偏差。
5、上土數量控制:根據每層的虛鋪厚度、平均寬度和長度,計算每個斷面計劃所需的材料用量。再根據拉料車的每車拉運量,計算每個斷面計劃所需的車數。在每個斷面內,確定卸車間距和車數。
6、上土:採用大噸位自卸汽車進行風積沙的運輸,自卸車盡量採用同一種型號的汽車。自卸車將風積沙拉運至現場后,按照確定后的卸車間距和車數進行卸車。在卸車過程中,特別是第2層以後的卸車,必須做到風積沙的及時澆水,合理組織車輛和指揮交通,防止運料車輛在風積沙上誤車和便道交通堵塞情況的發生。
7、整平和澆水濕潤:為了便於虛鋪厚度的控制,整平必須採取邊上土邊整平的方式。採用推土機進行粗平。在粗平過程中,同時進行澆水濕潤。在整平過程中,邊線採用掛線控制虛鋪厚度,同時使邊線順直,坡度一致,滿足設計要求。
8、碾壓:澆水符合要求后,採用平地機進行精平,然後採用振動壓路機進行風積沙的碾壓(靜壓)。碾壓必須採取由外向內、由低向高的順序,同時錯1/2輪。碾壓2遍,輪痕較明顯時,採用壓路機大排軸快速碾壓1遍,盡量消除輪痕。
9、其它要求:為了保證壓實寬度和保證修整路基邊坡后的路堤邊緣有足夠的壓實度,每側應超出路堤的設計寬度30cm。必須大量及時提前澆水濕潤風積沙,同時保證澆水均勻。
10、壓實度檢測:由於風積沙是一種比較特殊的路基填料,採用傳統的重型標準擊實方法,對風積沙不是特別適用。而且,試驗原理與現場實際施工工藝差別較大。
11、封閉:為防止風蝕現象,當路堤填至設計標高后,或有較長時間的停工時,必須對風積沙頂面和邊坡進行臨時封閉,封閉的方法可採用虛鋪厚10cm的粘土或砂礫進行全封閉。在路基交工時,風積沙路基填築的邊坡必須進行正式防護,防護形式一般採取網格防護,並在網格內回填種植土植草。
12、刷坡:路堤填至設計標高后,按設計的邊坡坡度及位置,至上而下進行刷坡。刷坡下來的風積沙,一般工程設計用作擋水埝。擋水埝合理布置,可防止周圍的灌溉水或雨水流入路基範圍內,又可防止高速公路的排水流入周圍耕地,污染農田。為了防止路基邊坡外的少量積水浸泡路基,一般工程設計路基邊坡坡腳進行漿砌片石防護。

問題及對策


洒水問題

風積沙施工的關鍵環節就是洒水問題,不適當洒水的方法,對風積沙的施工質量影響很大。在施工經常出現洒水不均勻、不徹底而導致風積沙壓實度不足的問題,同時也導致運料車輛在上料時的誤車現象,嚴重影響施工進度。風積沙施工需要大量及時的洒水,所以必須保證有充足的水源和配套的上水設備。在河套地區,地下水位較高,而且水源相當豐富,可採取就地打井取水的方法。

環境污染問題

在風積沙的運輸、施工過程中,經常存在風積沙被風吹起污染環境的問題。必須採取大噸位自卸汽車進行風積沙的運輸,並且要求汽車狀態良好,車箱封閉相對較好,在運輸過程中,避免漏沙現象。由於風積沙一般情況下的含水量均較低,可採取裝車后在風積沙表面洒水濕潤的方法或進行帆布覆蓋的方法,減少風積沙對環境的污染。

風積沙上誤車問題

在進行第2層以上風積沙施工時,經常存在風積沙運料車輛在風積沙上誤車的現象。由於風積沙本身屬於不穩定材料,表面由於失水后翻沙現象嚴重,所以車輛在風積沙表面上誤車現象嚴重。在上料前,必須對風積沙表面進行大量洒水濕潤,有條件的也可採取小推排壓對錶面進行密實。或者採取竹笆片、木板修築臨時車道,防止誤車,但比較煩瑣。風積沙料車上路的坡道必須採用級配合理的砂礫或碎石渣修築,坡道的方向為倒車方向,以便料車直接倒檔駛入卸料點,防止重料車在風積沙上停車、調頭而誤車。

風積沙滲水問題

風積沙路基填築到一定的高度並高出便道后,風積沙路基內一部分水在重力和上層壓力的作用下,將逐漸滲出邊坡,流到便道上。滲水造成邊坡坡腳坍塌,並浸泡便道,造成便道損壞,嚴重影響交通。所以必須嚴格控制風積沙的洒水量,不可盲目地進行大量的洒水。同時也必須採取排水措施,保護路基坡腳和便道。在便道上,每隔一定的距離,挖設排水盲溝,盲溝內填2—4cm的碎石。或者每個一定的距離在坡腳處挖設直徑50cm左右的集水井,人工再進行排水。沿坡腳方向,採用粘土修築擋水埝,將滲水引向盲溝、淺溝或集水井,防止滲水到處亂流。