张龙兴
(中铁十八局集团国际公司，天津 300222)
沙特阿拉伯王国位于亚洲西南部的阿拉伯半岛，东濒波斯湾，西临红海，是名副其实的“石油王国”，石油储量和产量均居世界首位，是世界上最富裕的国家之一。沙特延布C2和C3地块土地开发项目位于麦地那省延布市工业区，于2014年9月21日开工，合同工期730天，目前项目延期至2018年3月1日，合同金额6883.3万美元。该工程包含17km道路路面，双向4车道及其两侧配套的机电、通信、大小涵洞、水渠等设施，道路路面组成网格状的施工区域，网格间为土石方施工，项目总占地面积895万m2。
该项目地处热带沙漠地区，气温高，极端气温达50℃，气候极端干燥，年降雨量小于60mm，降雨只发生在11月份至来年3月份；每年1、4季度风沙大，经常有8～10级大风；且本工程濒临波斯湾，地下水位高，地下水含碱量极大，沿线附近的砂含碱量大，但沿线其它路基填料缺乏，路基本体填筑只能就地取砂进行路基填筑。该项目涉及的公路工程师工业区的主干道，经常有超重型车辆往返，对路基的承载力和稳定性要求较高。设计中考虑本线路与其它线路的交汇，个别路基段填方较高，最高处达3.5m。
由于沙特地下水含碱量大，致使现场填料含碱量大，所以取土场选在位置相对较高、受地下水影响较小的地点。取土时控制取土的厚度，及时对土样进行化学分析，控制填料中碱的含量[1]。
对附近可取土点进行土质分析，选取含碱量相对较低的取土点为本工程的取土场，取土样进行筛分试验，筛分结果见表1；同时进行最大干密度和最佳含水量试验，试验结果见表2；填料的最小强度（CBR%）必须大于10。
表1 筛分试验结果
表2 土样物理性能指标
3.1 基底处理
进行测量放样测出路基坡角边线，清除从路基坡角向外延伸5m范围内的灌木、杂草等，将原地面0.3m厚度以内的土清除，坑沟槽填土夯实。然后根据原地面情况进行平整，按路基标准进行洒水碾压密实[2]。
3.2 分层填筑
为了保证路基的填筑质量，使路基有足够的稳定性和承载力，在施工中砂必须分层填筑，并洒水压实。但砂的特性决定了其填筑工艺有别于常规粘土或沙砾渗水土的填筑；采用的机械必须适应沙地作业，走行方式为履带式或宽轮胎多轮胎，避免在沙地走行时陷车。
3.3 洒水方式的选定
由于地下水含碱量较大，成份接近于海水，不能直接用于路基洒水，只能在经过脱碱淡化处理后使用，以减少路基的含碱量，避免碱害，因此在施工中如何在达到最佳含水量的前提下节约用水，尤为重要。
目前常用的洒水方式有2种，一种为在取土坑内提前洒水闷湿；另一种为在路基上洒水搅拌。施工中，若在取土坑内提前洒水闷湿，由于沙特气候极端炎热、干燥，且取土场离工地有40km，水分在装、卸、运输过程中基本上全部损耗掉，失去提前闷湿的意义；在现场洒水搅拌，由于砂具有失水松散、亲水性强、抗剪力差的特点，水车洒水走行困难，洒水不均匀。所以施工中首先在临时堆土场内洒水闷湿，考虑沙漠地区蒸发量的影响，使含水量超过最佳含水量3%～5%；当推土机摊平碾压达到一定的密实度后，再用洒水车上路基直接洒水达到最佳含水量。碾压达到要求的密实度后及时进行下一层的填筑，当受施工限制不能进行下一层施工时，覆盖一层10～20cm的砂封闭以避免水的蒸发损失，在下一层施工前洒水湿润[3]。
全部路基施工完毕，最后一层经洒水碾压后，马上摊铺基床地层进行路基封闭，减少水分蒸发松散及风沙侵蚀。
3.4 填筑、碾压方式的选定
填筑方式：由于砂无粘性，内聚力小，渗水性好，具有失水松散性，在外力作用下易于产生位移，特别容易陷车，直接上土困难。所以在填筑前用粘性土在路基中央隔离带的地方填筑一条施工便道，利于自卸运土车上土，运土车把砂卸在便道两侧；然后用重型推土机摊铺、整平，进行近距离上土。
碾压机械：由于一般光轮压路机在沙地上行走困难，无法对路基进行碾压，所以采用履带式推土机配合拖式凸块式振动压路机、大吨位振动压路机碾压。根据砂的特性、碾压密实度的情况选择合理的震动频率，使震动碾压达到最优效果。
碾压方式：采用分层填筑、洒水碾压的方法。用重型推土机把便道两侧的土摊开、整平、初步碾压，使达到一定的压实度，一般达到60%左右；然后用拖式凸块式振动压路机碾压；接着用刮平机整平，检查含水量，洒水以达到最佳含水量，再用大吨位振动压路机碾压。压实作业按照先压路基边缘，后压路基中间，纵向进退，先慢后快，先静压后振动，由弱振至强振的操作规程进行碾压[4]。
3.5 填土厚度的确定
路基填土的松铺厚度根据压实机械的压实能力来控制，总体振动和静压的遍数在6～8遍。
在全面开工之前，进行试验段的填筑，采用不同的层厚、不同的压实方式：每层填筑厚度分别为20～40cm、40～60cm、60～80cm。试验结果表明，填筑的厚度在60cm左右为宜。填土厚度为60cm时碾压遍数与压实度的关系曲线见图1。
在每层压实后，及时进行检测，现场检测主要采用核子密度仪，必要时采用荷载板进行检测，确定路基的承载力。由于每层的厚度一般在60cm左右，为了检测点能充分代表每层全厚度的压实度，检测点布置在层的中间和表面进行检测，其中以层中点的检测值为主要代表值[5]。
图1 碾压遍数与压实度的关系曲线
风沙地区公路的病害主要为砂埋与风蚀，主要由路基上的风向、风速变化引起。路堤上的风向、风速变化与路堤高度、边坡坡度以及风向与路线的交角大小有关。当路基较高时，一般不会积砂，但风蚀程度会随着路堤高度的增大而增加。当路基的边坡较陡（超过1∶2）时，将在背风坡和迎风坡脚积砂，有时也在路面积砂；当路基的边坡较缓（缓于1∶4），气流可平顺越过路堤，将不积砂。零挖零填段或近于零挖零填段，不论路基与风向的关系如何，均易于积砂[6]。
在施工中，考虑避免积砂和保证碾压的质量，边坡的坡度采用较缓的形式，当路基的高度小于1m时，路基的坡度为1∶4；当路基的高度大于1m时，路基的坡度为1∶2.5，并在之间做好坡度过渡。同时为避免风蚀，路基边坡采用级配碎石进行防护，厚度为150mm。
5.1 整理边坡
在进行边坡防护前，用边坡压实机对边坡进行压实，使边坡的压实度大于90%。整理坡度使整个坡面顺滑，无凹凸现象。
5.2 防护施工
在防护前计算单位面积内的需要量，选择级配碎石的堆放量、堆放间距。在摊铺前用水湿润坡面；首先用挖掘机初步摊开，再用人工终摊，使级配碎石的厚度一致；用边坡压实机对级配碎石进行压实，压实度大于95%。压实好的级配碎石表面在任何一点的厚度与设计不能相差±15mm，否则需要把整层级配碎石翻松，重新摊铺压实，直到达到要求。
由于地处热带沙漠地区，水分挥发快，而砂又具有失水松散的特性，所以在施工过程中要合理配置机械，连续作业，使每层之间衔接紧密，避免过多的水分蒸发；并及时施工路基基床及边坡防护，进行整体封闭，避免大风吹蚀和砂埋。
选用推土机上土、摊铺、整平，减少对下层土的扰动；选用拖式碾压机械减少陷车。尽量避开大风扬沙天气施工，运土车要覆盖盖布等，以尽量减少灰尘的产生，减少环境污染。
［参考文献］
［1］ 王在强, 刘泽华, 李中玺, 等. 沙路基施工技术[J].中外公路. 2004, 02∶22-23.
［2］ 任寿年, 张金宝, 周庆流. 浅谈道路工程中压实标准的控制[J]. 安徽建筑. 2000, 06∶44-45.
［3］ 梁昌望. 膨胀土路基病害分析及其防治措施[J]. 安徽建筑. 2005, 01∶34-35.
［4］ 冷毅飞, 张喜发, 张冬青. 季节冻土区公路路基细粒土冻胀敏感性研究[J]. 冰川冻土. 2006, 02∶67-68.
［5］ 高金岐, 罗晓辉, 徐世法, 等. 沥青粘结层抗剪强度试验分析[J]. 北京建筑工程学院学报. 2003, 01∶78-79. ［6］ 许晖, 张冬青, 张喜发. 长余高速公路稳定土强度试验研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版). 2002, 01∶87-88.
[关键词] 沙漠地区；填砂路基；公路；填筑工艺
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