砂性土用于路基回填應(yīng)注意的若干問題

張良

摘要：使路基具有較好的整體強(qiáng)度和水穩(wěn)性是路基施工過程中極為關(guān)注的問題，通常以粘土作為路基回填材料，在部分沿海地區(qū)如三亞，缺少粘土，但砂性土豐富，砂性土由于特有的力學(xué)性質(zhì)，不能直接作為路基的持力層，如何合理利用砂性土引起了國內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)其相關(guān)的研究。本文首先詳細(xì)的闡述了路基回填的基本要求和路基回填材料砂性土的力學(xué)性質(zhì)和物理特征，然后以三亞設(shè)計(jì)的海棠灣濱海路路基回填施工項(xiàng)目為工程實(shí)例進(jìn)一步說明了砂性土在路基回填中的施工方式，最后基于工程實(shí)例提出了砂性土在路基回填施工過程中應(yīng)該在施加壓實(shí)控制和含水量控制相關(guān)的措施。

關(guān)鍵字：砂性土路基回填含水量壓實(shí)度

1 引言

道路是向居民提供交通服務(wù)的設(shè)施，是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成不跟，道路施工質(zhì)量，直接影響著國家的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)。而路基作為路面的基礎(chǔ)，如果路基不穩(wěn)定，則在行車大負(fù)荷的不斷作用下，不僅僅使得路面出現(xiàn)不均勻的沉陷，使得路面使用壽命大大的降低，更重要的是當(dāng)路基出現(xiàn)滑坡或者塌方時(shí)，會(huì)造成行車的中斷，給道路安全帶來了極大的隱患。因此回填土的質(zhì)量直接影響著道路路基的質(zhì)量。通?；靥钔炼紩?huì)選用滲水性好、干容重大、壓實(shí)受含水量的影響小的砂性土來填筑，并且砂性土的強(qiáng)度負(fù)荷相關(guān)的要求。并且路基回填施工技術(shù)通常有如下要求：首先路基頂面之下0-1.5m的壓實(shí)度要不小于95%，1.5m以下要不得小于93%。其次，每一層得壓實(shí)層厚度小于30厘米，回填面橫向坡度通常為2%，縱向坡度小于等于2%。最后路基頂面的高度誤差要在3厘米之內(nèi)，邊線誤差也不能超過3厘米，邊坡坡度應(yīng)該為1:2。

2 砂性土力學(xué)性質(zhì)

本文所有的公里地基主要以粉質(zhì)粘土和粉土為主，5m-9m一下使用細(xì)砂土，路基內(nèi)部的砂土技術(shù)指標(biāo)如表1所示：

砂性土的動(dòng)應(yīng)力強(qiáng)度指一定動(dòng)荷作用下，產(chǎn)生一種破壞應(yīng)變需要的動(dòng)應(yīng)力大小，砂性土的動(dòng)應(yīng)力強(qiáng)度特征反映了動(dòng)荷載的作用下循環(huán)效應(yīng)和速率效應(yīng)。因?yàn)閯?dòng)荷作用的循環(huán)作用次數(shù)和速率均不同，所以動(dòng)力的強(qiáng)度也不同。一般情況下影響砂土動(dòng)力強(qiáng)度的關(guān)鍵因素有：起始應(yīng)力條件、土質(zhì)條件、動(dòng)荷條件。在現(xiàn)實(shí)中路基土體可能因?yàn)閺?qiáng)度不足產(chǎn)生翻泥冒漿、不均勻沉陷、側(cè)向擠出等現(xiàn)象，所以循環(huán)荷載作用下研究動(dòng)力強(qiáng)度特性是極其的重要。

動(dòng)荷載作用下的砂土應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系與土動(dòng)力學(xué)特性有著緊密的關(guān)系，是分析土體動(dòng)力失穩(wěn)的重要基礎(chǔ)，一般情況下使用三軸實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。土的含水量、干密度、靜固結(jié)應(yīng)力不變，分級(jí)的施加軸向的周期循環(huán)荷載，這樣可以得到周期加荷作用下的動(dòng)應(yīng)力、孔隙水壓力、應(yīng)變隨著動(dòng)力荷載作用次數(shù)對(duì)應(yīng)的變化曲線。其動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系對(duì)應(yīng)的曲線圖如圖1所示：

圖1 動(dòng)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線圖

由圖可以看出一下幾點(diǎn)，首先在一定重復(fù)的荷載作用下，其變形包括殘余變形和彈性變形，殘余變形在卸載后是不可恢復(fù)的，隨著加載次數(shù)的增加而累加，其中累積應(yīng)變和加載次數(shù)的關(guān)系是為ε＝α㏑N＋β，其中ε為累積應(yīng)變；N是加載次數(shù)；α，β是試驗(yàn)相關(guān)系數(shù)，和實(shí)驗(yàn)的條件有關(guān)系。其次，在動(dòng)應(yīng)力的強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)中，隨圍壓的不斷增大，動(dòng)應(yīng)力的強(qiáng)大也在不斷的增大，而且動(dòng)因變化值也在增大。但是通常在很定的動(dòng)應(yīng)力的循環(huán)作用下，圍壓增大動(dòng)應(yīng)力卻是減小的。

3 砂性土在路基回填注意事項(xiàng)

在施工過程中，砂性土通常具有透水性好、不易輾壓、表面水分散失快、飽水后容易松散的特征。而通常土體含水量控制不好的話很容易造成返工，并且土體還易于被雨水沖蝕使得路基回填破壞。所以控制好砂性土的含水量，制定對(duì)應(yīng)的雨季施工措施是保證路基回填工作質(zhì)量和提高工作效率的關(guān)鍵。

3.1 砂性土的含水量控制

含水量控制保證了土體的含水率在輾壓前達(dá)到最佳的含水率，以至于達(dá)到最佳的輾壓效果。對(duì)于含水量的控制如下三步進(jìn)行。(1) 砂性土預(yù)悶水處理，先清除取土場(chǎng)表面的30厘米的覆蓋層，挖深為0.3m，寬為2.5m，長(zhǎng)為6m，間距為0.5m的悶水槽。給每個(gè)槽灌水4.5立方米。等到槽內(nèi)的水滲透到土體后，進(jìn)行翻拌，這樣每個(gè)悶水槽悶土45立方米，土的含水量達(dá)到10%左右。（2）壓輾前再進(jìn)行表面補(bǔ)水。由于砂性土在攤鋪過程中，受到陽光照射和風(fēng)的作用后極易流失表面的水分，所以在輾壓前進(jìn)行水分的補(bǔ)充是保證路基回填質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵步驟。一般采用灑水車直接在土體表面進(jìn)行噴灑。通常補(bǔ)水量為砂性土便面全部濕潤(rùn)為最佳狀態(tài)。（3）層面輾壓前對(duì)層面經(jīng)行補(bǔ)水。在鋪層輾壓完工2天后，輾壓層會(huì)干燥結(jié)硬，但是面層的羊角印要再次輾壓處理，所以要對(duì)面層加水。面層加水也是用灑水車噴霧灑水的方式進(jìn)行的。

通常灑水方式很重要，現(xiàn)場(chǎng)灑水時(shí)，一定要做到適量、及時(shí)、均勻、分段、分塊的灑水方式，路基兩處同意漏灑或者灑水不均勻的狀況，可以經(jīng)行人工灑水。

3.2 合理施加壓實(shí)

砂土在到達(dá)其最佳的含水量后，應(yīng)該合理的施加壓實(shí)功能進(jìn)行壓實(shí)質(zhì)量的控制。對(duì)于攤鋪好的砂性土先用20t或者25t的羊腳輾以3km/h行走速度輾壓4趟，羊腳輾可以使得中下層土達(dá)到要求的壓實(shí)度。中下層的土壓實(shí)一到兩天后，灑水悶土，使其表面的5-10厘米充分的飽水，用16t或者18t的鋼輪壓路機(jī)5KM/h的行走速度輾壓2趟。最后用3t的鋼輪壓路機(jī)輾壓2趟作為表面的收光處理。

4 砂性土在路基回填應(yīng)用中的工程實(shí)例

在由本人設(shè)計(jì)并已竣工的三亞市海棠灣濱海路市政工程項(xiàng)目施工過程中，也遇到了如何利用砂性土的問題。由于當(dāng)?shù)厝鄙僬惩?，外借運(yùn)距遠(yuǎn)且方量大，需增加一定的工程投資，在經(jīng)過聽取施工、監(jiān)理、勘察、甲方等單位的意見，并結(jié)合實(shí)際情況，采取以下措施：（1）根據(jù)《三亞市海棠灣B區(qū)濱海路市政工程工程地質(zhì)勘察報(bào)告》中對(duì)細(xì)砂土進(jìn)行澆水碾壓處理后作路基持力層的施工措施。對(duì)路基可不進(jìn)行處理，水密法碾壓后快速鋪上級(jí)配碎石底基層，可不對(duì)細(xì)砂路基進(jìn)行彎沉試驗(yàn)，只進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)。（2）對(duì)車行道路基進(jìn)行回填優(yōu)質(zhì)砂性粘土30cm，對(duì)填方段的中央綠化帶與車行道同時(shí)進(jìn)行換填，同時(shí)做彎沉試驗(yàn)及壓實(shí)度檢測(cè)。（3）對(duì)車行道路基進(jìn)行回填優(yōu)質(zhì)砂性粘土60cm，對(duì)填方段的中央綠化帶與車行道同時(shí)進(jìn)行換填，并做彎沉試驗(yàn)及壓實(shí)度檢測(cè)。由于該方案牽涉到工程質(zhì)量、工程施工難易、工程投資、工期等各方面，以20米長(zhǎng)度為一段，按處理方案方式的不同分別進(jìn)行試驗(yàn)段施工，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選擇最優(yōu)的處理方案。為保證邊坡的穩(wěn)定性及防沖刷性，在邊坡上填筑50cm厚的粘土，做包邊防護(hù)。

5 總結(jié)

利用砂性土回填路基有很多的好處，通常砂性土采集容易，還可以疏通河道、減少占用耕地，降低工程造價(jià)，并且砂性土的透水性強(qiáng)、穩(wěn)定性能好、毛細(xì)水上升高度小是一種良好的路基回填材料。當(dāng)前，我國砂性土路基回填施工工藝和檢測(cè)方法已經(jīng)逐漸的成熟，并被廣泛的使用，本文首先介紹了路基回填的現(xiàn)狀和要求，接著介紹了路基回填材料砂性土的力學(xué)性質(zhì)和物理性能，然后基于三亞設(shè)計(jì)的海棠灣濱海路工項(xiàng)目為工程實(shí)例進(jìn)一步說明了砂性土在路基回填中的使用，最后提出了砂性土在路基回填工程中如何施工才能保證其質(zhì)量。

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