試論水泥穩(wěn)定法在砂土路基處治的應(yīng)用

張偉 崔婷瑗

摘 要： 本文結(jié)合具體工程案例，通過顆粒組成研究表明為不良級(jí)配砂，針對原砂土路基決定選取水泥穩(wěn)定法進(jìn)行有效處治。工后對其施工效果進(jìn)行檢測，以此表明該施工法應(yīng)用效果良好，可滿足施工要求。

關(guān)鍵詞： 水泥穩(wěn)定法；砂土路基；技術(shù)要點(diǎn)

作為一種常見的地基材料，水泥土是通過均勻拌和硅酸鹽水泥、土與水，壓實(shí)至高密度的一種材料，此類材料往往用于瀝青或水泥混凝土路面基層，在加固路堤邊坡等方面也具備良好應(yīng)用效果。自上世紀(jì)初，該材料便在我國得到了廣泛應(yīng)用及推廣。據(jù)相關(guān)研究顯示，水泥的適當(dāng)摻加，可對低液限粉土強(qiáng)度、回彈模量進(jìn)行有效提升。在水泥土制作過程中，往往選用粒狀土，與細(xì)粒土相比，其破碎、拌和施工更便捷，無需使用大量水泥，且具有良好經(jīng)濟(jì)性。砂土質(zhì)地基因其顆粒松散，下層土具有較大含水量，根據(jù)施工要求，可選用水泥穩(wěn)定法進(jìn)行處理，該施工方法的應(yīng)用，對提高工程質(zhì)量，推動(dòng)公路建設(shè)行業(yè)發(fā)展意義重大。

一、水泥土加固機(jī)理

水泥穩(wěn)定法所選用的固化劑材料為水泥等，利用專用攪拌機(jī)械就地強(qiáng)制攪拌土與固化劑材料，通過硬化形成水泥加固土，此類土具有良好整體性、水穩(wěn)性及較高強(qiáng)度，以此可有效提升土體整體強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)變形模量的全面增加。除此之外，砂土地基內(nèi)砂量較大，且地下水位偏高，具有較高含水量，在水的作用下，水泥和砂之間將出現(xiàn)物理化學(xué)反應(yīng)。

因砂土具有較高含水量，在充分發(fā)揮水泥水化、水解作用的基礎(chǔ)上，將形成膠結(jié)性能良好的水化產(chǎn)物。同時(shí)，砂土內(nèi)細(xì)粒土含量較多，比表面積較大，可對水化形成的膠凝產(chǎn)物產(chǎn)生較高吸附作用，且對水化產(chǎn)物內(nèi)的氫氧化鈣也具有較強(qiáng)吸附能力，但因細(xì)小顆粒過多，比表面積大的土的存在，將增強(qiáng)其活性，且具有較為顯著的離子交換作用，很大程度上也會(huì)造成土塑性的改變。其主要原因在于水泥在砂內(nèi)分布，可構(gòu)成堅(jiān)實(shí)的核心，在全部空隙內(nèi)構(gòu)成水化水泥的骨架，以此對沙粒起到有效制約作用。

二、工程概況

某公路工程沿線砂土面積過大，按照因地制宜原則，結(jié)合造價(jià)成本，擬選取水泥穩(wěn)定法進(jìn)行砂土處治，之后便可直接填筑路基。此公路工程路基為10m寬，其中2x3.75m為行車道寬度，1.25m為路肩寬度。路面結(jié)構(gòu)選用AC-13、AC-20瀝青混凝土，厚度分別為4cm、6cm；基層則選用石灰土與水泥穩(wěn)定碎石，厚度分別為20cm、30cm。

三、砂土路基處治中水泥穩(wěn)定法的材料選擇及配合比設(shè)計(jì)

細(xì)砂、水泥等作為本工程的主要施工材料，在水泥穩(wěn)定細(xì)砂級(jí)配設(shè)計(jì)前，必須充分掌握各類材料的特性。

1、細(xì)砂特性分析。（1）級(jí)配分析。于砂土力學(xué)性能來講，其顆粒大小、級(jí)配特征影響較大，為此，必須嚴(yán)格按照相關(guān)施工規(guī)范規(guī)定，選取標(biāo)準(zhǔn)園孔篩進(jìn)行篩分處理，以此對砂土類型、技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行分析與確定，并在此基礎(chǔ)上采取科學(xué)有效的改良方法。根據(jù)分析可見，本工程所在路段，砂土顆粒在0.3mm以上的幾乎不存在，所占比例在0.2%以下，主要分布于0.075～0.15mm范圍，所占比例在83%以上，低于0.075mm的比例為8.7%左右。因本工程試驗(yàn)材料粒徑在0.075mm以上顆粒含量過多，可將該工程分類于細(xì)砂。

按照土質(zhì)學(xué)相關(guān)原理，級(jí)配良好土是指級(jí)配組成不均勻系數(shù)在5以上，且1～3為級(jí)配曲線曲率系數(shù)范圍的土。當(dāng)與上述兩個(gè)條件不符時(shí)，則可視為不良級(jí)配土。據(jù)研究表明，該工程細(xì)砂不均勻系數(shù)在5以下，僅為1.28，1.04為曲率系數(shù)，該指標(biāo)并不符合上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，因此可認(rèn)為該路段為不良級(jí)配砂土，應(yīng)進(jìn)行有效處治。

（2）物理性質(zhì)分析。施工取樣后，可對砂土比重、液限等指標(biāo)進(jìn)行確定，其塑性指數(shù)為2.7，塑性較低，同時(shí)具有較差飽水性，顆粒間粘結(jié)能力弱等特征。因此壓實(shí)較為困難，無法有效控制其施工質(zhì)量。必須改良細(xì)砂設(shè)計(jì)，做好各項(xiàng)施工工作，保證符合路基強(qiáng)度需求。

2、水泥分析。為實(shí)現(xiàn)砂土路基早期強(qiáng)度有效提升，且滿足改良級(jí)配的要求，應(yīng)將一定量水泥摻加道砂土內(nèi)，本工程決定選取普通硅酸鹽32.5號(hào)水泥，該材料的應(yīng)用可滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

3、水。選取無污染、無雜質(zhì)的飲用水即可。

四、砂土路基水泥穩(wěn)定法施工技術(shù)要點(diǎn)

1、下承層施工

粗平是下承層施工的主要任務(wù)，通過兩個(gè)輪進(jìn)行路拌機(jī)左右平衡控制，如土層平整度不佳，極易產(chǎn)生傾斜問題，進(jìn)而無法均勻拌和或出現(xiàn)夾層問題。中線恢復(fù)之后，可按照中線將路面邊緣線、路肩線放出，且選取白灰進(jìn)行邊線標(biāo)注。根據(jù)厚度及寬度要求，進(jìn)行路肩鋪筑，要求垂直切路肩內(nèi)側(cè)。隨后選取水準(zhǔn)儀進(jìn)行找平，并將鋼釬釘入兩側(cè)，然后將鋼絞線掛好，以此進(jìn)行寬度、標(biāo)高的準(zhǔn)確控制。完成上述作業(yè)后，需選取硅酸鹽32.5水泥均勻攤鋪。

2、拌和及碾壓

攤鋪完水泥后，機(jī)械就位 ，要求均勻拌和，避免夾層、留底等現(xiàn)象出現(xiàn)。待質(zhì)量合格后，即可選用機(jī)械開始進(jìn)行整平、碾壓施工。先進(jìn)行3～5遍穩(wěn)壓，隨后進(jìn)行2遍振動(dòng)壓實(shí)，碾壓重疊部分為1/2輪寬，最后進(jìn)行2遍靜壓，保證能夠消除顯著輪跡。路段完成鋪筑作業(yè)后，需嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，做好質(zhì)量檢查工作，如質(zhì)量不符合施工規(guī)定，需及時(shí)挖除，并再次進(jìn)行處理。

3、養(yǎng)生

碾壓施工后，應(yīng)保證表面含水量符合最佳含水量要求，如表面水分蒸發(fā)過快，需馬上灑水補(bǔ)充，保證填料水分吸收充足，完成碾壓后需馬上做好灑水保濕工作，保證穩(wěn)定土表面平整、濕潤。

4、質(zhì)量檢測及評價(jià)

完成上述施工作業(yè)后，必須及時(shí)檢測此路段砂土路基路床頂面彎沉和壓實(shí)度，檢查結(jié)果如表1所示。

由此可見，砂土路基選用水泥穩(wěn)定法進(jìn)行處治，其壓實(shí)度、彎沉均與設(shè)計(jì)要求相符，相比設(shè)計(jì)彎沉，路床頂面彎沉要低出很多，則表明通過此施工法處理后，可有效提升細(xì)砂路基結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，具有良好施工應(yīng)用效果。

五、結(jié)束語

綜上所述，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的今天，我國公路工程建設(shè)規(guī)模逐步擴(kuò)大。砂土路基作為公路施工的常見路基形式，因其含水量大、砂量多，進(jìn)一步增加了施工難度。為保證砂土路基施工質(zhì)量，必須采取切實(shí)可行的處治措施，如水泥穩(wěn)定法的應(yīng)用，可有效提升路基穩(wěn)定性，提高路基壓實(shí)度及強(qiáng)度，為此，必須根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，合理選用施工材料，規(guī)范施工工藝，做好質(zhì)量檢測工作，只有這樣才能保證工程質(zhì)量，才能延長公路使用壽命?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1] 譚鵬，曹長偉，資西陽，楊雨林，余路.濱海細(xì)砂作為公路路基填料的工程特性研究[J]. 公路工程. 2014（01）.