淺析路基挖方粉沙土的利用

梁河芬

寧夏交通科學(xué)研究所

【摘 要】在路基施工過(guò)程中，一些特殊路段遇到路基挖方段的土質(zhì)為粉沙性土的問(wèn)題，往往因?yàn)檫@種土的性質(zhì)不利于直接填筑路基，施工方會(huì)廢棄，設(shè)計(jì)方會(huì)變更為借方，通過(guò)分析粉沙性土的性質(zhì)及其工程特性，改善施工工藝和檢測(cè)方法，改進(jìn)了粉沙土在路基挖方中的利用。

【關(guān)鍵詞】粉沙土；路基挖方施工

在公路設(shè)計(jì)和施工中，經(jīng)常會(huì)遇到路基挖方段的土質(zhì)為粉沙性土的問(wèn)題。按照路基設(shè)計(jì)中的填挖平衡原則，挖方段的土方要作為利用方進(jìn)行調(diào)配使用。但在實(shí)際施工中，會(huì)出現(xiàn)施工方提出其土質(zhì)達(dá)不到規(guī)范的相關(guān)要求而廢棄；理由一是粉沙土無(wú)法碾壓，理由二是其CBR達(dá)不到規(guī)范要求；從而建設(shè)、設(shè)計(jì)方有時(shí)對(duì)這種情況承認(rèn)而予以變更為借方；有時(shí)在設(shè)計(jì)審查階段為避免施工時(shí)變更干脆將此種土質(zhì)直接定為廢方。在我們今后的公路建設(shè)中仍會(huì)遇到類(lèi)似情況。因此，研究粉沙性土的利用，對(duì)工程質(zhì)量，工程進(jìn)度，節(jié)約投資都具有十分重要的意義。

從路基施工技術(shù)規(guī)范上講，到底粉沙性土到底能不能填筑路基，不能一概而論。施工方提出粉沙性土利用的理由一是無(wú)法碾壓的觀點(diǎn)是不成立的，只能粉沙性土比礫類(lèi)土壓實(shí)困難些，但要在壓實(shí)工藝上改進(jìn)解決；理由二其CBR達(dá)不到規(guī)范要求，也不能完全成立。一般的CBR按照交通部<<公路工程路基施工規(guī)范>>路基填料的強(qiáng)度指標(biāo)要求高速，一、二級(jí)。

一、粉沙土的工程特性

1.粉沙土的物理特性。

通過(guò)大量的試驗(yàn)結(jié)果表明，粉沙土的顆粒很細(xì)（細(xì)度模數(shù)為1.28，不均勻系數(shù)1.31），主要分布在0.5mm—0.063mm；粉粘粒含量很少，表明無(wú)粘性（內(nèi)聚力基本為零），松散性強(qiáng)，級(jí)配差，保水性差，但水穩(wěn)性好，比重平均為2.67kg/cm3，塑性指數(shù)接近為零，滲透系數(shù)R=1.5×10-3cm/s。

2.粉沙土的擊實(shí)性及其性質(zhì)。

粉沙土屬無(wú)粘性范圍，它與一般土質(zhì)有些不同，當(dāng)土處于風(fēng)干狀態(tài)（含水較少）時(shí)，由于少量水的潤(rùn)滑作用，土粒間的阻力較小，故易于移動(dòng)而壓實(shí)，但當(dāng)含水情況稍濕時(shí)，由于具有微弱的毛細(xì)水連接。土粒間移動(dòng)受阻較大，相對(duì)不宜被擠緊壓實(shí)，干密度不大，相對(duì)較小，當(dāng)含水量較多時(shí)（一般為飽和度60%左右）。土中毛細(xì)連接消失，空隙中的水起潤(rùn)滑作用，又不多占空隙，沖擊或壓實(shí)時(shí)不消耗動(dòng)能，土粒易于移動(dòng)，能使土得到較大的干密度。對(duì)于透水性較強(qiáng)的沙性土，飽和度大時(shí)，由于排水迅速，仍能得到較高的干密度。因此，風(fēng)積沙根據(jù)其所處的地理位置、自然環(huán)境及其形成條件不同，其最大干密度也不同。當(dāng)然，對(duì)于透水性較弱的，在飽和度較大時(shí)，由于受沖擊后空隙中的水排出不暢，產(chǎn)生一定的空隙水壓力，而消耗部分動(dòng)能，故干密度有所降低。因此，對(duì)于透水性較弱的沙性土，要選擇合適的機(jī)械類(lèi)型，在合適的含水量時(shí)碾壓。

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，粉沙土在干燥及飽和狀態(tài)下的沉降隨施荷時(shí)間增加雖有所增大，但增幅很小，絕大部分沉降（占92%以上）發(fā)生在加荷瞬間，無(wú)論是干燥還是飽和狀態(tài)，總沉降量均很小，最大不超過(guò)0.21%，這也表明粉沙土有很好的水穩(wěn)性。因此，粉沙土亦同樣適宜在干燥狀態(tài)下壓實(shí)。

二、最大干密度的確定及最佳含水量的選擇

1.最大干密度的確定及選擇。

將一般標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線圖和風(fēng)積沙標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線圖進(jìn)行對(duì)照，一般標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線圖呈拋物線形狀，既有一個(gè)峰值，對(duì)應(yīng)一個(gè)含水量，稱(chēng)之為最大干密度和最佳含水量。而風(fēng)積沙標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)曲線圖部分呈反余弦形；有兩個(gè)峰值，對(duì)應(yīng)兩個(gè)含水量。第一個(gè)峰值出現(xiàn)在風(fēng)干狀態(tài)（含水較少時(shí)）；第二個(gè)峰值一般出現(xiàn)在飽和度為60%左右（含水較多時(shí)），且隨著含水量的增加曲線緩慢下降，下降的速度與沙性土本身的透水性有關(guān)。因此，針對(duì)兩個(gè)峰值，試驗(yàn)人員在第一次遇到此種情況時(shí)感到迷惑不解。其實(shí)經(jīng)過(guò)多次的試驗(yàn)得知：兩個(gè)峰值最大干密度基本一樣，只是含水率不同，并不影響最大干密度的確定。但圖上找拋物線頂點(diǎn)（最大干密度）會(huì)出現(xiàn)一些誤差，即頂點(diǎn)不是絕對(duì)的頂點(diǎn)，還有出現(xiàn)兩個(gè)峰值的頂點(diǎn)也不可能完全絕對(duì)一樣；但就這一點(diǎn)誤差可能會(huì)影響到壓實(shí)度的結(jié)果；另外，還有一種情況就是當(dāng)時(shí)壓實(shí)后壓實(shí)度能達(dá)到要求，而放置一段時(shí)間風(fēng)干失水后壓實(shí)度達(dá)不到要求，這種情況在實(shí)際檢測(cè)中經(jīng)常會(huì)遇到，其原因是因?yàn)槭笸令w粒之間的粘聚力失去及太陽(yáng)照射溫度升高等而造成土的微小膨脹，體積增大，重量不變，干密度減小，因而影響到壓實(shí)度不夠。因此，因沙性土的特殊性，所以也有人建議采用相對(duì)密度Dr作為沙土密實(shí)標(biāo)準(zhǔn)作為路基壓實(shí)控制指標(biāo)。因此，當(dāng)我們采用最大干密度標(biāo)準(zhǔn)控制質(zhì)量時(shí)，其最大干密度在確定和選擇時(shí)應(yīng)特別謹(jǐn)慎，否則，會(huì)出現(xiàn)實(shí)際壓實(shí)達(dá)到要求而檢測(cè)計(jì)算出的壓實(shí)度只差很小而壓實(shí)度不夠的結(jié)果。

2.含水量的選擇最大干密度確定以后，最佳含水量也就也就確定了。一個(gè)是干燥狀態(tài)，一個(gè)是最佳含水量狀態(tài)。

三、施工工藝和檢測(cè)方法

1.施工工藝。

（1）清除、整平地表，揀出雜草。

（2）用震動(dòng)壓路機(jī)來(lái)先高強(qiáng)度震動(dòng)幾遍后再穩(wěn)壓（震動(dòng)壓路機(jī)馬力大，前輪寬，后有膠輪不陷車(chē)；三剛輪壓路機(jī)容易陷車(chē)不能使用）一般最好是在風(fēng)干狀態(tài)時(shí)碾壓，既省時(shí)間又節(jié)約了水。如在濕地可直接整平碾壓，如在半干狀態(tài)可整平后撒水進(jìn)行碾壓。

（3）風(fēng)積沙路段由于其本身土的性質(zhì)使車(chē)輛進(jìn)去較難，即使壓好的路段車(chē)輛一進(jìn)也會(huì)使沙土重新碾松。

先不做壓實(shí)度，上第一層土；汽車(chē)倒行卸土，邊卸邊整平，一般厚度為15～20厘米（沙礫土）；

（4）整平穩(wěn)壓后將水灑透碾壓，然后再用擊振力大的震動(dòng)機(jī)振壓4～6遍，最后用21噸壓路機(jī)靜壓1～2遍。

2.檢測(cè)方法。

碾壓完成后再分兩層做填前碾壓壓實(shí)度和第一層壓實(shí)度。只要按規(guī)范要求的機(jī)械類(lèi)型及組合，達(dá)到一定的遍數(shù)進(jìn)行碾壓，其兩層壓實(shí)度都能達(dá)到規(guī)范要求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 《公路土工試驗(yàn)規(guī)程》JTG E40-2007.

[2] 《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTG F10-2006.