淺析路基挖方粉沙土的利用

梁河芬 / 寧夏交通科學研究所

淺析路基挖方粉沙土的利用

梁河芬 / 寧夏交通科學研究所

在路基施工過程中，一些特殊路段遇到路基挖方段的土質為粉沙性土的問題，往往因為這種土的性質不利于直接填筑路基，施工方會廢棄，設計方會變更為借方，通過分析粉沙性土的性質及其工程特性，改善施工工藝和檢測方法，改進了粉沙土在路基挖方中的利用。

粉沙土；路基挖方施工

在公路設計和施工中，經(jīng)常會遇到路基挖方段的土質為粉沙性土的問題。按照路基設計中的填挖平衡原則，挖方段的土方要作為利用方進行調配使用。但在實際施工中，會出現(xiàn)施工方提出其土質達不到規(guī)范的相關要求而廢棄；理由一是粉沙土無法碾壓，理由二是其CBR達不到規(guī)范要求；從而建設、設計方有時對這種情況承認而予以變更為借方；有時在設計審查階段為避免施工時變更干脆將此種土質直接定為廢方。在我們今后的公路建設中仍會遇到類似情況。因此，研究粉沙性土的利用，對工程質量，工程進度，節(jié)約投資都具有十分重要的意義。

從路基施工技術規(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法碾壓的觀點是不成立的，只能粉沙性土比礫類土壓實困難些，但要在壓實工藝上改進解決；理由二其CBR達不到規(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＞＞路基填料的強度指標要求高速，一、二級。

一、粉沙土的工程特性

1.粉沙土的物理特性。

通過大量的試驗結果表明，粉沙土的顆粒很細（細度模數(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，表明無粘性（內聚力基本為零），松散性強，級配差，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.粉沙土的擊實性及其性質。

粉沙土屬無粘性范圍，它與一般土質有些不同，當土處于風干狀態(tài)（含水較少）時，由于少量水的潤滑作用，土粒間的阻力較小，故易于移動而壓實，但當含水情況稍濕時，由于具有微弱的毛細水連接。土粒間移動受阻較大，相對不宜被擠緊壓實，干密度不大，相對較小，當含水量較多時（一般為飽和度60%左右）。土中毛細連接消失，空隙中的水起潤滑作用，又不多占空隙，沖擊或壓實時不消耗動能，土粒易于移動，能使土得到較大的干密度。對于透水性較強的沙性土，飽和度大時，由于排水迅速，仍能得到較高的干密度。因此，風積沙根據(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。當然，對于透水性較弱的，在飽和度較大時，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，而消耗部分動能，故干密度有所降低。因此，對于透水性較弱的沙性土，要選擇合適的機械類型，在合適的含水量時碾壓。

根據(jù)實踐經(jīng)驗表明，粉沙土在干燥及飽和狀態(tài)下的沉降隨施荷時間增加雖有所增大，但增幅很小，絕大部分沉降（占92%以上）發(fā)生在加荷瞬間，無論是干燥還是飽和狀態(tài)，總沉降量均很小，最大不超過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。

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。

將一般標準擊實曲線圖和風積沙標準擊實曲線圖進行對照，一般標準擊實曲線圖呈拋物線形狀，既有一個峰值，對應一個含水量，稱之為最大干密度和最佳含水量。而風積沙標準擊實曲線圖部分呈反余弦形；有兩個峰值，對應兩個含水量。第一個峰值出現(xiàn)在風干狀態(tài)（含水較少時）；第二個峰值一般出現(xiàn)在飽和度為60%左右（含水較多時），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。因此，針對兩個峰值，試驗人員在第一次遇到此種情況時感到迷惑不解。其實經(jīng)過多次的試驗得知：兩個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（最大干密度）會出現(xiàn)一些誤差，即頂點不是絕對的頂點，還有出現(xiàn)兩個峰值的頂點也不可能完全絕對一樣；但就這一點誤差可能會影響到壓實度的結果；另外，還有一種情況就是當時壓實后壓實度能達到要求，而放置一段時間風干失水后壓實度達不到要求，這種情況在實際檢測中經(jīng)常會遇到，其原因是因為失水后土顆粒之間的粘聚力失去及太陽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，因而影響到壓實度不夠。因此，因沙性土的特殊性，所以也有人建議采用相對密度Dr作為沙土密實標準作為路基壓實控制指標。因此，當我們采用最大干密度標準控制質量時，其最大干密度在確定和選擇時應特別謹慎，否則，會出現(xiàn)實際壓實達到要求而檢測計算出的壓實度只差很小而壓實度不夠的結果。

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。一個是干燥狀態(tài)，一個是最佳含水量狀態(tài)。

三、施工工藝和檢測方法

1.施工工藝。

（1）清除、整平地表，揀出雜草。

（2）用震動壓路機來先高強度震動幾遍后再穩(wěn)壓（震動壓路機馬力大，前輪寬，后有膠輪不陷車；三剛輪壓路機容易陷車不能使用）一般最好是在風干狀態(tài)時碾壓，既省時間又節(jié)約了水。如在濕地可直接整平碾壓，如在半干狀態(tài)可整平后撒水進行碾壓。

（3）風積沙路段由于其本身土的性質使車輛進去較難，即使壓好的路段車輛一進也會使沙土重新碾松。

先不做壓實度，上第一層土；汽車倒行卸土，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機振壓4～6遍，最后用21噸壓路機靜壓1～2遍。

2.檢測方法。

碾壓完成后再分兩層做填前碾壓壓實度和第一層壓實度。只要按規(guī)范要求的機械類型及組合，達到一定的遍數(shù)進行碾壓，其兩層壓實度都能達到規(guī)范要求。

[1]《公路土工試驗規(guī)程》JTG E40-2007.

[2]《公路路基施工技術規(guī)范》JTG F10-2006.