試論水泥穩(wěn)定法在砂土路基處治的應用

張偉 崔婷瑗

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

關鍵詞： 水泥穩(wěn)定法；砂土路基；技術要點

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用效果。自上世紀初，該材料便在我國得到了廣泛應用及推廣。據(jù)相關研究顯示，水泥的適當摻加，可對低液限粉土強度、回彈模量進行有效提升。在水泥土制作過程中，往往選用粒狀土，與細粒土相比，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)定法進行處理，該施工方法的應用，對提高工程質(zhì)量，推動公路建設行業(yè)發(fā)展意義重大。

一、水泥土加固機理

水泥穩(wěn)定法所選用的固化劑材料為水泥等，利用專用攪拌機械就地強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)性及較高強度，以此可有效提升土體整體強度，實現(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)物理化學反應。

因砂土具有較高含水量，在充分發(fā)揮水泥水化、水解作用的基礎上，將形成膠結性能良好的水化產(chǎn)物。同時，砂土內(nèi)細粒土含量較多，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吸附能力，但因細小顆粒過多，比表面積大的土的存在，將增強其活性，且具有較為顯著的離子交換作用，很大程度上也會造成土塑性的改變。其主要原因在于水泥在砂內(nèi)分布，可構成堅實的核心，在全部空隙內(nèi)構成水化水泥的骨架，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，結合造價成本，擬選取水泥穩(wěn)定法進行砂土處治，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。路面結構選用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計

細砂、水泥等作為本工程的主要施工材料，在水泥穩(wěn)定細砂級配設計前，必須充分掌握各類材料的特性。

1、細砂特性分析。（1）級配分析。于砂土力學性能來講，其顆粒大小、級配特征影響較大，為此，必須嚴格按照相關施工規(guī)范規(guī)定，選取標準園孔篩進行篩分處理，以此對砂土類型、技術指標進行分析與確定，并在此基礎上采取科學有效的改良方法。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。因本工程試驗材料粒徑在0.075mm以上顆粒含量過多，可將該工程分類于細砂。

按照土質(zhì)學相關原理，級配良好土是指級配組成不均勻系數(shù)在5以上，且1～3為級配曲線曲率系數(shù)范圍的土。當與上述兩個條件不符時，則可視為不良級配土。據(jù)研究表明，該工程細砂不均勻系數(shù)在5以下，僅為1.28，1.04為曲率系數(shù)，該指標并不符合上述兩個標準，因此可認為該路段為不良級配砂土，應進行有效處治。

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

2、水泥分析。為實現(xiàn)砂土路基早期強度有效提升，且滿足改良級配的要求，應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號水泥，該材料的應用可滿足各項技術指標。

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)定法施工技術要點

1、下承層施工

粗平是下承層施工的主要任務，通過兩個輪進行路拌機左右平衡控制，如土層平整度不佳，極易產(chǎn)生傾斜問題，進而無法均勻拌和或出現(xiàn)夾層問題。中線恢復之后，可按照中線將路面邊緣線、路肩線放出，且選取白灰進行邊線標注。根據(jù)厚度及寬度要求，進行路肩鋪筑，要求垂直切路肩內(nèi)側。隨后選取水準儀進行找平，并將鋼釬釘入兩側，然后將鋼絞線掛好，以此進行寬度、標高的準確控制。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，即可選用機械開始進行整平、碾壓施工。先進行3～5遍穩(wěn)壓，隨后進行2遍振動壓實，碾壓重疊部分為1/2輪寬，最后進行2遍靜壓，保證能夠消除顯著輪跡。路段完成鋪筑作業(yè)后，需嚴格按照相關規(guī)定，做好質(zhì)量檢查工作，如質(zhì)量不符合施工規(guī)定，需及時挖除，并再次進行處理。

3、養(yǎng)生

碾壓施工后，應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

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

由此可見，砂土路基選用水泥穩(wěn)定法進行處治，其壓實度、彎沉均與設計要求相符，相比設計彎沉，路床頂面彎沉要低出很多，則表明通過此施工法處理后，可有效提升細砂路基結構強度，具有良好施工應用效果。

五、結束語

綜上所述，在社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，我國公路工程建設規(guī)模逐步擴大。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，必須采取切實可行的處治措施，如水泥穩(wěn)定法的應用，可有效提升路基穩(wěn)定性，提高路基壓實度及強度，為此，必須根據(jù)施工現(xiàn)場的實際情況，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。■

參考文獻

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