砂性土路基改良填筑可行性分析及质量控制

砂性土路基改良填筑可行性分析及质量控制

王文嘉

河北建设集团股份有限公司，河北 保定 071000

摘要：本文以镇海至萧山公路萧山南阳至钱塘新区义蓬段一期工程第TJ02标段项目为依托，根据工程路基设计要求，针对本工程所在地土质情况，进行土源一系列试验检测分析，并针对实际施工情况，对砂性土路基填筑进行掺灰改良处理，并通过不同掺灰量，进行混合料相关试验检测，并对检测数据进行详细分析，以以上试验和数据为基础，分析砂性土路基填筑可行性，依托工程实体，确定本地区最佳实施方案，并对实施过程中质量影响因素和控制措施进行分析总结。

关键词：砂性土 路基 改良 可行性 措施

1 工程概况

本工程地区多为含细粒土砂，其做为路基填料，无法保证路基整体强度和承载能力，且砂性土路基水稳定性较差，其吸水、渗水及散水能力较强，导致其在路基填筑压实过程中含水量控制较为困难，同时本标段要求路床顶面0cm-40cm范围内压实度不小于95%，填料最小承载比（CBR）为5%，路基顶面交工验收弯沉值LS=232.9（0.01mm），底基层拟采用石灰或水泥进行改良处理，底基层7d无侧限抗压强度不小于0.5MPa，压实度不小于95%，为确保路基填料满足设计要求，本文对原材性能、不同配比下混合料性能及各项指标进行细致研究分析，最终确定可行性实施方案，并针对所选取方案特点，对实施过程中的质量影响因素和控制措施进行简述分析。

2 原材料性能检测及可行性分析

2.1 土样检测分析

2.1.1 土的颗粒分析（筛分法）

针对本工程土源特性，使用筛分法进行土的颗粒分析，分析得出土的不均匀系数Cu=10.131，曲率系数Cc=1.313，经过分析得出该土样级配良好，为为含细粒土砂。

2.1.2 土的承载比（CBR）试验

对土样进行承载比（CBR）试验，测定其指标是否符合设计要求。

表1 土的承载比试验表

根据检测数据得出，该地区所检测土样承载比（CBR）结果分别为13.1%、14.0%、15.9%，满足设计中填料最小承载比（CBR）为5%的要求。

2.1.3 土的液塑限联合测定试验

采用液塑限联合测定仪对土样进行液塑限检测，确定土样液限、塑限及塑性指数。

经检测，该土的液限为22.4%，塑限为12.1%，塑性指数为10.3，依据JTG E40-2007判定该土为低液限沙土。

通过对土样颗粒分析、承载比试验和液塑限联合测定试验，最终确定，该地区土样级配相对良好，承载比满足设计要求中的最低承载比要求，但由于土样含砂的特殊性，该土样各类粒径粒料间空隙相对较大，无细小颗粒填充，导致土体经碾压后，无法成为一个整体，很难达到较高密室度，使得路基整体性和强度无法满足规范和设计要求，同时该类土水敏感性较高，且吸水及散水较快，对整体施工控制带来极大困难。

2.2 素土填筑路基可行性分析

为确定此类土料直接做为路基填料时成型效果和承载能力，以设计弯沉值做为检定标准，对素土填筑路基进行全面检测，在保证压实度符合设计及规范要求的前提下进行数据分析，确定素土直接进行路基填筑的可行性。

通过选取三个不同路段，进行压实度和弯沉值检测，在保证压实度满足设计要求的前提下，进行弯沉值指标检测，共计检测30点，此30点弯沉均未达到设计要求，因此将素土直接做为路基填料，其指标无法满足设计要求。

2.3 石灰原材检测分析

本工程所在地附近存在大量石灰生产厂家，石灰产量巨大，且距离较近，运输成本较低，且以上地区原材质量相对较好，为改善土源各项性能，使其满足路基填筑规范及设计相关要求，根据以往及其他工程施工经验，拟采用Ⅲ级钙质生石灰进行砂性土改良，现对石灰原材进行钙镁含量检测，有效氧化钙镁含量为79.4%，根据JTG/T F20-2015《公路路面基层施工技术规则》规范要求，所检样品的有效氧化钙镁含量满足Ⅲ级钙质生石灰标准要求。

2.4 石灰路床处理可行性分析

通过对石灰原材进行检测，其各项指标满足Ⅲ级钙质生石灰标准，利用石灰土较素土填筑强度高、稳定性好的特性，拟选取石灰用量：2%、4%、6%、8%分别掺和素土，分别进行击实试验，并对试验段进行压实及弯沉效果检测，经过分析最终确定，当石灰计量为4%时，便可满足设计弯沉值。同时确定混合料最佳含水量为13.6%，最大干密度为1.815g/cm³。同时，根据前期试验，制备不同石灰计量混合料，进行平行试验，最终确定混合料灰剂量标准曲线如下图所示：

图1 灰剂量标准曲线图

2.5 石灰稳定土底基层可行性分析

本标段底基层拟采用石灰或水泥进行改良处理，底基层7d无侧限抗压强度不小于0.5MPa，压实度不小于95%，由于水泥造价相对较高，且材料采购困难，同时水泥改良土易收缩产生裂缝，至使底基层抗压强度、抗渗、抗冻及抗冲刷性能会因为这种裂缝的出现而降低，因此采用石灰进行土质改良，以使底基层达到设计要求。

为确定混合料中石灰计量，根据设计7d无侧限抗压强度要求及以往施工经验，拟采用8%、10%、12%、14%、16%石灰计量分别制件进行7d无侧限抗压强度检测，以此确定最合适的石灰掺配比例，经过试验得知试件强度随石灰计量增加而增大，当石灰计量为8%和10%时，试件强度无法满足设计要求，当石灰计量大于12%时，试件平均强度为0.55MPa，可达到设计要求，因此采用12%计量石灰进行土质改良做为底基层填料施工。

因此最终确定，底基层填料最大干密度为1.771g/cm³，最佳含水量为14.4%。同时通过制备试件，确定灰土底基层灰剂量标准曲线。

图2 底基层灰剂量标准曲线图

3 质量控制

3.1 原材质量控制

施工过程中加大原材检测力度，尤其对于石灰原材检测，做到按规范、按批次检测，对不符合规范要求的原材及时进行清除，严禁用于实体工程施工。

3.2 混合料检测

施工前，按照设计要求，结合试验数据，确定施工配合比，同时制备试件验证施工配合比可行性，同时在施工过程中，严格按照验算后的配比进行混合料拌合施工，拌合完成后及时进行灰剂量检测，以此确保白灰用量和后期混合料强度。

3.3 现场施工控制

由于砂性土易吸水且易吸水的特性，在拌合碾压施工过程中，要严格把控混合料含水量，如土源过湿可进行翻拌晾晒，如土源过干，可拌合前进行洒水闷料处理，保证混合料含水量在最佳含水量±2%范围以内，同时土源晾晒或洒水闷料处理时，也要充分考虑混合料拌合时水分的散失。

混合料拌合完成后及时进行碾压施工，碾压时宜遵循“先轻后重，先静后震，先低后高，先慢后快，轮迹重叠”的原则，碾压完成后及时进行检测，确保成型路基各项指标符合规范及设计要求。

4 结束语

本文依托工程实体，从砂性土本身特性为出发点，以试验检测为基础，进行土质改良可行性分析，确定各结构层土质改良实施方案，并结合实体工程实施过程，对质量控制要点进行简述，以此来保证砂性土改良施工实施效果。