砂性土用于路基回填应注意的若干问题

张良

摘要：使路基具有较好的整体强度和水稳性是路基施工过程中极为关注的问题，通常以粘土作为路基回填材料，在部分沿海地区如三亚，缺少粘土，但砂性土丰富，砂性土由于特有的力学性质，不能直接作为路基的持力层，如何合理利用砂性土引起了国内外很多学者对其相关的研究。本文首先详细的阐述了路基回填的基本要求和路基回填材料砂性土的力学性质和物理特征，然后以三亚设计的海棠湾滨海路路基回填施工项目为工程实例进一步说明了砂性土在路基回填中的施工方式，最后基于工程实例提出了砂性土在路基回填施工过程中应该在施加压实控制和含水量控制相关的措施。

关键字：砂性土路基回填含水量压实度

1 引言

道路是向居民提供交通服务的设施，是国家基础设施建设的重要组成不跟，道路施工质量，直接影响着国家的各项经济建设。而路基作为路面的基础，如果路基不稳定，则在行车大负荷的不断作用下，不仅仅使得路面出现不均匀的沉陷，使得路面使用寿命大大的降低，更重要的是当路基出现滑坡或者塌方时，会造成行车的中断，给道路安全带来了极大的隐患。因此回填土的质量直接影响着道路路基的质量。通常回填土都会选用渗水性好、干容重大、压实受含水量的影响小的砂性土来填筑，并且砂性土的强度负荷相关的要求。并且路基回填施工技术通常有如下要求：首先路基顶面之下0-1.5m的压实度要不小于95%，1.5m以下要不得小于93%。其次，每一层得压实层厚度小于30厘米，回填面横向坡度通常为2%，纵向坡度小于等于2%。最后路基顶面的高度误差要在3厘米之内，边线误差也不能超过3厘米，边坡坡度应该为1:2。

2 砂性土力学性质

本文所有的公里地基主要以粉质粘土和粉土为主，5m-9m一下使用细砂土，路基内部的砂土技术指标如表1所示：

砂性土的动应力强度指一定动荷作用下，产生一种破坏应变需要的动应力大小，砂性土的动应力强度特征反映了动荷载的作用下循环效应和速率效应。因为动荷作用的循环作用次数和速率均不同，所以动力的强度也不同。一般情况下影响砂土动力强度的关键因素有：起始应力条件、土质条件、动荷条件。在现实中路基土体可能因为强度不足产生翻泥冒浆、不均匀沉陷、侧向挤出等现象，所以循环荷载作用下研究动力强度特性是极其的重要。

动荷载作用下的砂土应力—应变关系与土动力学特性有着紧密的关系，是分析土体动力失稳的重要基础，一般情况下使用三轴实验进行确定。土的含水量、干密度、静固结应力不变，分级的施加轴向的周期循环荷载，这样可以得到周期加荷作用下的动应力、孔隙水压力、应变随着动力荷载作用次数对应的变化曲线。其动应力-应变关系对应的曲线图如图1所示：

图1 动应力—应变关系曲线图

由图可以看出一下几点，首先在一定重复的荷载作用下，其变形包括残余变形和弹性变形，残余变形在卸载后是不可恢复的，随着加载次数的增加而累加，其中累积应变和加载次数的关系是为ε＝α㏑N＋β，其中ε为累积应变；N是加载次数；α，β是试验相关系数，和实验的条件有关系。其次，在动应力的强度实验中，随围压的不断增大，动应力的强大也在不断的增大，而且动因变化值也在增大。但是通常在很定的动应力的循环作用下，围压增大动应力却是减小的。

3 砂性土在路基回填注意事项

在施工过程中，砂性土通常具有透水性好、不易辗压、表面水分散失快、饱水后容易松散的特征。而通常土体含水量控制不好的话很容易造成返工，并且土体还易于被雨水冲蚀使得路基回填破坏。所以控制好砂性土的含水量，制定对应的雨季施工措施是保证路基回填工作质量和提高工作效率的关键。

3.1 砂性土的含水量控制

含水量控制保证了土体的含水率在辗压前达到最佳的含水率，以至于达到最佳的辗压效果。对于含水量的控制如下三步进行。(1) 砂性土预闷水处理，先清除取土场表面的30厘米的覆盖层，挖深为0.3m，宽为2.5m，长为6m，间距为0.5m的闷水槽。给每个槽灌水4.5立方米。等到槽内的水渗透到土体后，进行翻拌，这样每个闷水槽闷土45立方米，土的含水量达到10%左右。（2）压辗前再进行表面补水。由于砂性土在摊铺过程中，受到阳光照射和风的作用后极易流失表面的水分，所以在辗压前进行水分的补充是保证路基回填质量的一个关键步骤。一般采用洒水车直接在土体表面进行喷洒。通常补水量为砂性土便面全部湿润为最佳状态。（3）层面辗压前对层面经行补水。在铺层辗压完工2天后，辗压层会干燥结硬，但是面层的羊角印要再次辗压处理，所以要对面层加水。面层加水也是用洒水车喷雾洒水的方式进行的。

通常洒水方式很重要，现场洒水时，一定要做到适量、及时、均匀、分段、分块的洒水方式，路基两处同意漏洒或者洒水不均匀的状况，可以经行人工洒水。

3.2 合理施加压实

砂土在到达其最佳的含水量后，应该合理的施加压实功能进行压实质量的控制。对于摊铺好的砂性土先用20t或者25t的羊脚辗以3km/h行走速度辗压4趟，羊脚辗可以使得中下层土达到要求的压实度。中下层的土压实一到两天后，洒水闷土，使其表面的5-10厘米充分的饱水，用16t或者18t的钢轮压路机5KM/h的行走速度辗压2趟。最后用3t的钢轮压路机辗压2趟作为表面的收光处理。

4 砂性土在路基回填应用中的工程实例

在由本人设计并已竣工的三亚市海棠湾滨海路市政工程项目施工过程中，也遇到了如何利用砂性土的问题。由于当地缺少粘土，外借运距远且方量大，需增加一定的工程投资，在经过听取施工、监理、勘察、甲方等单位的意见，并结合实际情况，采取以下措施：（1）根据《三亚市海棠湾B区滨海路市政工程工程地质勘察报告》中对细砂土进行浇水碾压处理后作路基持力层的施工措施。对路基可不进行处理，水密法碾压后快速铺上级配碎石底基层，可不对细砂路基进行弯沉试验，只进行压实度检测。（2）对车行道路基进行回填优质砂性粘土30cm，对填方段的中央绿化带与车行道同时进行换填，同时做弯沉试验及压实度检测。（3）对车行道路基进行回填优质砂性粘土60cm，对填方段的中央绿化带与车行道同时进行换填，并做弯沉试验及压实度检测。由于该方案牵涉到工程质量、工程施工难易、工程投资、工期等各方面，以20米长度为一段，按处理方案方式的不同分别进行试验段施工，根据试验结果选择最优的处理方案。为保证边坡的稳定性及防冲刷性，在边坡上填筑50cm厚的粘土，做包边防护。

5 总结

利用砂性土回填路基有很多的好处，通常砂性土采集容易，还可以疏通河道、减少占用耕地，降低工程造价，并且砂性土的透水性强、稳定性能好、毛细水上升高度小是一种良好的路基回填材料。当前，我国砂性土路基回填施工工艺和检测方法已经逐渐的成熟，并被广泛的使用，本文首先介绍了路基回填的现状和要求，接着介绍了路基回填材料砂性土的力学性质和物理性能，然后基于三亚设计的海棠湾滨海路工项目为工程实例进一步说明了砂性土在路基回填中的使用，最后提出了砂性土在路基回填工程中如何施工才能保证其质量。

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