试论水泥稳定法在砂土路基处治的应用

张伟 崔婷瑗

摘 要： 本文结合具体工程案例，通过颗粒组成研究表明为不良级配砂，针对原砂土路基决定选取水泥稳定法进行有效处治。工后对其施工效果进行检测，以此表明该施工法应用效果良好，可满足施工要求。

关键词： 水泥稳定法；砂土路基；技术要点

作为一种常见的地基材料，水泥土是通过均匀拌和硅酸盐水泥、土与水，压实至高密度的一种材料，此类材料往往用于沥青或水泥混凝土路面基层，在加固路堤边坡等方面也具备良好应用效果。自上世纪初，该材料便在我国得到了广泛应用及推广。据相关研究显示，水泥的适当掺加，可对低液限粉土强度、回弹模量进行有效提升。在水泥土制作过程中，往往选用粒状土，与细粒土相比，其破碎、拌和施工更便捷，无需使用大量水泥，且具有良好经济性。砂土质地基因其颗粒松散，下层土具有较大含水量，根据施工要求，可选用水泥稳定法进行处理，该施工方法的应用，对提高工程质量，推动公路建设行业发展意义重大。

一、水泥土加固机理

水泥稳定法所选用的固化剂材料为水泥等，利用专用搅拌机械就地强制搅拌土与固化剂材料，通过硬化形成水泥加固土，此类土具有良好整体性、水稳性及较高强度，以此可有效提升土体整体强度，实现变形模量的全面增加。除此之外，砂土地基内砂量较大，且地下水位偏高，具有较高含水量，在水的作用下，水泥和砂之间将出现物理化学反应。

因砂土具有较高含水量，在充分发挥水泥水化、水解作用的基础上，将形成胶结性能良好的水化产物。同时，砂土内细粒土含量较多，比表面积较大，可对水化形成的胶凝产物产生较高吸附作用，且对水化产物内的氢氧化钙也具有较强吸附能力，但因细小颗粒过多，比表面积大的土的存在，将增强其活性，且具有较为显著的离子交换作用，很大程度上也会造成土塑性的改变。其主要原因在于水泥在砂内分布，可构成坚实的核心，在全部空隙内构成水化水泥的骨架，以此对沙粒起到有效制约作用。

二、工程概况

某公路工程沿线砂土面积过大，按照因地制宜原则，结合造价成本，拟选取水泥稳定法进行砂土处治，之后便可直接填筑路基。此公路工程路基为10m宽，其中2x3.75m为行车道宽度，1.25m为路肩宽度。路面结构选用AC-13、AC-20沥青混凝土，厚度分别为4cm、6cm；基层则选用石灰土与水泥稳定碎石，厚度分别为20cm、30cm。

三、砂土路基处治中水泥稳定法的材料选择及配合比设计

细砂、水泥等作为本工程的主要施工材料，在水泥稳定细砂级配设计前，必须充分掌握各类材料的特性。

1、细砂特性分析。（1）级配分析。于砂土力学性能来讲，其颗粒大小、级配特征影响较大，为此，必须严格按照相关施工规范规定，选取标准园孔筛进行筛分处理，以此对砂土类型、技术指标进行分析与确定，并在此基础上采取科学有效的改良方法。根据分析可见，本工程所在路段，砂土颗粒在0.3mm以上的几乎不存在，所占比例在0.2%以下，主要分布于0.075～0.15mm范围，所占比例在83%以上，低于0.075mm的比例为8.7%左右。因本工程试验材料粒径在0.075mm以上颗粒含量过多，可将该工程分类于细砂。

按照土质学相关原理，级配良好土是指级配组成不均匀系数在5以上，且1～3为级配曲线曲率系数范围的土。当与上述两个条件不符时，则可视为不良级配土。据研究表明，该工程细砂不均匀系数在5以下，仅为1.28，1.04为曲率系数，该指标并不符合上述两个标准，因此可认为该路段为不良级配砂土，应进行有效处治。

（2）物理性质分析。施工取样后，可对砂土比重、液限等指标进行确定，其塑性指数为2.7，塑性较低，同时具有较差饱水性，颗粒间粘结能力弱等特征。因此压实较为困难，无法有效控制其施工质量。必须改良细砂设计，做好各项施工工作，保证符合路基强度需求。

2、水泥分析。为实现砂土路基早期强度有效提升，且满足改良级配的要求，应将一定量水泥掺加道砂土内，本工程决定选取普通硅酸盐32.5号水泥，该材料的应用可满足各项技术指标。

3、水。选取无污染、无杂质的饮用水即可。

四、砂土路基水泥稳定法施工技术要点

1、下承层施工

粗平是下承层施工的主要任务，通过两个轮进行路拌机左右平衡控制，如土层平整度不佳，极易产生倾斜问题，进而无法均匀拌和或出现夹层问题。中线恢复之后，可按照中线将路面边缘线、路肩线放出，且选取白灰进行边线标注。根据厚度及宽度要求，进行路肩铺筑，要求垂直切路肩内侧。随后选取水准仪进行找平，并将钢钎钉入两侧，然后将钢绞线挂好，以此进行宽度、标高的准确控制。完成上述作业后，需选取硅酸盐32.5水泥均匀摊铺。

2、拌和及碾压

摊铺完水泥后，机械就位 ，要求均匀拌和，避免夹层、留底等现象出现。待质量合格后，即可选用机械开始进行整平、碾压施工。先进行3～5遍稳压，随后进行2遍振动压实，碾压重叠部分为1/2轮宽，最后进行2遍静压，保证能够消除显著轮迹。路段完成铺筑作业后，需严格按照相关规定，做好质量检查工作，如质量不符合施工规定，需及时挖除，并再次进行处理。

3、养生

碾压施工后，应保证表面含水量符合最佳含水量要求，如表面水分蒸发过快，需马上洒水补充，保证填料水分吸收充足，完成碾压后需马上做好洒水保湿工作，保证稳定土表面平整、湿润。

4、质量检测及评价

完成上述施工作业后，必须及时检测此路段砂土路基路床顶面弯沉和压实度，检查结果如表1所示。

由此可见，砂土路基选用水泥稳定法进行处治，其压实度、弯沉均与设计要求相符，相比设计弯沉，路床顶面弯沉要低出很多，则表明通过此施工法处理后，可有效提升细砂路基结构强度，具有良好施工应用效果。

五、结束语

综上所述，在社会经济迅速发展的今天，我国公路工程建设规模逐步扩大。砂土路基作为公路施工的常见路基形式，因其含水量大、砂量多，进一步增加了施工难度。为保证砂土路基施工质量，必须采取切实可行的处治措施，如水泥稳定法的应用，可有效提升路基稳定性，提高路基压实度及强度，为此，必须根据施工现场的实际情况，合理选用施工材料，規范施工工艺，做好质量检测工作，只有这样才能保证工程质量，才能延长公路使用寿命。■

参考文献

[1] 谭鹏，曹长伟，资西阳，杨雨林，余路.滨海细砂作为公路路基填料的工程特性研究[J]. 公路工程. 2014（01）.