淺談路基過濕土的處理

孫 冰

(衡水公路工程總公司)

淺談路基過濕土的處理

孫 冰

(衡水公路工程總公司)

摘 要:就過濕土的性質(zhì)、作用，分析了其作為路基填料的可能性及自然晾曬與摻生石灰處理方案的比較。

關(guān)鍵詞:過濕土;壓實(shí);慘灰處理

1 過濕土的性質(zhì)及作用機(jī)理

“過濕土”目前尚無確切的定義，按現(xiàn)行公路路基土的分類，過濕土大多屬于高液限粘土，有些學(xué)者認(rèn)為，過濕土一般是指稠度Wc小于基本允許值后，必須采取相應(yīng)的技術(shù)措施加以處理方可壓實(shí)到規(guī)定壓實(shí)度的土。

經(jīng)研究表明，粘性土按稠度Wc=(W1-W)/Ip(W1為液限，W為天然含水量，Ip為塑性指數(shù))劃分時(shí)，Wc＜0．5時(shí)呈極軟狀態(tài)，不能用于路基填料，Wc在0．5～0．75時(shí)，呈軟塑狀，屬于需要處理的濕粘土，如用作填料時(shí)，可摻入無機(jī)結(jié)合料，視情況晾曬拌和后壓實(shí)，能獲得滿意效果，Wc在0．75～0．90時(shí)，需要晾曬的時(shí)間較長(zhǎng)，并需摻入小劑量的結(jié)合料拌和后壓實(shí)，只有當(dāng)Wc＞1．0時(shí)土呈半固體狀，屬于正常填料，直接用重型機(jī)具碾壓密實(shí)。

由于過濕土的天然含水量大，粘性大，一般還含有膨脹性礦物質(zhì)，其親水性和持水性強(qiáng)，透水性差，晾曬困難且不易粉碎，施工難度大。粘料含量越高的土，其膨脹礦物質(zhì)含量越高，膨脹性越明顯，工程性質(zhì)越差，這樣施工難度也就相應(yīng)的越來越大。

過濕土的風(fēng)干需要一定的時(shí)間和相應(yīng)的場(chǎng)地，一旦風(fēng)干以后，便結(jié)成硬塊，難于粉碎。而剛從取土坑取出的原狀土又由于天然含水量大，都遠(yuǎn)超兩種壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)(重型或輕型機(jī)具)的最佳范圍。由此可見，要想使此類填料在密實(shí)度上達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，不采取相應(yīng)的措施是不行的，因?yàn)樵趬郝窓C(jī)的瞬時(shí)壓力作用下，土中多余的水分不可能立即被排出。因此碾壓的結(jié)果，土體只會(huì)出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象。

2 過濕土作為路基填料的可能性

路基土方施工的關(guān)鍵是將填土壓實(shí)到規(guī)定的密實(shí)度，而影響密實(shí)度的重要因素是含水量、壓實(shí)機(jī)具的型號(hào)以及土層厚度。其中壓實(shí)機(jī)具的型號(hào)及土層厚度可根據(jù)實(shí)際情況予以選定。而要解決壓實(shí)土的天然含水量過大的問題，往往是說似容易行上難。如晾曬需要場(chǎng)地，更需要好的天氣。在徐州地區(qū)，夏秋兩季氣候濕潤(rùn)，雨天多，雨次頻、蒸發(fā)量低，所以采用晾曬的辦法對(duì)工期影響很大，往往翻曬了幾天尚未完全吹干卻又遭雨淋。另外粉碎土塊還需要大功率高效機(jī)械設(shè)備，這又是很多施工單位所缺少的設(shè)備，又如換填又需要很理想的土源，并要有一條可供重型卡車通行的道路，這又是很難實(shí)現(xiàn)的。在很多地區(qū)，土源貴如寶，很多鄉(xiāng)間道路很難承受高強(qiáng)度連續(xù)負(fù)荷等因素，因此只能采取沿線就地取土，根據(jù)施工季節(jié)，土源的含水量及其大小和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，最后選用摻灰或水泥的處理辦法為主要辦法，就地翻曬為輔的可行措施。

天氣晴朗而干燥、土源含水量并不太高時(shí)，可用一次摻灰，即光在取土場(chǎng)內(nèi)晾曬、瀝水以降低土的部分含水量，然后裝車運(yùn)到路基，摻灰粉碎，再次降低含水量，具體的做法可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況掌握，一般在90區(qū)，也就是在壓實(shí)度要求在90%的部分，摻灰量控制在5%的范圍內(nèi)，在壓實(shí)度要求達(dá)到95%的上部(即95區(qū))摻消解石灰的范圍控制在8% ～10%以內(nèi)。

不摻灰的過濕土作為路堤填料時(shí)，也需要采取各種措施脫水、翻曬、晾干。如先用機(jī)械把取土坑的土挖出堆放在取土坑附近，使土中的水自由下滲和向上蒸發(fā)，而且把下層含水量過大的土堆放在上面，以便在一定時(shí)間后用挖掘機(jī)翻曬一遍，還可摻入適量的生石灰進(jìn)行悶灰，以利于蒸發(fā)從而降低過濕土的含水量。

3 自然土的晾曬與摻生石灰處理方案的比較

簡(jiǎn)單的看，自然土成型較早，但所需的晾曬時(shí)間較長(zhǎng)，翻拌次數(shù)較多，土顆粒難于粉碎，壓實(shí)不容易達(dá)到要求，摻過則考慮人工分布，翻拌晾曬，從成型周期和改變過濕土的性質(zhì)和速度上得到明顯的提高。

在過濕土中摻一定量的生石灰，通過晾曬翻拌可以降低土的塑性指數(shù)和含水量，使過濕土的含水量接近最佳含水量，使髙塑性土易于粉碎。生石灰摻入后，使過濕土發(fā)生改變，通過一段時(shí)間，用手摸可以感覺到土變粗變松散了。

壓實(shí)是通過外力的作用排出土中空氣實(shí)現(xiàn)的土的含水量，超出相應(yīng)壓實(shí)功能的最佳含水量為±3%，土難以達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度。當(dāng)含水量較大時(shí)，外力不能直接作用于土粒，而只能傳給土粒周圍的水分被封閉的空氣，因此，盡管用很大的壓實(shí)功，也難改變土粒的本來狀態(tài)，若繼續(xù)施加外力，不但不能增加土的密實(shí)度，反會(huì)使土體產(chǎn)生剪切破壞，而導(dǎo)致“彈簧”現(xiàn)象。過濕土摻入一定劑量的生石灰后，使土的含水量減少，改變土的帶電狀態(tài)，分散性增強(qiáng)，內(nèi)摩阻力提高，封閉的空氣減少，所以在外力的作用下，土粒容易產(chǎn)生相對(duì)位移，土中空氣容易排出，從而使土體得到壓實(shí)，達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

4 設(shè)置墊層方案分析

適用沿線附近有砂、砂礫、片碎石及料場(chǎng)廢碴等，透水性材料，其運(yùn)距又不遠(yuǎn)的地段，在過濕土上鋪設(shè)透水性材料的墊層，以利增加排水面，使土基在填土荷載作用下加速排水固結(jié)并隔離毛細(xì)水上升，保持填筑路基的干燥，提高土基強(qiáng)度，為機(jī)械碾壓施工創(chuàng)造條件。對(duì)透水性材料的墊層，鋪筑厚度應(yīng)視路堤填筑高度和過濕土厚度及其壓縮性而定，一般為30～80 cm。但施工中，要注意在路基兩側(cè)應(yīng)先挖邊溝排水，清除浮土，避免擾動(dòng)土基表面，務(wù)必嚴(yán)格控制填筑速率，使其增加的填筑荷載與地基承載力的提高速率相適應(yīng)，確保地基在路堤填筑過程中不致破壞。如X002碭夏路改建工程K3+000～K3+200段(張莊塘)路基處理中，設(shè)置了厚60 cm的樓房廢碴墊層。實(shí)踐證明效果很好。

5 開挖置換方法探討

以透水性好的填料置換地基過濕土，以達(dá)到提高地基承載力，減少壓縮量的目的。適用于過濕土層厚度小于1 m的路段。挖除后的過濕土需有地方堆放，經(jīng)長(zhǎng)期晾曬，待含水量降低后可再次利用。在置換過程中應(yīng)注意先截排地表水，改善排水條件，為施工創(chuàng)造良好的條件。開挖置換應(yīng)視過濕土地基工程地質(zhì)和水文條件，將基底下一定深度或全部挖除，然后回填較好的土石料，例如砂土、碎石、片石、石渣等透水性較好的填筑材料，并采取分層碾壓，以達(dá)到路基要求的壓實(shí)度。

6 結(jié)束語

雖然過濕土摻灰使路堤在造價(jià)上有所提高，但周期縮短，風(fēng)險(xiǎn)也相應(yīng)減少了，在適當(dāng)投資情況下，換來了路基的高質(zhì)量和高效益，是很適合現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)的。

中圖分類號(hào):U416.1

C

1008-3383(2011)06-0095-01

收稿日期:2011-04-11