公路路基施工中過濕土的處理

黃 科

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 過濕土

過濕土是指相對于規(guī)定壓實密度而言，壓實功確定以后，從觀察曲線可以看出含水量超過最佳含水量時，隨著含水量增加而干密度降低，每一個含水量值和觀察曲線上的干密度值對應(yīng)，去確定了壓實度K，就可以得到曲線上對應(yīng)的含水量，這個含水量就是要求壓實干目睹的最大含水量，超過這個含水量的路基土就是“過濕土。”密實曲線參考圖1。

公路路基施工中遇到的過濕土一般是過濕粘性土，土質(zhì)量差，塑性指數(shù)和液限高，晴天土壤表層干爽，但是里層具有很高的含水量，這類土質(zhì)用作路基施工組要進(jìn)行翻拌、晾曬、粉碎和摻入石灰等工序降低含水量，改善壓實特性，這回給施工帶來相當(dāng)大的難度和經(jīng)濟(jì)損失。

過濕土含水量大，粘性大，通常還伴有膨脹性礦物，親水性、持水性等均較強(qiáng)，透水性差，晾曬困難，不容易粉碎，施工具有很大的難度，粘粒含量越高，膨脹性礦物含量越高，膨脹性質(zhì)越明顯，工程質(zhì)量也越受影響。過濕土的自然風(fēng)干需要時間和場地，風(fēng)干之后卻會結(jié)成硬塊，粉碎困難，土坑中取出的過濕土含水量又大，超過了最佳含水量范圍。所以，歲過濕土進(jìn)行相應(yīng)的處理是必要的。

2 過濕土施工機(jī)理

按照現(xiàn)行公路路基土分類，過濕土一般屬于高液限粘土，一些文獻(xiàn)認(rèn)為過濕土是指稠度小于某一定值后需要采取技術(shù)措施處理后方可壓實到規(guī)定厚度的土。

根據(jù)相關(guān)研究，稠度小于0.5 時呈極軟塑狀，不能夠直接用于路基施工，結(jié)余0.5 和0.7 之間時呈軟塑狀，屬于需要處理的圖，用作填土?xí)r可以摻入無機(jī)結(jié)合料并進(jìn)行晾曬、壓實，之后可以用作填土，稠度結(jié)余0.75 和1.00 之間時是硬塑狀土，是可利用的濕粘土。

3 對過濕土的處理

過濕土的處理方法很多，比較典型的有:土壤固化劑固化、采用固化材料、鋪設(shè)碎石墊層和添加石灰等。

3.1 土壤固化劑的使用

土壤固化劑能夠和任何土質(zhì)進(jìn)行反映，能夠形成具有一定承載能力、抗污能力和耐久度的固化圖。通過土壤固化劑固化的土用作公路路基能夠顯著提升公路的承載能力，但是土壤固化劑成本較高，造價較為昂貴，限制了土壤固化劑的使用。常見的土壤固化劑可以分為電離子類土壤固化劑、生物酶類固化劑和水化類固化劑等。

3.2 固化材料

固化材料是一種能夠和濕粘土發(fā)生水化反應(yīng)，形成硫鋁酸鈣，能夠把濕粘土中的游離水通過結(jié)晶水的形式固定下來，實現(xiàn)降低土壤水分的固化材料。這是一種能夠提高填土可壓實性、提高土壤抗雨水沖刷能力的材料，具有能夠保證工程質(zhì)量、適應(yīng)各種施工氣候并且能夠加快施工速度的固化材料。

3.3 鋪設(shè)碎石墊層

這種處理方式主要是解決地下水位過高造成的過濕土，通過鋪設(shè)碎石改善路基施工工作面的情況，通過碎石隔絕毛細(xì)水的上升，降低過濕土含水量。進(jìn)行碎石鋪設(shè)要注意避免素土填筑時造成的顆粒損失，一般施工深度不能超過80 cm。

3.4 摻灰、攪拌晾曬

這是較為傳統(tǒng)的處理方式，攪拌晾曬受到天氣的限制，需要保證天氣晴朗和較高的氣溫，而摻灰則不需要考慮這些因素，但是需要計算好摻灰的量，需要對過濕土的含水量有一個準(zhǔn)確的測量。

4 過濕土路基建設(shè)工程施工

4.1 土場的選擇

如果路段內(nèi)土場地下水位較高，土壤含水量較大時，為了降低土壤的含水量需要采用在土坑周圍開溝防水的措施，之后用推土機(jī)把推成大堆，進(jìn)行晾曬。晾曬過后的土可以直接使用。進(jìn)出土場的道路需要精心修整，保證土場雨后能夠進(jìn)行正常的運輸。

4.2 路基填筑

采用分層填筑的方法，保證松鋪厚度不超過30 cm，鋪設(shè)下一層之前需要按照規(guī)程進(jìn)行每一層的壓實，每土填一層都要進(jìn)行翻曬、粉碎，用平地機(jī)整平之后進(jìn)行碾壓，進(jìn)行壓實的同時要不斷的進(jìn)行平整，保證密實度的均勻。

適宜晾曬的季節(jié)不必采用摻灰處理。當(dāng)降雨天數(shù)少，氣溫高氣候干燥時可以采用中興鏵犁和重型缺口圓盤耙直接進(jìn)行土層翻松，粉碎成顆粒狀之后用中性壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，當(dāng)壓實度達(dá)到90%以上為止。

遇到濕度特別大的過濕土，可以先挖坑取土，放置一邊晾曬，之后用作填土，或者進(jìn)行初步晾曬，然后運輸至作業(yè)路段，進(jìn)行粉碎之后摻灰，按照規(guī)定計量的2/3 外摻劑撒布，之后采用機(jī)械攪拌4～6 遍，上述工序均需要在一天內(nèi)完成。

5 工程實例

5.1 工程簡介。

貴州省平壩——貴安城市快捷通道S102 貴煙線K71 +150 段位于低洼區(qū)，區(qū)域地表常年潮濕，地下水位較高，屬于過濕土性質(zhì)。實驗鑒定，地表土含水量約為38%，嚴(yán)重路段地下水甚至侵入到了路基工作區(qū)。這種過濕土問題必須進(jìn)行有效處理，否則會導(dǎo)致公路工程的諸多隱患。

該段公路路基物理學(xué)性質(zhì)見表1。

表1 公路路基物理性質(zhì)表

路段受到地表水和地下水的雙重影響，一些路段長期處于含水量的飽和狀態(tài)，這就是所謂的“過濕土”。過濕土中的水分能夠承擔(dān)施工中的大多數(shù)載荷，進(jìn)行強(qiáng)行壓實會導(dǎo)致土體的破壞。

路段地勢地但是地下水位高。填土偏低，路基槽底靠近地下水位，路基施工完成之后，毛細(xì)水順著縫隙進(jìn)入路基，在車輛的反復(fù)碾壓之后，會導(dǎo)致液化和沉陷變形等問題。

5.2 施工措施。

施工主要解決的問題有以下幾個方面:降低含水量、降低土壤塑性、阻斷毛細(xì)水上升、降低地下水位。

出于對以上擊中問題的解決，需要采用綜合整治。

(1)翻耕晾曬回填土，開挖排水溝。

路基兩側(cè)開挖排水溝，寬0.5 m，深1.5 m，要求和自然河流或者溝渠相連接，能夠保證排水過程通暢，在排除地表水的同時還能夠降低地下水位。設(shè)計排水溝要保證處理過后地下水水位不再影響壓實施工。排水溝不再有水流出時，開始對回填土的翻耕晾曬，使土壤海水量達(dá)到壓實施工需要的最佳含水量，然后進(jìn)行回填并壓實。進(jìn)行回填土施工最好不使用振動壓路機(jī)，避免破壞自然土層。

(2)摻灰。就是摻生石灰。進(jìn)行試驗之后確定生石灰的摻加比例應(yīng)該控制在4%～6%之間，回填土摻加生石灰之后，進(jìn)行粉碎、攪拌，分層壓實。摻灰的目的是吸收水分，促進(jìn)水分蒸發(fā)，同時分離出來的鈣離子和粘土顆粒表面的氫離子和鈉離子進(jìn)行交換，降低了顆粒表面水膜的厚度，便于土壤顆粒的膠結(jié)，解決了土壤顆粒分散的問題和濕漲問題。同時生石灰會和活性氧化物發(fā)生膠結(jié)反映，提高土壤固結(jié)度、硬度和抗擾動性。

(3)隔離地下水。除了在路堤兩側(cè)開排水溝之外，還要在路基下部建立管式滲溝排水技術(shù)，構(gòu)筑相對完善的綜合排水系統(tǒng)。申購能夠攔截、排除地下賀歲，保護(hù)路基。根據(jù)地下賀歲要降到的程度確定滲水溝寬度和深度。寬取0.6 m，深度取1.5～2.0 m，排水管采用直徑30 cm 的透水管，排水層需要采用碎石鋪設(shè)，進(jìn)一步隔離地下水。

與此同時，調(diào)查之后發(fā)現(xiàn)該路段還存在厚度不同的含水層，設(shè)置滲溝時盡量把溝底買入不透水層，溝底需要設(shè)置漿砌片石，溝底不能透過含水層時需要在溝壁兩側(cè)做好反濾層，用15 號片石做好溝底的鋪設(shè)。

6 結(jié)束語

對于過濕土公路路基施工，比較成熟的處理方式是在高溫、天氣晴好的時間段不摻灰，在場外進(jìn)行初步翻曬處理，之后上路段，能夠節(jié)省石灰，當(dāng)遇到低溫、含水量難降時，需要采用摻灰的措施，按照實際情況計算好摻灰量，之后把進(jìn)行篩選之后的石灰投放到施工路段，既能夠降低含水量，也能提高路基的強(qiáng)度，采取以上的處理措施，能夠加快施工進(jìn)度，節(jié)省石灰，同時解決這個問題，提高了施工質(zhì)量。

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［6］陳衛(wèi)斌.關(guān)于公路路基施工中過濕土施工對策的思考［J］.中國科技信息，2010.

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