浅谈路基过湿土的处理

2011-08-15孙冰

黑龙江交通科技 2011年6期

关键词：压实

孙冰

(衡水公路工程总公司)

浅谈路基过湿土的处理

孙冰

(衡水公路工程总公司)

摘要:就过湿土的性质、作用，分析了其作为路基填料的可能性及自然晾晒与掺生石灰处理方案的比较。

关键词:过湿土;压实;惨灰处理

1 过湿土的性质及作用机理

“过湿土”目前尚无确切的定义，按现行公路路基土的分类，过湿土大多属于高液限粘土，有些学者认为，过湿土一般是指稠度Wc小于基本允许值后，必须采取相应的技术措施加以处理方可压实到规定压实度的土。

经研究表明，粘性土按稠度Wc=(W1-W)/Ip(W1为液限，W为天然含水量，Ip为塑性指数)划分时，Wc＜0．5时呈极软状态，不能用于路基填料，Wc在0．5～0．75时，呈软塑状，属于需要处理的湿粘土，如用作填料时，可掺入无机结合料，视情况晾晒拌和后压实，能获得满意效果，Wc在0．75～0．90时，需要晾晒的时间较长，并需掺入小剂量的结合料拌和后压实，只有当Wc＞1．0时土呈半固体状，属于正常填料，直接用重型机具碾压密实。

由于过湿土的天然含水量大，粘性大，一般还含有膨胀性矿物质，其亲水性和持水性强，透水性差，晾晒困难且不易粉碎，施工难度大。粘料含量越高的土，其膨胀矿物质含量越高，膨胀性越明显，工程性质越差，这样施工难度也就相应的越来越大。

过湿土的风干需要一定的时间和相应的场地，一旦风干以后，便结成硬块，难于粉碎。而刚从取土坑取出的原状土又由于天然含水量大，都远超两种压实标准(重型或轻型机具)的最佳范围。由此可见，要想使此类填料在密实度上达到压实标准，不采取相应的措施是不行的，因为在压路机的瞬时压力作用下，土中多余的水分不可能立即被排出。因此碾压的结果，土体只会出现“弹簧”现象。

2 过湿土作为路基填料的可能性

路基土方施工的关键是将填土压实到规定的密实度，而影响密实度的重要因素是含水量、压实机具的型号以及土层厚度。其中压实机具的型号及土层厚度可根据实际情况予以选定。而要解决压实土的天然含水量过大的问题，往往是说似容易行上难。如晾晒需要场地，更需要好的天气。在徐州地区，夏秋两季气候湿润，雨天多，雨次频、蒸发量低，所以采用晾晒的办法对工期影响很大，往往翻晒了几天尚未完全吹干却又遭雨淋。另外粉碎土块还需要大功率高效机械设备，这又是很多施工单位所缺少的设备，又如换填又需要很理想的土源，并要有一条可供重型卡车通行的道路，这又是很难实现的。在很多地区，土源贵如宝，很多乡间道路很难承受高强度连续负荷等因素，因此只能采取沿线就地取土，根据施工季节，土源的含水量及其大小和当地的气候条件，最后选用掺灰或水泥的处理办法为主要办法，就地翻晒为辅的可行措施。

天气晴朗而干燥、土源含水量并不太高时，可用一次掺灰，即光在取土场内晾晒、沥水以降低土的部分含水量，然后装车运到路基，掺灰粉碎，再次降低含水量，具体的做法可根据当地的实际情况掌握，一般在90区，也就是在压实度要求在90%的部分，掺灰量控制在5%的范围内，在压实度要求达到95%的上部(即95区)掺消解石灰的范围控制在8% ～10%以内。

不掺灰的过湿土作为路堤填料时，也需要采取各种措施脱水、翻晒、晾干。如先用机械把取土坑的土挖出堆放在取土坑附近，使土中的水自由下渗和向上蒸发，而且把下层含水量过大的土堆放在上面，以便在一定时间后用挖掘机翻晒一遍，还可掺入适量的生石灰进行闷灰，以利于蒸发从而降低过湿土的含水量。

3 自然土的晾晒与掺生石灰处理方案的比较

简单的看，自然土成型较早，但所需的晾晒时间较长，翻拌次数较多，土颗粒难于粉碎，压实不容易达到要求，掺过则考虑人工分布，翻拌晾晒，从成型周期和改变过湿土的性质和速度上得到明显的提高。

在过湿土中掺一定量的生石灰，通过晾晒翻拌可以降低土的塑性指数和含水量，使过湿土的含水量接近最佳含水量，使髙塑性土易于粉碎。生石灰掺入后，使过湿土发生改变，通过一段时间，用手摸可以感觉到土变粗变松散了。

压实是通过外力的作用排出土中空气实现的土的含水量，超出相应压实功能的最佳含水量为±3%，土难以达到规定的压实度。当含水量较大时，外力不能直接作用于土粒，而只能传给土粒周围的水分被封闭的空气，因此，尽管用很大的压实功，也难改变土粒的本来状态，若继续施加外力，不但不能增加土的密实度，反会使土体产生剪切破坏，而导致“弹簧”现象。过湿土掺入一定剂量的生石灰后，使土的含水量减少，改变土的带电状态，分散性增强，内摩阻力提高，封闭的空气减少，所以在外力的作用下，土粒容易产生相对位移，土中空气容易排出，从而使土体得到压实，达到规定的标准。

4 设置垫层方案分析

适用沿线附近有砂、砂砾、片碎石及料场废碴等，透水性材料，其运距又不远的地段，在过湿土上铺设透水性材料的垫层，以利增加排水面，使土基在填土荷载作用下加速排水固结并隔离毛细水上升，保持填筑路基的干燥，提高土基强度，为机械碾压施工创造条件。对透水性材料的垫层，铺筑厚度应视路堤填筑高度和过湿土厚度及其压缩性而定，一般为30～80 cm。但施工中，要注意在路基两侧应先挖边沟排水，清除浮土，避免扰动土基表面，务必严格控制填筑速率，使其增加的填筑荷载与地基承载力的提高速率相适应，确保地基在路堤填筑过程中不致破坏。如X002砀夏路改建工程K3+000～K3+200段(张庄塘)路基处理中，设置了厚60 cm的楼房废碴垫层。实践证明效果很好。

5 开挖置换方法探讨

以透水性好的填料置换地基过湿土，以达到提高地基承载力，减少压缩量的目的。适用于过湿土层厚度小于1 m的路段。挖除后的过湿土需有地方堆放，经长期晾晒，待含水量降低后可再次利用。在置换过程中应注意先截排地表水，改善排水条件，为施工创造良好的条件。开挖置换应视过湿土地基工程地质和水文条件，将基底下一定深度或全部挖除，然后回填较好的土石料，例如砂土、碎石、片石、石渣等透水性较好的填筑材料，并采取分层碾压，以达到路基要求的压实度。