馬海君

（焦作市新時(shí)代高速公路有限公司，河南焦作 454000）

1 概述

作為高速公路路基填料過(guò)濕土的含水量高，工程性質(zhì)不穩(wěn)定，應(yīng)該進(jìn)行針對(duì)性的處理，以改善填料的性質(zhì)。如何降低填料的含水量，是要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。翻曬、摻加生石灰和強(qiáng)填土的有效結(jié)合，能夠達(dá)到改善過(guò)濕土路段工程性質(zhì)，滿足壓實(shí)度的要求。

滬陜高速公路南陽(yáng)至內(nèi)鄉(xiāng)段，過(guò)濕土路段工程量較大，一般的翻曬很難滿足施工要求，造成施工進(jìn)度緩慢，受氣候影響很大。再結(jié)合，摻加生石灰和強(qiáng)填土的方法進(jìn)行處理，取得了好的效果。

2 過(guò)濕土的概念

2.1 概念

“過(guò)濕土”，即含水量高的潮濕粘性土。它的含水量超過(guò)最佳含水量較多，通過(guò)翻曬也難以壓實(shí)，是路基發(fā)生沉降變形并導(dǎo)致路面破壞。為了對(duì)過(guò)濕土進(jìn)行劃分,引入稠度(wc)概念。根據(jù)稠度定義列出液、塑限與塑性指數(shù)有關(guān)的土的稠度計(jì)算式:

式中:w1為液限；w為天然含水量；Ip為塑性指數(shù),采用推薦的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2.2 過(guò)濕粘土的劃分

對(duì)過(guò)濕粘土進(jìn)行如下劃分:

以wc=0.5及wc=1.0作為劃分過(guò)濕粘土的上下限。

當(dāng)wc<0.5時(shí),為極軟塑狀態(tài)，由于含水量較高，土已不符合路基填土要求。

wc>1.0時(shí),填土處于干燥狀態(tài)。一般通過(guò)碾壓就可以達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度；對(duì)wc=0.5～1.0的路基,填土應(yīng)根據(jù)情況區(qū)別對(duì)待。

0.5≤wc<0.7時(shí)，為軟塑狀態(tài)，仍然具有較高的含水量，不能直接用于路基填筑，可以摻入穩(wěn)定材料后使用。

0.75≤wc<1.0時(shí)，屬硬塑狀態(tài)，含水量較高，要稍加處理，如摻少量的穩(wěn)定材料或者短時(shí)間晾曬后使用。

3 過(guò)濕土的特點(diǎn)

過(guò)濕土具有含水量大、土顆粒細(xì)、有機(jī)質(zhì)含量高、強(qiáng)度及穩(wěn)定性低的特點(diǎn),工程特性較差。這種土雨天泥濘不堪,粘性很高。晴天粘土表層雖然干爽,但里層含水量卻很高。所以,這類土質(zhì)用作路基施工時(shí)需要通過(guò)各種措施以改善壓實(shí)特性。因此,給施工帶來(lái)了相當(dāng)大的難度。

3.1 過(guò)濕土的物理特性

（1）過(guò)濕土含水率高達(dá)25%～30%左右，塑性指數(shù)高達(dá)20～26，稠度一般在0.6～0.85左右，顆粒細(xì)，壓縮性高，強(qiáng)度及滲透性低，工程特性很差；

（2）含水率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于最佳含水率，用作路基土，很難達(dá)到壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)；

（3）表面極易失水干縮，產(chǎn)生收縮變形，甚至形成干縮裂縫，一旦有雨水滲入，又會(huì)造成壓實(shí)的土路堤強(qiáng)度下降而喪失穩(wěn)定。

由于土地珍貴、土源緊張，在過(guò)濕粘土地區(qū)填筑路基往往只能取用當(dāng)?shù)赝?，因此，就需采取有效的處理措施和施工?duì)策。

3.2 過(guò)濕土的施工特點(diǎn)

（1）施工周期長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益差。過(guò)濕土一般要采取翻拌晾曬、摻灰等處理措施，這就需要較長(zhǎng)的施工周期。而南方氣候潮濕多雨，施工日少，一旦下雨就得再等天氣晴好后晾曬，這就更給施工帶來(lái)不便。

（2）施工難度大,存在技術(shù)問(wèn)題多。過(guò)濕粘性土塑性指數(shù)(Ip)大,土質(zhì)顆粒細(xì),裹水能力強(qiáng),土塊很難破碎。土太干時(shí),粉碎碾壓也成問(wèn)題。機(jī)打不碎,壓路機(jī)壓不密,造成壓實(shí)土有孔洞,壓實(shí)度達(dá)不到要求。有的施工單位苛求低含水量靠加大壓實(shí)功達(dá)到壓實(shí)度要求,但在日后使用過(guò)程中,會(huì)吸收更多的水分才能趨于穩(wěn)定,造成吸水膨脹,干密度降低,造成工程質(zhì)量隱患。壓實(shí)成型的過(guò)濕粘土路基表面極易失水干縮,形成干縮裂縫,一旦有雨水滲入,將造成壓實(shí)成型的土路基達(dá)不到要求而返工。

3.3 滬陜高速公路過(guò)濕土分布情況

滬陜高速公路土質(zhì)情況為：地表、溝谷及坡角分布有淺黃色、硬塑狀亞粘土，軟塑-硬塑，下部為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖夾泥巖、砂礫巖；以及中厚層紫紅色細(xì)砂巖、中厚層灰色砂礫巖夾薄層泥巖。

在A1～A4等標(biāo)段存在大量的過(guò)濕土地基，表面極易失水干縮，產(chǎn)生收縮變形，甚至形成干縮裂縫，一旦有雨水滲入，又會(huì)造成壓實(shí)的土路堤強(qiáng)度下降而喪失穩(wěn)定。土體含水量超過(guò)最佳含水量很多，在路基施工前經(jīng)過(guò)晾曬也超過(guò)最佳含水量很多，必須考慮對(duì)過(guò)濕地基進(jìn)行處理。

4 滬陜高速過(guò)濕土路基處治措施分析

過(guò)濕土處理的關(guān)鍵是如何快速有效地降低土的含水率，使其接近最佳含水率。傳統(tǒng)的處理方法是翻曬法，后來(lái)又發(fā)展到外摻劑法等。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)過(guò)濕土處治都進(jìn)行過(guò)研究，但是各種處治方法都具有明顯的地域性特點(diǎn)，處治對(duì)象有很大的差異。

4.1 翻曬法

翻曬法表觀上比較經(jīng)濟(jì)，但該法降低土料含水率的速度較慢，受天氣影響也較大，如果遇到連續(xù)陰雨天氣，往往會(huì)延誤工期，反而增加建設(shè)費(fèi)用。此外，翻曬法的施工質(zhì)量不易控制，容易造成局部土含水率偏高，碾壓時(shí)產(chǎn)生局部翻漿和彈簧現(xiàn)象。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，該法只適用于天然稠度大于0.9的土。對(duì)于天然稠度小于0.9的土采用單一的翻曬法是不可行的。

4.2 石灰處治過(guò)濕土

摻入土中生石灰的作用有：

（1）用生石灰處治過(guò)濕土，可相應(yīng)地減少土中的含水量，使含水量降低；

（2）生石灰摻入土中后，達(dá)到了干濕材料的混合作用；

（3）生石灰的水化吸水作用，也就是氧化鈣轉(zhuǎn)化為氫氧化鈣的過(guò)程，它將吸收約25%～35%的水份；

（4）生石灰與土拌和過(guò)程中引起水份蒸發(fā)，其蒸發(fā)作用又受到摻入土中的石灰劑量的多少、石灰所含有的活性氧化物含量、施工季節(jié)和拌合機(jī)具及拌合的方式方法等有直接的關(guān)系。

當(dāng)石灰劑量較低時(shí)，石灰主要起穩(wěn)定作用，使土的塑性、膨脹性、吸水量降低，具有一定的水穩(wěn)性。隨著石灰劑量的增加,石灰土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性提高，但當(dāng)劑量超過(guò)一定范圍，過(guò)多的石灰在空隙中以自由存在，將導(dǎo)致石灰土的強(qiáng)度下降。所以應(yīng)控制石灰劑量。

在取土坑中用生石灰與土拌和后燜灰，利用生石灰在消解過(guò)程中的吸水作用降低土的含水量，并通過(guò)石灰中的活性鈣、鎂離子與土中的陽(yáng)離子的反應(yīng)，改變土的塑限，使土變得松散，能有效地縮短施工周期，提高強(qiáng)度。

4.3 強(qiáng)填法

強(qiáng)填法可以根據(jù)當(dāng)?shù)刂凡牧锨闆r，合理綜合利用當(dāng)?shù)芈咽?、粗粒土?qiáng)填入過(guò)濕土中，顯著降低含水量。在有效控制壓實(shí)速度和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，達(dá)到合格的壓實(shí)度。同時(shí)此法能很好控制工期和降低工程建設(shè)成本，在當(dāng)?shù)赜泻线m強(qiáng)填材料的前提下一種合理可行的方案。

4.4 滬陜高速過(guò)濕土路基處置方法

針對(duì)滬陜高速公路過(guò)濕土路基的情況，選用了翻曬、摻生石灰為輔，強(qiáng)填土為主的處理方法。

結(jié)合滬陜高速公路周邊筑路材料情況，實(shí)際路基施工中，對(duì)過(guò)濕土地基處理采用了在過(guò)濕土中強(qiáng)填粗粒土、碎石的措施對(duì)過(guò)濕地基進(jìn)行處理。施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)通過(guò)強(qiáng)填后，土體的含水量能顯著下降，特別在含水量特別大的地基段，采用先翻曬再?gòu)?qiáng)填的方法，很好的達(dá)到壓實(shí)最佳含水量的要求。強(qiáng)填過(guò)程中通過(guò)采用檢測(cè)光輪壓路機(jī)壓過(guò)后無(wú)輪跡，達(dá)到很好的控制壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。而且可以就地取材，降低工程造價(jià)，達(dá)到良好的處治效果。

施工中，對(duì)于含水量特別大的地基段，可以先翻曬，這樣可以降低含水量幾個(gè)百分點(diǎn)，然后再用粗粒土進(jìn)行強(qiáng)填，能夠很好的達(dá)到最佳含水量的要求，達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。

摻加生石灰粉對(duì)路堤填土含水量的降低也具有明顯的作用,這種作用是干料增加、水化吸水、放熱蒸發(fā)的綜合影響，能夠發(fā)揮其吸水量大的優(yōu)點(diǎn)。

滬陜高速處置過(guò)濕土過(guò)程中，合理運(yùn)用周邊材料，以強(qiáng)填土為主，結(jié)合翻曬、摻加生石灰等方法，滿足了最佳含水量和合理壓實(shí)度的標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論和建議

（1）針對(duì)滬陜高速過(guò)濕土路基，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)段處治后，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，證明密實(shí)度和含水量均能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。過(guò)濕土路基使用性能得到很大改善，保證了路基的工作要求。

（2）目前國(guó)內(nèi)，對(duì)過(guò)濕土的室內(nèi)試驗(yàn)研究情況，與工地的過(guò)濕土的處治有很大差別，因此建議采用更接近實(shí)際施工情況的模型進(jìn)行研究。對(duì)于強(qiáng)填法處治過(guò)濕土，也可以建立相關(guān)模型，定量分析，用粗粒土進(jìn)行處置的效果。

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