淺析高速公路過濕土處治技術(shù)

胡晟 郭嵩

過濕土含水量高,承載力低,穩(wěn)定性差,容易變形。施工時常常出現(xiàn)“彈簧”現(xiàn)象,無法壓實;竣工后,在行車荷載的作用下,極易導(dǎo)致路基路面產(chǎn)生沉陷、變形、失穩(wěn)破壞。根據(jù)現(xiàn)行路基設(shè)計施工規(guī)范,過濕土無法滿足要求,往往只能做棄方處理。因此,如何降低過濕土的含水量,改變過濕土的物理力學(xué)性質(zhì),使之滿足路基填料強度、耐久性和穩(wěn)定性的要求,成為需要解決的問題。

1 過濕土路基處治措施分析及效果評價

對于過濕土路基的處治,可分為填前對過濕土不進行處理,而通過一些施工措施降低含水量,和通過添加一些吸水性材料降低過濕土的含水量,在填筑前或填筑時改善其物理特性,以保證施工質(zhì)量。下面對幾種常見的方法進行介紹和評價。

1.1 針對過濕路基對其填筑材料填前不進行處理的常用處治方法及其評價

1)強填法。強填法可以根據(jù)當(dāng)?shù)刂凡牧锨闆r,合理綜合利用當(dāng)?shù)芈咽⒋至Ｍ翉娞钊脒^濕土中,顯著降低含水量。在有效控制壓實速度和壓實標準的基礎(chǔ)上,達到合格的壓實度。同時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強填材料的前提下是一種合理可行的方案。2)翻曬法。翻曬法是一種比較經(jīng)濟的方法,即在晴好天氣時將鋪在路基上還未碾壓的土層翻開晾曬,通過日照和大氣流動降低土層的含水量。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,往往會延誤工期,反而增加建設(shè)費用。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,碾壓時產(chǎn)生局部翻漿和彈簧現(xiàn)象。根據(jù)施工經(jīng)驗,該法只適用于天然稠度大于0.9的土。對于天然稠度小于0.9的土采用單一的翻曬法是不可行的。3)加筋換填法。路基回彈模量隨著換填厚度的增加而增加,但換填厚度增加到一定值時,土基回彈模量增長趨勢緩慢,一味的增加換填厚度是不經(jīng)濟的。同樣換填厚度的條件下,加筋層數(shù)越多,加筋效果越好。宜將加筋材料置于換填底部。采用雙層彈性連續(xù)體系理論求解換填厚度是可行的。加筋換填處治技術(shù)處治過濕土挖方路基可保持工程質(zhì)量,且安全可靠,簡單易行。

1.2 針對過濕路基對其填筑材料填前處理的常用處治方法及其評價

1)石灰處治過濕土。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程中的吸水作用降低土的含水量,并通過石灰中的活性鈣、鎂離子與土中的陽離子反應(yīng),改變土的塑限,使土變得松散,能有效地縮短施工周期,提高強度。當(dāng)石灰劑量較低時,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,石灰土的強度和穩(wěn)定性提高,但當(dāng)劑量超過一定范圍時,過多的石灰在空隙中自由存在,將導(dǎo)致石灰土的強度下降,所以應(yīng)控制石灰劑量。2)二灰處治過濕土。用二灰處置過濕土的強度也較高,但對改善施工進度和壓實條件效果不太明顯,尤其是在拌和均勻方給施工帶來較大困難,但方案造價較低。有條件和料源充分的條件下,可優(yōu)先采用。3)NCS固化劑處理過濕土。NCS的性能使土體的液限降低,塑限提高,塑性指數(shù)減小,使土更易壓實。由于NCS的吸水率要高于其他無機結(jié)合料,且NCS的強度、水穩(wěn)定性、抗凍性能均高于白灰土,且其摻配比例小于白灰。所以NCS處理有機土雖然稠度狀態(tài)改變不大,但強度仍然較高,再加上其強烈的吸水性,仍能取得更好的效果。

1.3 處治措施效果評價

過濕土經(jīng)處治后,通常采用以下方法評價其處治效果:1)土體指標檢測:測其物理指標,土的液限,塑限,塑性指數(shù)及含水量等。通過這些指標的變化來說明過濕土質(zhì)的改善。2)壓實度和彎沉檢測:試驗路填筑至路床頂面標高后,進行彎沉測定,同時檢測路床壓實度。按《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》A.0.2回歸方程式計算路床頂面回彈彎沉值。3)回彈模量檢測:采用承載板法測定其土基回彈模量。對石灰改良過濕土的方法試驗時,先進行預(yù)定含灰量土的重型擊實試驗,得到各種含灰量的石灰穩(wěn)定土的最大干密度和最優(yōu)含水量,然后在試樣含水量稍低于最優(yōu)含水量(3%的范圍內(nèi))的條件下制備不同壓實度的石灰穩(wěn)定土試樣,制樣方法與控制壓實度的素填土相同。試樣制好后,先在恒溫恒濕箱中(20±2)℃,濕度大于92%的條件下養(yǎng)護13 d,然后放入地下室浸入水中繼續(xù)養(yǎng)護,在規(guī)定的時間進行回彈模量試驗。得到回彈模量與壓實度、養(yǎng)護齡期的關(guān)系。

2 結(jié)語

根據(jù)過濕土的性質(zhì),施工當(dāng)?shù)卦牧系膬r格質(zhì)量,選擇合適的過濕土處治方法,降低含水量,使之滿足施工的要求,既能加快施工進度,也能保證施工質(zhì)量。

[1] 郝 偉.填挖交界路基差異沉降處治技術(shù)研究[D].西安:長安大學(xué),2007.

[2] 馬海君.宛坪高速公路過濕土填筑路基處治技術(shù)[J].長沙鐵道學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版),2007(9):11-13.

[3] 從術(shù)波.公路路基施工中過濕土的施工對策[J].黑龍江交通科技,2004(1):24-26.