中交一公局第三工程有限公司 北京 101102
摘要：结合十天高速甘肃段超长雨季山区施工现状，通过本项目对于路基交验弯沉超标后技术处理达标的施工经验来阐述过湿土改良施工工艺。
关键词：路基 过湿土处理 影响因数 技术处理
1 研究背景及研究意义
由中交一公局三公司承建的十天高速14标项目位于甘肃省陇南市西和县石峡镇，地处峡河沟谷区，周围崇山峻岭、河谷狭长。项目所在的地区地理位置较为特殊、地形条件较为复杂。该地区雨季较长且地下水位颇高，雨季集中于6月到9月之间，路基可施工时间较短，加之因前期征地未及时跟进导致开工延迟长达八个月，取土场土源有限，在填筑70%的路基后，已无土可取，这给剩余路基工程的施工带来双重压力。此时，路基利用方湿陷性黄土成为了项目部路基施工的唯一希望。
但是，此类过湿土填筑路基会给路基施工带来许多不便，如对工程性质的影响：
1.1路基的强度低且压实度不足。
由于过湿土的天然含水率比较高，土体中自由水含量比较大。因此，在道路施工中若使用过湿土作为修筑路基的填筑土料，在进行路基压实时很难达到施工要求的压实度。当压实功过大会使土体内部产生裂缝和剪切破坏，而压实功过小则会使土体出现“弹簧”现象形成“橡皮土”，从而使土体的强度、稳定性出现较大的下降。
1.2由于过湿土的天然含水率比较高，使得路基的不均匀沉降非常的大。如果直接用作路基填料不对过湿土采取处理措施，极易发生形变和裂缝。
当路基修筑完成后，因为外界环境的影响，路基土内水分不断的蒸发和排出，使得土体产生收缩变形。但在路基填筑过程中，路基各部分含水率降低是不均匀且不同步的，引起土体的收缩变形也是不同步的，由此导致路基整体逐渐出现收缩裂缝，随着过湿土的塑形指数增加，土体的收缩也越严重，裂缝就越明显。由于含水率的蒸发速率与外界环境有直接的关系，对于用过湿土修筑的高填方路基，暴露在空气中路基两侧土体的含水率损失要比中间的土体水分散失快，因此，路基边部土体收缩变形和固结变形明显大于路基中间部分土体，从而导致纵向裂缝比较严重。
1.3导致工程造价提高，施工周期变长。
因为过湿土天然含水率远大于施工时最佳含水率，而要达到施工要求的压实度，需要连续晴天的长时间晾晒才能达到施工要求的最佳含水率±2%范围。而雨季阶段每次雨后路基复工都要经过该层土体晾晒处理后才能在进行上料填土施工，严重延长了工期，如若加快雨后复工，晴后又要经过该层土体下挖20~30cm土方弃运，增加了大量机械无产值作业，这样会给成本控制和进度控制增加了不可避免的难题。
因此，对于采用何种处理方法和施工技术来处治过湿土，使其达到满足施工要求的密实度的研究具有重要的意义和实用价值。而且，此次对过湿土处理的施工经验可以为后续类似路基的施工提供依据，并能够加深对路基填料过湿问题的处理的研究。
2 过湿土的界定及处理方案选定
本项目承建工程路段路基土源大多为湿陷性黄土，经过实验室土工击实试验确定的最佳含水量都比该土源的天然含水量要小的多，而工程上定义施工用土的含水量若超过了正常压实工艺已经无法实现工程要求的最小压实标准时，即称其为过湿土。因此，对于本标段内的土质，必须采取有效措施才可以使其作为路基填料，然对于过湿土因其土的天然稠度的不同处理的措施也不尽相同,即当wc<0.5时，填土处于极软塑状态，具有过高含水率，不能直接填筑路基；当0.5<wc<0.75时，填土处于软塑状态，但仍有较高的含水率，可通过外加剂固结后使用；当0.75<wc<1.0时，填土处于硬塑状态，稍做处理即可作为路基填料。其中当0.75<wc<0.9时，掺加少量无机结合料或长时间晾晒后便可压实；当0.9<wc<1.0时，稍加晾晒即可压实；当wc>1.0时，填土处于半固体状态，可直接用于碾压密实。
2.1 过湿土的技术处理方法及应用
过湿土的天然含水率远高于路基填土可压实的含水率，过湿土直接用于填筑路基，会使施工困难且影响质量，最主要的是压实度达不到要求，在项目后期会也会有一系列的工程病害出现。湿土修筑路基存在诸多问题，但是如若方法得当仍可作为填料利用，过湿土处理的常见方法有以下几种
2.1.1 晾晒法
在气温较高、气候干燥的施工季节和地区以及填料含水率高，塑性指数较低时，可以采用粉碎翻晒而不掺灰或少掺灰对过湿土进行处理，不需要掺拌外加剂。这种处理方法需要在天气晴好降水少的地区或者连续高温晴好的天气。晾晒法的目的是为了让含水率接近最佳水平，以宜于碾压地基土或填料的，避免弹簧，达到压实度要求。晾晒法的缺点在于占用空间大，晾晒后易板结，不易粉碎。
2.1.2 采用外掺剂处理的方法
针对该地区，降雨频繁且持续时间长，在工期紧张的情况下，晾晒土方从经济性及适用性方面考虑变得不切合当前施工现状，而对于该地区山路崎岖，仅有一条因高速建设被破坏的面目全非的狭窄省道，交通极为不便，且施工所在地距离石灰销售地甚远，石灰的购进将涂增运费，不够经济。于是本项目部结合现场湿陷性黄土，地区外部环境，分析以上处理方案经过试验室试验采取水泥与石粉混合掺料来改善土质。该方案综合考虑水泥和二灰处理方案，在分析此俩种方法的外掺剂之性质改用与其性质相同的俩种材料水泥与石粉混合搅拌后翻拌于过湿土中，在本项目施工的K632+280到520路基段落施工中起到了良好的效果。
图2过湿土填筑后的局部土
3 过湿土技术处理施工
本项目所在的十天线施工范围路基施工因其地处山区峡河之内，可谓依山傍水，标段内因数座桥梁将路基分为多段，造就了本标段内路基特点为路基段落多，路线短且多半为半填半挖施工路段。K632+280~520为其中的一段，全长240m，挖方大于填方，所挖土方因含水率过大，设计上将其定义为弃方，因之前说述土源贫乏，路基施工后期无借土方，因此将弃方利用变为利用方。
3.1 施工准备
为对此段路基进行过湿土技术处理填筑，结合现场和此阶段雨季情况，购进防雨布、水泥及石粉，并将其储备在该段路基大桩号左幅左侧区域为其覆盖防雨布，水泥为袋装下垫10*10方木，间距50cm一排，石粉防雨布下垫，防雨布也同时码放于水泥石粉旁边。机械方面除正常路基填筑的机械组合外，加配一台volovo挖机，负责翻拌填料，制定施工方案。
3.2 施工工艺
规范规定路基填筑时的松铺厚度不宜大于30cm，翻晒、粉碎每层都要进行直至填土含水量符合规范要求，并且要碾压到规定压实度的数值要求。久置应及时填上层土，避免曝晒及雨淋；作业面工作不宜太长，随上土、随整平、随碾压，这样工序可以防止水分损失；取土后运至施工作业段初步晾晒摊铺，经整平后将拌合均匀地水泥石粉掺合料撒布在上面，并用机械拌和3～4遍后进行稳压；初步碾压后土层闷料时间12h后进行翻拌，测处理的过湿土含水量使其达到最佳含水量±2%情况下整平后用重型压路机碾压至达到规定密实度；施工过程中遇到下雨情况要及时将上土层摊平、压实防止雨水渗入土层中。已成型路段遇雨后应在天晴是复压，直至压实度达标再进行下一道工序施工；已掺入水泥、石灰掺合料未来得及整平碾压路段遇雨时要及时抢压，同时进行雨水防护，由于路段高低不平，部分段落可能会渗入雨水，雨停后应立即打开防雨布进行局部翻晒，个别积水严重地方湿土应及时换填、拌合均匀后进行整平碾压至密实度达标。
图4 过湿土技术处理后初步碾压现状
3.3 施工过程中的注意事项
施工过程中突降暴雨，一般情况下采用上层土封住下层土。在路基边坡使用防雨布做临时急流槽或排水沟防止大雨冲毁边坡，加强排水功能，为了避免雨水渗进土基在下雨之前要用防雨布整体覆盖，天晴后再打开防雨布进行复压进行下一层施工，这样不仅能保证路基压实度又能保证施工工期。
对于路槽底0～80cm范围内填土压实度标准为94区和96区，为了提高路基强度及承载力，保证路面整体强度需进行加固处理，将80cm填土分四层进行施工，每层20cm，前两层进行掺料5%，后两层进行掺灰10%处理形成水泥石粉稳定土，水泥石粉稳定土不属于路面结构层，只是对过湿土进行处理，起到提高路基强度的作用。在施工现场，进场的水泥不易堆放时间太长，特别是在没有覆盖情况下，在自然条件下空气中的水分会与其发生反应导致水泥结块无法使用，所以进场的材料不易堆放时间长，保证施工材料质量标准达到规范规定的要求。
4 过湿土填筑路基的显著效果
经过对本标段内k632+280-520路基段落过湿土技术处理的路基填筑后的质量指标弯沉，压实度的检测均完全满足路基质量要求，从而从中总结出一些关于路基过湿土改良填筑的经验，水泥、石粉拌合料处治后的高液限粘土的膨胀量和膨胀力都能得到控制，胀缩稳定性较好，强度也在提高，对干湿循环已不敏感，此时用低剂量水泥掺量处理，也可满足路基强度和稳定性的要求。该种土采用水泥、石粉处理后，其压实含水量可高于最佳含水量4～5个百分点，即使碾压时含水量高达20%以上，改良土也可以很好地压实，不会出现“弹簧”现象，压实度也较易达标。经过现场现烧含水率，过湿土经过水泥石粉处理的压实含水量约在23%～25%，一般认为只要＜24%，均可压实到96%的标准密实度。
图5过湿土填筑路基成型土
5 总结
经过剖析过湿土的化学机理并结合现场施工所达到的显著效果，验证了该种采用相同性质的替换材料的改良土体技术，依然能够满足施工质量要求，从成本控制上大大节约了成本，同时对于超长雨季的山区施工的不利条件严重制约，土体改良路基填筑最大限度的避免了不利条件制约加快了施工进度。
参考文献
[1]邓学均 路基路面工程（M） 人民交通出版社，2005
[2]张喜发等．季：书冻士区高速公路路基土中的水分迁移变化．冰川冻土．2004．8
论文作者:姚羽珈
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/10
标签：路基论文; 压实论文; 含水量论文; 水泥论文; 防雨布论文; 含水率论文; 填料论文; 《建筑学研究前沿》2017年第8期论文;