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(jìn)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(jìn)行介紹和評價。

1.1 針對過濕路基對其填筑材料填前不進(jìn)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?、粗粒土強填入過濕土中,顯著降低含水量。在有效控制壓實速度和壓實標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,達(dá)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(jìn)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(biāo)檢測:測其物理指標(biāo),土的液限,塑限,塑性指數(shù)及含水量等。通過這些指標(biāo)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(biāo)高后,進(jìn)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(jìn)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(hù)13 d,然后放入地下室浸入水中繼續(xù)養(yǎng)護(hù),在規(guī)定的時間進(jìn)行回彈模量試驗。得到回彈模量與壓實度、養(yǎng)護(hù)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(jìn)度,也能保證施工質(zhì)量。

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