陳科

（四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司成都610012）

淺談雅安地區(qū)過濕土路基的處置措施

陳科

（四川蜀渝石油建筑安裝工程有限責(zé)任公司成都610012）

結(jié)合鉆前土建工程實(shí)踐，對雅安地區(qū)過濕土的物理性質(zhì)進(jìn)行了分析，提出了晾曬、生石灰改良、土體加筋等處理過濕土路基的施工措施。

過濕土；生石灰；加筋；處置

Key works：over-wet;quicklime;reinforcing mechanism;treatment

1 前言

四川省雅安地區(qū)全年多雨，年降水量達(dá)1200～2200 mm，在《公路自然區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ 003-86)中劃分有Ⅴ2a雅安、樂山過濕副區(qū)。多雨潮濕的氣候使該地區(qū)土體成為含水量高、強(qiáng)度低的過濕土，不能直接進(jìn)行攤鋪壓實(shí)，必須對其進(jìn)行改良。張家001-1井(油氣勘探井)位于雅安市雨城區(qū)上里鎮(zhèn)，其井場及公路按山嶺重丘四級公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，工程要求工期緊，因此解決過濕土填筑路基的問題迫在眉睫。

2 土質(zhì)情況

工程區(qū)域過濕土三項(xiàng)基本指標(biāo)：

（1）過濕土在天然狀態(tài)下含水量最高可達(dá)44%左右，平均含水率也高達(dá)40.67%，含水率高，干密度小。

（2）所取土樣孔隙比均大于1.0，孔隙比大，土質(zhì)疏松，壓縮性高。

（3）飽和度范圍在0.95～1.00之間，均處于飽和狀態(tài)（飽和度大于0.85即為飽和狀態(tài)）。

通過對過濕土土樣進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果分別見表1和圖1。

表1 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表

圖1 含水率—干密度關(guān)系曲線圖

從以上結(jié)果可以看出：雅安地區(qū)過濕土的最優(yōu)含水率為13.7%，比現(xiàn)場天然含水率平均值（40.67%）低出約27個(gè)百分點(diǎn)。

3 處置措施

3.1晾曬

由于過濕土含水率過高，必須進(jìn)行一段時(shí)間的晾曬，以適當(dāng)降低其含水率。雅安地區(qū)降雨頻繁，年降雨天數(shù)平均有218天，施工前必須做好排水工作，備好雨布，及時(shí)對晾曬土進(jìn)行覆蓋。

3.2 摻加生石灰改良過濕土

生石灰消解過程中同時(shí)發(fā)生放熱反應(yīng)，所產(chǎn)生的熱量可以促進(jìn)混合料水分散發(fā)和有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速度，使土體的含水量降低，利于土塊的砂化。這一反應(yīng)可用下式表示：

CaO+H2O→Ca(OH)2+62.8K/mol

吸水——相當(dāng)于生石灰重量32%的水分被吸收，使混合料含水率下降。

發(fā)熱——1mo1CaO反應(yīng)放出56kJ熱量，相當(dāng)于1kg的CaO反應(yīng)放出1160kJ的熱量，放熱促進(jìn)了混合料中化學(xué)反應(yīng)的速度和水分的散發(fā)。

在過濕土中分別摻入土粒質(zhì)量百分比為8%、10%、12%的石灰，按比例組數(shù)制備試驗(yàn)所需試樣并測定試樣不同齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。試驗(yàn)結(jié)果見表2所示。大，石灰改良土3d和7d的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度均在提高，豎向變形均在降低，且隨著摻量的提高，變化幅度明顯增大。這說明，石灰的含量較低時(shí)石灰主要起穩(wěn)定作用，會(huì)使土的塑性、膨脹性降低，初步具有水穩(wěn)性，并使密實(shí)度和強(qiáng)度得到穩(wěn)定。隨著石灰摻量的增大，強(qiáng)度和穩(wěn)定性均提高。同時(shí)，石灰改良土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性隨著齡期的增長而增長。

以生石灰作為外摻劑改良過濕土，宜對過濕土進(jìn)行適當(dāng)晾曬，將含水量控制在27%以下。施工過程中應(yīng)注意養(yǎng)護(hù)，避免改良土在具有水穩(wěn)性前重新飽水。

3.3 土體加筋

由于雅安地區(qū)長期潮濕多雨的氣候，過濕土經(jīng)過改良后仍然面臨再次飽水、承載力下降的問題。在土體中加筋可改善土體的受力狀況，使土體的垂直應(yīng)力、水平應(yīng)力明顯降低，土顆粒間的摩擦作用明顯增強(qiáng)，土體抗剪強(qiáng)度、承載能力、抗變形能力、抗裂能力都能得到很大的提高。

3.3.1 竹筏、竹籠裝人頭石(片石)

表2 生石灰改良土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

在試驗(yàn)過程中，30%含水量的素土、27%含水量的素土、30%含水量的素土摻加8%石灰和10%石灰的石灰改良土試件無法成型，故未測其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。由表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)土體含水量為30%時(shí)，摻加12%石灰，養(yǎng)護(hù)7d之后的強(qiáng)度仍然很低，達(dá)不到現(xiàn)場荷載要求（500kPa）。

當(dāng)含水量降為27%時(shí)，從表2中可以得知，石灰改良土的抗壓強(qiáng)度和豎向變形均有了明顯改善，隨著石灰摻量的增

不同部位竹的順紋抗拉彈性模量的平均值在8.49～32.49GPa，順紋抗拉強(qiáng)度平均值在112.89～331.49MPa(常用的Q235號鋼的抗拉屈服強(qiáng)度為235MPa)。但順紋抗拉彈性模量和順紋抗拉強(qiáng)度從竹青向竹黃方向變異很大，呈逐漸降低的趨勢。

雅安地區(qū)盛產(chǎn)竹子，鉆前土建工程中經(jīng)常采用竹筏、竹籠裝人頭石(片石)的方法，該方法具體的處理措施為：在回填壓實(shí)后，鋪設(shè)二層竹筏(用直徑40～50mm竹一順一丁鋪筑，并用竹條綁扎)，然后鋪設(shè)一層300～400mm厚竹籠裝人頭石(片石)，最后鋪設(shè)80mm厚泥結(jié)碎石填充并壓實(shí)面層。

竹具有很高的抗拉強(qiáng)度，韌性強(qiáng)。竹經(jīng)加工成竹籠，裝入人頭石（片石）后可以充分利用兩種材料的特性，形成具有透水性很強(qiáng)、整體性強(qiáng)的復(fù)合體，可迅速提高路基承載能力。該方法成本低廉、操作簡單、施工周期短，對下承層承載力要求不高，尤其適用于工期要求緊、等級要求不高的簡易公路、石油鉆井工程。但該方法要耗費(fèi)大量的竹子及石料，調(diào)運(yùn)時(shí)對道路養(yǎng)護(hù)造成極大的壓力；施工時(shí)大量人工作業(yè)，機(jī)械化程度低，難以提高施工效率；竹的耐久性較差，后期維修量大。

3.3.2 在填方土中鋪設(shè)土工格柵

土工格柵對土體的加固機(jī)理，主要表現(xiàn)在格柵與土的相互作用上。土工格柵具有良好的力學(xué)性能，能以較小的變形，發(fā)揮出較大的拉應(yīng)力。格柵與周圍土體的摩擦特性也是格柵的主要性能指標(biāo)，它們的相互作用約束了土顆粒的側(cè)向位移，大大提高了土體的穩(wěn)定性和格柵在土中的抗拉拔能力，起到了加固補(bǔ)強(qiáng)作用。

施工時(shí)應(yīng)先對場地進(jìn)行平整、清除雜物，相鄰兩幅格柵應(yīng)搭接10cm，搭接處間隔50cm間距綁扎一處，格柵鋪好后應(yīng)充分拉緊再填筑，該方法適用于淺層加固。

張家001-1井鉆前土建工程采用PP(聚丙烯)土工格柵，其每延米抗拉屈服力20～50kN/m的PP雙向土工格柵，單位面積質(zhì)量500～550±50g/㎡，單價(jià)5～8元/平方米。目前已經(jīng)施工的鉆前土建工程中，對道路、場面軟基處理主要以竹排、竹籠人頭石為主，雙層竹排造價(jià)為26元/平方米，單層竹籠人頭石造價(jià)為35～40元/平方米。采用土工格柵進(jìn)行加固不僅成本節(jié)約，而且運(yùn)輸量、人工勞動(dòng)強(qiáng)度也大大降低。

4 小結(jié)

過濕土路基處置在雅安地區(qū)是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題，雖然處理方法多，但受天氣、成本、工期制約，單一手段難以達(dá)到工程要求。張家001-1井鉆前土建工程采用以降低含水率為主、多種處置方式結(jié)合，使工程進(jìn)展十分順利，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

[1]JTJ051―93，公路土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2]GB/T50123-1999，土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[3]李俊，葉國弘.生石灰粉處理過濕土的摻量計(jì)算[J].華東公路，2001，(4):26-30.

[4]張緒亮，董艷麗，蘇本連，張艷玲.土工格柵在寒區(qū)過濕路段處理中的應(yīng)用[J].吉林交通科技，2000，(2):18-19.

責(zé)任編輯：余詠梅

施工經(jīng)驗(yàn)

混凝土散水常規(guī)做法

(1)素土夯實(shí)，向外坡4%；(2)150mm厚，3∶7灰土墊層，超出散水外緣500mm；(3)60mm厚，C15混凝土。面上加5mm厚，1∶1水泥砂漿，隨打隨抹光。

水泥混凝土散水應(yīng)設(shè)置伸縮縫，其延長米間距不得大于10m。房屋轉(zhuǎn)角處應(yīng)做450坡度縫，散水與建筑物連接處應(yīng)設(shè)縫處理。上述縫寬為15～20mm，縫內(nèi)填嵌柔性密封材料。

施工過程中，如果對以上構(gòu)造處理不加強(qiáng)管理，待工程交付使用后，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)散水在冬季發(fā)生凍脹。分析主要有以下原因：

(1)散水伸縮縫設(shè)置不規(guī)范而產(chǎn)生不規(guī)則裂紋，而且使用的填嵌材料脆性強(qiáng)，易開裂、老化、脫落，起不到防水作用，造成夏季雨水通過縫隙滲入到散水內(nèi)部，水分無法徹底排出，到了冬季水結(jié)冰，發(fā)生散水凍脹。

(2)常規(guī)散水墊層多采用3∶7灰土進(jìn)行夯實(shí)處理，施工單位在施工中對灰土墊層不夠重視，大多沒有夯實(shí)。當(dāng)雨水滲入灰土墊層內(nèi)部后，與灰土發(fā)生反應(yīng)，使灰土隆起，造成散水變形開裂。

以上問題不僅使散水遭到破壞，失去其作用，嚴(yán)重的還會(huì)使雨水滲透到基礎(chǔ)，在凍融循環(huán)作用下，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可能會(huì)受到破壞，從而影響建筑物的整體結(jié)構(gòu)。

針對散水凍脹問題，介紹以下解決辦法。

(1)散水伸縮縫嚴(yán)格按規(guī)范要求設(shè)置，盡量避免設(shè)置在落水管出水口周圍，以減少雨水順伸縮縫流入散水內(nèi)部。

(2)盡量延遲變形縫柔性密封材料的填嵌時(shí)間，待主體結(jié)構(gòu)完成前期較大沉降變形后再進(jìn)行施工。

(3)選用優(yōu)良的填嵌密封材料，工程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)瑪瑙脂比瀝青砂漿的效果要好，瑪瑙脂具有耐候性、抗變形、拉伸強(qiáng)度高、延伸率大等優(yōu)點(diǎn)，對基層收縮和開裂變形適應(yīng)性強(qiáng)，能夠保證縫隙的寬度和深度；瑪瑙脂填入后要密封嚴(yán)密，可在瑪瑙脂上部用硅酮耐候膠進(jìn)行封閉，切實(shí)起到防水作用。

(4)在施工過程中，應(yīng)加強(qiáng)對灰土墊層的夯實(shí)處理。當(dāng)雨水滲入后，避免進(jìn)入墊層內(nèi)部。此外還可以把150mm厚3∶7灰土替換為300mm厚天然級配砂石，以避免墊層發(fā)生凍脹隆起。

(5)從設(shè)計(jì)角度考慮：增大散水與首層室內(nèi)地面的標(biāo)高差，這樣即使散水發(fā)生凍脹隆起，也不致超出首層室內(nèi)地坪而影響車庫門的開啟；考慮在首層頂部加設(shè)雨篷，減小雨水流入散水的可能。

以上是對冬季散水凍脹開裂的一點(diǎn)建議。要想從根本上解決散水凍脹問題，還需要在施工中加強(qiáng)管理。確保散水內(nèi)部不進(jìn)水，使散水切實(shí)起到防水作用，從而保證建筑整體結(jié)構(gòu)。

(摘自：《建筑工人》）

Effective Measures for Over-Wet Clay Subgrade inYaan Prefecture，Sichuan Province

This paper，based on construction part of Prespud operation，analyses the physical property of Over-Wet Clay Subgrade inYaan Prefecture，Sichuan Province.Some treatment measures for over-wet clay subgrade are presented such as airing，use of quicklime and reinforcing mechanism of geosynthetics.

TU47文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671-9107（2010）08-0041-03

10.3969／j.issn.1671-9107.2010.8.041

2010-6-12

陳科（1977-），男，四川鹽亭人，大學(xué)本科，工程師。