(山東德通路橋建設(shè)工程有限公司,威海市,264200)
會(huì)同縣濱河路建設(shè)工程位于湖南省西南部雪峰山區(qū),道路等級(jí)為城市次干路,全長(zhǎng)1 156.262m。該道路沿線(xiàn)有較多的魚(yú)塘和水田等軟弱路基,經(jīng)勘察,淤泥深度基本上都小于2m,施工過(guò)程中,根據(jù)設(shè)計(jì)文件的要求,采用換土墊層法對(duì)軟弱路基進(jìn)行了換填處理。在后續(xù)的施工過(guò)程中,在K0+140至K0+160、K1+120至K1+154.587段分別出現(xiàn)了“橡皮土”的現(xiàn)象,“橡皮土”在道路中的危害是相當(dāng)大的,由于“橡皮土”的強(qiáng)度和穩(wěn)定性嚴(yán)重不足,在荷載作用下,隨著時(shí)間的推移,就會(huì)出現(xiàn)路面沉降、鼓包、翻漿冒泥等病害,嚴(yán)重降低行車(chē)體驗(yàn),甚至危及行車(chē)安全。因此,必須先對(duì)“橡皮土”路段進(jìn)行處治,達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后,方能進(jìn)行下一步工序的施工。
基于該兩處路段均進(jìn)行過(guò)換填片碎石的處治,且在現(xiàn)場(chǎng)挖除部分“橡皮土”后,可發(fā)現(xiàn)其下層確實(shí)為片碎石,因此,可排除基底土質(zhì)不符合要求的原因。
路基填料方面,以上兩段填料均為紅黏土,根據(jù)《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JTG/T3610-2019)中第7.7條規(guī)定“路基浸水部分、橋臺(tái)背、擋土墻背、涵洞背等部位不得采用紅黏土與高液限土填筑”。該段路基雖然沒(méi)有直接浸水,但是考慮到湘西潮濕的氣候環(huán)境,極易導(dǎo)致紅黏土的含水率過(guò)高,從而降低其強(qiáng)度與模量。
施工工藝方面,通過(guò)查閱施工記錄、監(jiān)理和施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的調(diào)查,基本排除攤鋪厚度的問(wèn)題,但是,對(duì)于壓實(shí)過(guò)程中的含水率控制有待加強(qiáng),不排除碾壓過(guò)程中土的含水率過(guò)高的問(wèn)題。
地下水位方面,現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)發(fā)現(xiàn),在K0+140至K0+160 處靠山一側(cè)有水坑一個(gè),且為山谷腹地,在K1+120 至K1+154.587 段靠山一側(cè)有廢棄?mèng)~塘一處。雖然查勘時(shí)水位已經(jīng)降低,但是,南方多雨的氣候、充沛的降雨量隨時(shí)會(huì)導(dǎo)致某些時(shí)段路基被雨水浸泡。排水的不暢通,進(jìn)而導(dǎo)致土的含水率超過(guò)最佳含水率。
綜合以上分析,基本可以確定本項(xiàng)目中“橡皮土”現(xiàn)象的成因主要為:①用紅黏土作為路基填料時(shí),未經(jīng)改良;②路基填料含水率高;③排水不暢。
經(jīng)過(guò)對(duì)各種處治方案在治理效果、經(jīng)濟(jì)性以及工期等方面的綜合考慮,最后決定采用以下方案對(duì)以上兩處橡皮土進(jìn)行處理。
(1)摻拌砂和生石灰對(duì)紅黏土進(jìn)行綜合改良,通過(guò)試驗(yàn)確定生石灰和砂的摻拌比例,使改良后的紅黏土具有良好的水穩(wěn)定性和強(qiáng)度。
(2)在適當(dāng)?shù)奈恢迷鲈O(shè)排水管涵,以減少山水對(duì)路基的浸泡,從根本上上改善路基所處的環(huán)境。
橡皮土也就是我們常說(shuō)的彈簧土,從土質(zhì)上來(lái)看以粘土居多。它的特點(diǎn)是:在壓實(shí)的過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)“一處被碾壓下去,附近土體鼓出來(lái)”的現(xiàn)象。當(dāng)在橡皮土上行走的時(shí)候,通常會(huì)有顫動(dòng)的感覺(jué)。土體的表面通常會(huì)固結(jié)成一層堅(jiān)硬的殼體,而土的內(nèi)部則像面團(tuán)一樣呈軟塑狀態(tài)。在施工方面,橡皮土不會(huì)因?yàn)槟雺夯蛘吆粨舯閿?shù)的增多而壓實(shí),相反,隨著碾壓遍數(shù)的增多、土體外殼被破壞,“彈簧”現(xiàn)象越壓越嚴(yán)重,甚至?xí)l(fā)生翻漿的現(xiàn)象。
首先是土質(zhì)方面,多為施工現(xiàn)場(chǎng)采用了不適合的路基填料,例如腐殖土、黏土、粉質(zhì)土等細(xì)粒土,或者施工時(shí)將不同種類(lèi)的土混填,而又沒(méi)有按照規(guī)范要求對(duì)不同種類(lèi)的土按照其工程性質(zhì)進(jìn)行連續(xù)的分層攤鋪、分層碾壓,尤其是出現(xiàn)透水性好的土被透水性差的土包裹的情況,更容易造成橡皮土。
施工工藝方面。攤鋪厚度過(guò)高,造成下層土碾壓不實(shí)。土的含水率過(guò)高,尤其是碾壓時(shí)土的含水率超過(guò)該種土的最佳含水率2%的時(shí)候,極易出現(xiàn)“橡皮土”的現(xiàn)象。施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)作業(yè)工序監(jiān)控不到位,出現(xiàn)局部漏壓的情況。施工前未按照規(guī)范要求清除表土、種植土等軟弱土層。
由于形成橡皮土的路段大多以黏土等細(xì)粒土居多,所以,首先可以考慮將不良土質(zhì)置換成砂性土、石質(zhì)土等水穩(wěn)性好、適宜用于路基填方的土;
對(duì)橡皮土進(jìn)行改良處治,例如,摻拌生石灰。生石灰對(duì)于改良粘土等不良工程性質(zhì)的土質(zhì)具有非常明顯的效果。首先,橡皮土的一個(gè)基本成因就是土的含水量高,而摻入生石灰后,生石灰能夠與土中的水發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成Ca(OH)2,伴隨這一化學(xué)反應(yīng)的直接結(jié)果就是土體含水量的降低。其二,在濕潤(rùn)的土壤中,石灰與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣,碳酸鈣、氫氧化鈣以及土壤顆粒能夠相互結(jié)合,增強(qiáng)其整體性。從而從根本上改善了不良土體的工程性能。增強(qiáng)了粘土等不良土體的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性。
橡皮土進(jìn)行翻曬,重新攤鋪、重新碾壓,同時(shí),提前做好排水措施。橡皮土產(chǎn)生的部位通常都是水資源比較豐富的區(qū)域,解決了排水的問(wèn)題,并且結(jié)合對(duì)土體的翻曬等措施,能夠較好的解決土體含水率的問(wèn)題。
首先,把好材料關(guān)。施工現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)的選擇至關(guān)重要,盡量選擇石質(zhì)土、砂性土等水穩(wěn)性?xún)?yōu)良的土。確實(shí)因條件所限,采用的填料土質(zhì)較差時(shí),需要對(duì)土進(jìn)行改良,并在大規(guī)模施工前進(jìn)行試驗(yàn)段的施工,通過(guò)試驗(yàn)確定土的改良方案、最佳含水率以及施工工藝等,嚴(yán)禁盲目施工。
把好施工工藝關(guān)。嚴(yán)格按照規(guī)范及設(shè)計(jì)要求控制土的松鋪厚度。施工時(shí)嚴(yán)禁不同的土質(zhì)的填料進(jìn)行混填,必要時(shí),可以分層填筑嚴(yán)格控制填土的含水率,尤其是當(dāng)土的含水率超過(guò)最佳含水率2%的時(shí)候,極易形成橡皮土。施工前,根據(jù)透水性好和透水性差的土的分布和數(shù)量,提前做好填筑規(guī)劃,避免出現(xiàn)透水性好的材料被透水性差的材料包裹的情況。
工期的安排。土的最佳含水率是土方路基能否壓實(shí)的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),因此,在路基土方填筑過(guò)程中,盡量避免在雨季施工。
增強(qiáng)責(zé)任心,掌握一些實(shí)用的小技巧,比如,對(duì)于最佳含水率的判斷,我們常用的就有“握能成團(tuán),落地即散”的土辦法,作為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)或管理人員,除了依賴(lài)試驗(yàn)工程師以外,非常有必要掌握這種類(lèi)型的小技巧,有助于在施工現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)掌握土的性能。
橡皮土現(xiàn)象在路基土石方填筑過(guò)程中非常常見(jiàn),其根源無(wú)非是材料和施工工藝方面的問(wèn)題。若不及時(shí)處治,就會(huì)在后期道路的使用過(guò)程中造成嚴(yán)重的病害,降低道路的使用壽命,增加道路的維護(hù)成本,危機(jī)行車(chē)安全。因此,作為路基施工的管理及技術(shù)人員,要高度重視路基施工中可能出現(xiàn)的橡皮土現(xiàn)象,及時(shí)處治問(wèn)題,確保路基施工的工程質(zhì)量。