摘要:结合钻前土建工程实践，对雅安地区过湿土的物理性质进行了分析，提出了晾晒、生石灰改良、土体加筋等处理过湿土路基的施工措施。

　　关键词：过湿土生石灰 加筋 处置

　　1.前言

　　四川省雅安地区全年多雨，年降水量达1200~2200 mm，在《公路自然区划标准》(JTJ 003-86)中划分有Ⅴ2a雅安、乐山过湿副区。多雨潮湿的气候使该地区土体成为含水量高、强度低的过湿土，不能直接进行摊铺压实，必须对其进行改良。张家001-1井(油气勘探井)位于雅安市雨城区上里镇，其井场及公路按山岭重丘四级公路标准设计，工程要求工期紧，因此解决过湿土填筑路基的问题迫在眉睫。

　　2.土质情况

　　工程区域过湿土三相基本指标：

　　(1)过湿土在天然状态下含水量最高可达44%左右，平均含水率也高达40.67%，含水率高，干密度小;

　　(2)所取土样孔隙比均大于1.0，孔隙比大，土质疏松，压缩性高;

　　(3)饱和度范围在0.95~1.00之间，均处于饱和状态(工程一般认为，饱和度大于0.85即为饱和状态)。

　　通过对过湿土土样进行击实试验，试验结果分别见表1和图1。

表1 击实试验试验结果表 含水率(%) 10.56 12.30 13.74 15.33 17.1 干密度(g/cm3) 1.646 1.774 1.797 1.76 1.693 最优含水量(%) 13.7 最大干密度(g/cm3) 1.80

　　图1 含水率~干密度关系曲线图

　　从以上结果可以看出：雅安地区过湿土的最优含水率为13.7%，比现场天然含水率平均值(40.67%)低出约27个百分点。

　　3.处置措施

　　3.1 晾晒

　　由于过湿土含水率过高，必须进行一段时间的晾晒，以适当降低其含水率。雅安地区降雨频繁，年降雨天数平均有218天，施工前必须做好排水工作，备好雨布，及时对晾晒土进行覆盖。

　　3.2掺加生石灰改良过湿土

　　生石灰消解过程中同时发生放热反应，所产生的热量可以促进混合料水分散发和有关化学反应速度，使土体的含水量降低，利于土块的砂化。这一反应可用下式表示：

　　CaO+H2O→Ca(OH)2+62.8K/mol

　　吸水——相当于生石灰重量32%的水分被吸收，使混合料含水率下降。

　　发热——1mo1CaO反应放出56kJ热量，相当于1Kg的CaO反应放出1160kJ的热量，放热促进了混合料中化学反应的速度和水分的散发。

　　在过湿土中分别掺入土粒质量百分比为8%，10 %、12%的石灰，按比例组数制备试验所需试样并测定试样不同龄期的无侧限抗压强度。试验结果见表2所示。

　　表2 生石灰改良土无侧限抗压强度试验结果 土体含水量

　　(%) 生石灰掺量

　　(%) 无侧限抗压强度(kPa) 竖向变形ε(mm) 3d 7d 3d 7d 30 8 —— —— —— —— 10 —— —— —— —— 12 59.8 80.6 16.4 12.1 27 8 134.1 186.4 10.1 6.8 10 157.8 345.8 8.4 6.7 12 265.1 568.4 7.2 6.4 在试验过程中，30%含水量的素土、27%含水量的素土、30%素土含水量掺加8%石灰和10%石灰的石灰改良土试件无法成型，故未测其无侧限抗压强度。由表3试验数据可以看出，当土体含水量为30%时，掺加12%石灰，养护7d之后的强度仍然很低，达不到现场荷载要求(500kPa)。

　　当含水量降为27%时，从表3中可以得知，石灰改良土的抗压强度和竖向变形均有了明显改善，随着石灰掺量的增大，石灰改良土3d和7d的无侧限抗压强度均在提高，竖向变形均在降低，且随着掺量的提高，变化幅度明显增大。这说明，石灰的含量较低时石灰主要起稳定作用，会使土的塑性、膨胀性降低，初步具有水稳性，并使密实度和强度得到稳定。随着石灰掺量的增大，强度和稳定性均提高。同时，石灰改良土的强度和稳定性随着龄期的增长而增长。

　　3.3土体加筋

　　由于雅安地区长期潮湿多雨的气候，过湿土经过改良后仍然面临再次饱水，承载力下降的问题。在土体中加筋可改善土体的受力状况，使土体的垂直应力、水平应力明显降低，土颗粒间的摩擦作用明显增强，土体抗剪强度、承载能力、抗变形能力、抗裂能力都能得到很大的提高。

　　3.3.1竹筏、竹笼装人头石(片石)

　　不同部位竹的顺纹抗拉弹性模量的平均值在8.49-32.49GPa之间，顺纹抗拉强度平均值在112.89-331.49MPa之间(常用的Q235号钢的抗拉屈服强度为235MPa)。但顺纹抗拉弹性模量和顺纹抗拉强度从竹青向竹黄方向变异很大，呈逐渐降低的趋势。

　　雅安地区盛产竹子，钻前土建工程中经常采用竹筏、竹笼装人头石(片石)的方法，该方法具体的处理措施为：在回填压实后，铺设二层竹筏(用直径40～50mm竹一顺一丁铺筑，并用竹条绑扎)，然后铺设一层300~400mm厚竹笼装人头石(片石)，最后铺设80mm厚泥结碎石填充并压实面层。

　　竹具有很高的抗拉强度，韧性强。竹经加工成竹笼，装入人头石(片石)后可以充分利用两种材料的特性，形成具有透水性很强、整体性强的复合体，可迅速提高路基承载能力。但是要耗费大量的竹子及石料，调运时对道路养护造成极大的压力;施工时大量人工作业，机械化程度低，难以提高施工效率;竹的耐久性较差，后期维修量大。

　　3.3.2在填方土中铺设土工格栅

　　土工格栅对土体的加固机理，主要表现在格栅与土的相互作用上。土工格栅具有良好的力学性能，能以较小的变形，发挥出较大的拉应力。格栅与周围土体的摩擦特性也是格栅的主要性能指标，它们的相互作用约束了土颗粒的侧向位移，大大提高了土体的稳定性和格栅在土中的抗拉拔能力，起到了加固补强作用。

　　张家001-1井钻前土建工程采用PP(聚丙烯)土工格栅，其每延米抗拉屈服力20~50KN/m的PP双向土工格栅，单位面积质量500~550±50g/㎡，单价5~8元/㎡。目前已经施工的钻前土建工程中，对道路、场面软基处理主要以竹排、竹笼人头石为主，双层竹排造价为26元/㎡，单层竹笼人头石造价为35~40元/㎡。采用土工格栅进行加固不仅成本节约，而且运输量、人工劳动强度也大大降低。

　　4.小结

　　过湿土路基处置在雅安地区是一个普遍存在而又难于解决的工程实际问题，虽然处理方法多，但受天气、成本、工期制约，单一手段难以达到工程要求。张家001-1井钻前土建工程采用以降低含水率为主、多种处置方式结合，使工程进展十分顺利，达到了预期的目标。

　　参考文献：

　　[1]公路土工试验规程(JTJ051―93) [S].北京：人民交通出版社,1993.

　　[2]土工试验方法标准(GB/T50123-1999) [S].北京：中国计划出版社,1999.

　　[3]李俊、叶国弘;生石灰粉处理过湿土的掺量计算;华东公路;2001年第4期(总第131期);26-30。

　　[4]张绪亮、董艳丽、苏本连、张艳玲;土工格栅在寒区过湿路段处理中的应用;吉林交通科技;2000第2期，18-19。