[摘要]由“弹簧土”的产生原因及工程特性出发，阐述“弹簧土”的危害，并介绍了实际工程中常用的预防措施和治理方法，最后以某工程为例，分析如何对“弹簧土”的处理方案进行选择。
[关键词]弹簧土  含水量  预防措施  处理方法
中图分类号：TU7   文献标识码：A   文章编号：1671—7597(2008)0610
 
在渠道工程土方开挖和填筑过程中，经常会遇到各种各样的影响工程施工的问题，其中绝大多数问题的根源，可以追溯到土体中含水量的变化，“弹簧土”则是由于含水量变化而引起的一种较为常见的工程病害，“弹簧土”具有极大的危害性，如不及时处理或者处理不当，就会造成基底失稳，使构造物沉陷过大或者产生不均匀沉降。
一、“弹簧土”的产生原因及其工程特性
“弹簧土”的产生一般是因为采用了含水量较大的粘性土或粉质粘性土作为土料进行碾压或夯击，由于原状土被扰动，颗粒之间的毛细孔遭到破坏，水分不易渗透和散发，降低了土体的强度，并使之产生了弹性颤动，形成了具有软塑状态的“弹簧土”。简而言之，“弹簧土”是由于土料的含水量高于规定压实度所需含水量而产生的无法压实的粘性土体。
二、“弹簧土”的危害
1．弹簧土含水量大，强度低，容易造成基底失稳，使构造物沉陷过大或者产生不均匀沉降。2．“弹簧土” 含水量较大且颗粒之间的毛细孔遭到破坏，水分不易渗透和散发，一旦冬季气温较低，容易产生冻胀现象，破坏渠道的混凝土衬砌板，严重影响工程质量。3．“弹簧土”表面固结，甚至半硬化形成坚硬的土壳体，一旦忽略处理或者处理不当，在高水头作用下，容易发生溃坝和管涌，危害人身和财产安全。
三、“弹簧土”的预防措施
1．施工前应详细了解渠段所处地区的土层性质，对土料的含水量进行现场测定，预测可能出现的问题并制定合理有效的处理预案，切忌盲目施工。2．避免在含水量较大的粘土、粉质粘土、淤泥质土、腐殖土等原状土上进行回填。3．填方区如有地表水，应设排水沟排走；有地下水应降低至基底0.5m以下。4．在渠道填筑过程中，不使用含水量较大的土料，且应严格控制碾压或夯击遍数，如土料含水量较大，应先对其进行翻晒或掺入干石灰粉，待含水量符合要求后再用于渠道填筑。5．尽量避免在连续阴雨天施工，以免土料的含水量骤增。6．减少对土体产生较大的扰动，尤其要尽量避免对含水量较高的土体产生扰动，以避免破坏土体的天然结构。
四、“弹簧土”的处理办法
由于“弹簧土”和“软土”都具有含水量较大，强度较低的特点，因此在对“弹簧土”进行处理前，应首先判断土体是“弹簧土”还是“软土” 。“弹簧土”的含水量一般高于最优含水量的6%~8%，但低于其液限，饱和度小于60%，内摩擦角大于15度；而“软土”的含水量一般接近或超过其液限，饱和度大于95%，孔隙比在1.0~1.9之间，内摩擦角几乎接近于零。在实际工程中，对于“弹簧土”的处理常采取以下几种处理方法：
（一）晾晒法
暂停该渠段的施工，将弹簧土翻出晾晒，待含水量降低符合要求后再进行回填碾压，但由于弹簧土晾晒将延长工期，因此该方法一般在工期不紧和天气条件较好的情况下使用。
（二）碎石铺垫法
在弹簧土表面铺一层碎石，然后进行碾压夯击，将表层土紧密挤实。该方法一般适用于弹簧土情况不严重，且土方填筑质量要求较低的部位。
（三）换土回填
即挖去弹簧土，重新换填含水量符合要求的土料。这种方法常用于工程量不大，工期较紧的工程。
（四）掺入干石灰粉
将弹簧土翻起并粉碎，均匀掺入生石灰粉末，使用该方法的原理为：干石灰粉末不但可以吸收土体中的水分降低含水量，而且可以与土料发生化学反应（干石灰粉末的主要成分为氧化钙，土的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝及少量的三氧化二铁）形成强度较高的硅酸钙，改变了土层原有结构，经碾压夯实后形成了灰土垫层，具有了一定的抗压强度和水稳定性。本方法大多在弹簧土情况较为严重及气候条件不利于晾槽的情况下采用，特别是在运距较远，换填方量较大的情况下，该方法最为简单有效。
（五）打石桩www.tmgc8.com
将直径200mm~300mm的块石依次打入土体中，直至打不下去为止，最后在上面铺满厚度50mm左右的碎石层后再进行夯实。这种方法适用于气候情况不利于晾槽及建筑物荷重比较大的软土地基。
五、工程实例
南水北调中线京石段应急供水工程S29标段位于河北省唐县境内，渠道全长3553米，该渠段大部分被黄土状壤土及黄土状砂壤土所覆盖，厚度3~25米，黄土状湿陷性系数为0.0567，虽湿陷性并不严重，但由于该地区2007年汛期雨量较大及渠底开挖回填土方运输过程中20T自卸汽车往复碾压，导致该标段渠底局部出现“弹簧土”。
由于工期较紧，将“弹簧土”翻出晾晒待降低含水量后再进行回填碾压势必延误工期，造成机械和人员的窝工。经过认真分析研究，对于渠底面积较小且又靠近施工便道的弹簧土，采取清挖换填的方法进行处理，将该部位的弹簧土全部清除后运出工作面晾晒，再使用含水量符合要求的土料进行回填压实，此方法不仅不会影响工期，而且可以重复利用土料，该处弹簧土经晾晒含水量符合要求后可用于其它部位的填筑。对于面积较大而又远离施工便道部位的弹簧土，则不适宜采用该方法。由于换填量较大而又距离施工便道较远，自卸汽车通过渠底往复运输土料，势必造成对渠底土体更大的扰动，导致更大面积的出现弹簧土，增大处理难度。因此，对于该处的弹簧土采取将土层翻起并粉碎均匀后按照设计要求掺入适当比例的干石灰粉以吸收土体中的水分降低含水量，并通过土体与生石灰粉的反应改变原土结构形成灰土垫层，使之具有一定强度的水稳性。
六、结论
在渠道工程施工中，“弹簧土”是时常遇到的工程病害，具有极大的危害性，在施工前一定要严格检测土料的含水量，对可能产生“弹簧土”的情况做好预测、资料收集和分析，制定出合理有效的处理预案。对于施工过程中所出现的“弹簧土”，应根据施工条件进行比较，选择最为合理有效且经济省时的方法进行处理，确保工程质量和工期。
 
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张寒冰 （山东水利工程总公司  山东  济南  250014）

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