高速公路路基高液限黏土施工改良技術

汪軍利

摘 要：近年來，高速公路工程建設在全國范圍內的各省市都取得了長足的發展，但中國幅員遼闊，各地都有不同的地質情況，不同的地質條件下，采取的技術措施也隨之不同，不同的技術措施，其在環保、經濟、質量、工效、資源配置等方面的效果都是不同的。如何經濟節約、保質保量、綠色環保地修建好高速公路是廣大工程人員共同面對的課題。文章就比較典型的高液限黏土在高速公路路基中的改良方法展開研究，結合在建國家高速公路網昆明繞城東南段現場高液限黏土進行取樣試驗分析，采用不同改良方法對高液限黏土進行改良處理，結合改良試驗結果淺談高液限黏土改良技術，對類似工程提供借鑒和參考。

關鍵詞：高液限黏土；改良；技術

中圖分類號：U416 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）09-0058-03

Abstract： In recent years， highway engineering construction in all provinces and cities throughout the country has made considerable progress， but China has a vast territory， so there are different geological conditions everywhere with different geological conditions. Different technical measures have different effects on environmental protection， economy， quality， efficiency， resource allocation and so on. How to build a good highway in an economical， quality and quantity-oriented， green environment-friendly way is a common task faced by the majority of engineers. In this paper， the improvement method of high liquid limit clay in expressway subgrade is studied， and the sampling test of high liquid limit clay in the southeast section of Kunming City around the city of the national highway network is carried out. Using different improvement methods to improve the high liquid limit clay， and based on the results of the improvement test， it discusses the high liquid limit clay improvement technology， in order to provide reference for similar projects.

Keywords： high liquid limit clay； improvement； technology

1 概述

按《公路路基施工技術規范》（JTG F10-2006）要求，2mm黏土粗粒組含量≤25%，液限大于50%，塑限指數大于26即為高液限黏土。液限大于50%，塑限指數大于26的細粒土，不得直接用于填筑路堤調料；需要使用時，必須采取技術措施進行處理，經檢驗滿足設計要求后方可使用。昆明繞城高速東南段A1-1工區存在大量高液限黏土棄方，若能科學處理，充分改良利用，對節約施工成本、控制施工質量有較大意義。

2 工程概況

昆明繞城高速東南段A1-1工區地處昆明市官渡區與嵩明縣交界處，工程起點與在建的小龍高速公路相接，之后路線由西北向東南丘陵區布線，止于青年水庫以東，路線全長9.5km。其中K1+600～K5+682.96里程段設計土方工程量約為：挖土方31.3萬m3、利用土方23.6萬m3。

經對各挖方段、不同深度取樣分析，采用土標準擊實試驗，試驗結果為：液限50.4%～78.7%，塑限指數23.4～40.9。試驗數據如表1。

3 高液限土的工程特性

土的強度由粘聚力和土顆粒間的摩擦力兩部分組成。高液限土粒徑小，毛細水上升高度大，但速度較慢。土中含有的礦物成分帶有較多的負電荷，親水性強，造成土粒結合水膜厚度較大，導致土顆粒間的摩擦力較小。所以高液限土的強度主要取決于土的粘聚力。試驗表明，高液限土處于干燥狀態時稍微具有粘結力，但容易被壓碎；處于浸水狀態時，則容易形成流體狀態，整體穩定性差。

高液限土的土質力學特性表現在工程上就是：透水性差，毛細現象顯著，親水性強，浸水后能較長時間保持水分，孔隙率大，干密度小，干時堅硬不易挖掘、不易壓實。因此，壓實干密度越大，其遇水膨脹率也越大，變形大。在干燥狀態下強度較高，一旦遇水迅速軟化，強度急劇降低。總體表現為水穩性差。

4 高液限土直接回填的常見病害

（1）天然含水量過大，難以碾壓達到規定的壓實度，如果壓實功過大會導致土體內部產生剪切破壞。

（2）雨季施工，如排水不及時，易造成車轍、彈簧翻漿，邊坡坍塌等不良病害。

（3）干縮性大，失水后易造成表面開裂，降低了路基整體強度。

（4）若施工處理不當，壓實后路基即處于不穩定狀態，吸水后路基發生膨脹，含水量升高，強度降低，在活載和路堤自重作用下，路堤易發生不均勻沉降、橫向位移等災害，導致路面開裂。

5 常用高液限土改良方法

5.1 摻拌石灰法

將生石灰粉與土方按一定比例拌合，通過石灰調節土方含水率及內部結構形式，達到改良目的。

試驗分別按4%、6%、8%三個石灰粉質量摻配比例的改良土進行標準擊實試驗，試驗結果見表2。

由表內數據可知：摻拌石灰法對高液限黏土的液限、塑性指數有明顯降低作用，對土最大干密度有所提高，對土無側限抗壓強度有顯著提高。

5.2 摻拌水泥法

將水泥與土方按一定比例拌合，通過水泥調節土方含水率及內部結構形式，達到改良目的。

分別對4%、6%、8%等三個質量摻配比例摻加PC·32.5水泥對土方改良后的試件進行標準擊實試驗、無側限抗壓強度試驗，試驗結果見表3。

由表內數據可知：摻拌水泥法對高液限黏土的液限、塑性指數有明顯降低作用，對土最大干密度有所提高，對土無側限抗壓強度有顯著提高。

5.3 摻拌碎石法

將碎石與挖土按一定比例拌合，通過碎石調節土方內部結構形式，達到改良目的。

試驗分別按40%、50%、60%碎石質量摻配比例進行土標準擊實試驗、土CBR貫入試驗，試驗結果見表4。

由表內數據可知：摻拌碎石法對高液限黏土的最大干密度有顯著提高，對土CBR有顯著提高。

6 各種改良方法優缺點分析

6.1 摻拌石灰法

6.1.1 優點

（1）由于石灰與土顆粒粘聚作用，使改良土具有較好的板結效果，且生石灰與水的作用對較少高液限黏土的含水率有積極作用，降低土體液限、塑限指數，處理效果較好。

（2）改良土充分利用棄方，減少棄土方量，能減小棄土場面積，保護環境。

6.1.2 缺點

（1）改良需要大量生石灰，目前由于市場石灰供應量較小，容易造成供應不足的情況。

（2）若采用廠拌將產生拌和站用地及建設費用，成本較高；若采用路拌不易攪拌均勻，影響路基施工質量。

（3）石灰成本高，改良費用較高。

6.2 摻拌水泥法

6.2.1 優點

（1）由于水泥與土顆粒粘聚作用，使改良土具有較好的板結效果，且水泥與水的作用對較少高液限黏土的含水率有積極作用，降低土體液限、塑限指數，處理效果較好。

（2）改良土充分利用棄方，減少棄土方量，能減小棄土場面積，保護環境。

6.2.2 缺點

（1）水泥改良使路基偏剛性，但由于水泥摻量有限，導致路基容易開裂，影響路基整體承載力。若有地表水下滲，容易導致路基膨脹、變形、翻漿等病害。

（2）若采用廠拌將產生拌和站用地及建設費用，成本較高；若采用路拌不易攪拌均勻，影響路基施工質量。

（3）水泥初凝時間短，拌和完成的填料需要及時鋪筑施工，對工序銜接要求高，不利于雨季施工。

（4）水泥成本高，改良費用較高。

6.3 摻拌碎石法

6.3.1 優點

（1）通過摻拌碎石改變土的內部受力構架，提高土的承載力，施工簡單易行，施工質量容易控制。

（2）良土充分利用棄方，減少棄土方量，能減小棄土場面積，保護環境。

6.3.2 缺點

摻拌碎石是通過碎石在土體內的骨架作用，改變土的內摩擦角達到改變土的物理特性，所以摻拌碎石沒有改變土作為高液限黏土的本質，含水率對改良土影響仍然明顯，造成雨季施工不便。

7 結束語

通過對高液限黏土采用摻拌石灰法、摻拌水泥法、摻拌碎石法進行改良的試驗分析，總結出各方法的改良效果及優缺點。實際施工過程中，各工程項目情況會有所不同，應該結合自身工程實際情況，采用恰當施工工藝、工法，做到科學施工、因地制宜。

參考文獻：

[1]張國權.淺談高液限土邊坡破壞的機理和防治[J].廣東科技，2007（05）.

[2]鄒祖銀.某臨江公路路塹高陡巖質邊坡穩定性研究[D].北京工業大學，2006（19-46）.

[3]張亦武.高液限土邊坡巖體特征分析及治理措施[J].公路交通科技，2008（02）.

[4]高智.由路塹開挖談土質路塹邊坡的變形與穩定性[J].華東公路，2004（6）.

[5]高速公路高液限粘土路基的改良及其施工技術[J].公路，2008（8）.

[6]談高液限粘土路基的設計和填筑技術[J].山西建筑，2013（28）.

[7]高液限粘土路基填土工程性質探討[J].中國地質災害與防治學報，2006（4）.

[8]國家高速公路網昆明繞城高速公路東南段第1合同K0+000～K

13+140兩階段施工圖設計第二冊第一分冊[S].昆明：云南省交通規劃設計研究院，2014（08）.

[9]中交第一公路工程局有限公司.JTG F10-2006.公路路基施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2006.