公路高液限軟基處治及施工工藝控制研究

韓永軍，譚 星，徐 正

(1.神華準(zhǔn)格爾能源有限責(zé)任公司;2.貴州高速公路開(kāi)發(fā)總公司)

1 高液限土的特點(diǎn)

1.1 低膨脹性

高液限土的膨脹性較弱，膨脹量普遍在1% ～3%的范圍內(nèi)。從高液限土分類(lèi)中可以看出小于0.074 mm的細(xì)顆粒含量普遍較高，在這些細(xì)顆粒中還有大量的高嶺石、蒙脫石以及伊利石等，這些粘土礦物質(zhì)具有很強(qiáng)的吸水性能，一旦遇到充足的雨水就會(huì)吸水膨脹，但是干燥情況下就會(huì)因?yàn)槭榱?，從而影響了路基的穩(wěn)定性能。

1.2 多裂隙性

高液限土的裂隙與其巖土的物理性能有關(guān)，即高液限土的裂隙繼承了母巖，即石英、長(zhǎng)石、云母以及花崗巖等的節(jié)理裂隙，同時(shí)也可能由于高液限土中的粘土礦物質(zhì)因失水破碎或者是由于土體移動(dòng)所導(dǎo)致的。

1.3 高崩解性

高液限土的表層附著有一層粘土層，一旦遇到大雨或者暴雨的沖刷，粘土層很容易隨雨水流失，然后內(nèi)部的粘土礦物會(huì)直接暴露在雨水當(dāng)中，此時(shí)高嶺石、蒙脫石以及伊利石等粘土礦物質(zhì)吸水膨脹，降低了表層土體的粘結(jié)性能，從而引發(fā)土體的離析崩解。

1.4 強(qiáng)保水性

高液限土的保水性能極強(qiáng)，不僅是因?yàn)楹写罅课暂^強(qiáng)的粘土礦物質(zhì)，而且由于高液限土內(nèi)小于0.074 mm的細(xì)顆粒含量極高，極大地降低了土體的透水性能。當(dāng)高液限土處于干燥的情況時(shí)，質(zhì)地堅(jiān)硬很難進(jìn)行挖掘，遇到大雨或者暴雨時(shí)通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象可以吸收大量的水分，而且水分不易散失，降低了路基的壓實(shí)度。

2 高液限土軟基處置及施工方法

2.1 施工材料的選擇

在高液限土摻加一定含量的砂，可以改變其物理性質(zhì)，從而使其達(dá)到路基施工的要求。根據(jù)《公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范》JTJ034-2000中的有關(guān)規(guī)定，選擇Ⅲ級(jí)以上的石灰，石灰進(jìn)場(chǎng)后需要及時(shí)使用，盡量避免存放的時(shí)間;如果石灰量富余，則需要進(jìn)行覆蓋封存而且存放處要干燥通風(fēng)，通常情況下將消解時(shí)間控制在3 d之內(nèi)，以避免石灰中的有效成分消解散失。

2.2 摻灰拌和

將選好的石灰與高液限土摻和在一起，改變高液限土的性質(zhì)。摻灰拌和過(guò)程可以分為滴水、第一次摻灰、燜灰、倒堆、二次摻灰、翻拌與晾曬、破碎七大環(huán)節(jié)。其中滴水主要是將高液限土中的水分在重力作用下與土體分離，此過(guò)程可以排除10% ～30%的水分;第一次摻灰，此過(guò)程使用設(shè)計(jì)生石灰量的50% ～60%。首先在路基表面鋪一層30～50 cm厚的滴水處理過(guò)的高液限土層，然后再鋪5～10 cm的生石灰層，如此往復(fù)，直到50% ～60%的石灰量用完為止;燜灰，使用挖掘機(jī)對(duì)上述過(guò)程中的摻灰土進(jìn)行翻拌，確保石灰與高液限土混合均勻，然后再將摻灰土堆高燜灰，一般情況下?tīng)F灰時(shí)間不小于48 h。在燜灰過(guò)程中，生石灰通過(guò)消解可以吸收高液限土中的部分水量，并且釋放的熱量還能夠改良土壤性質(zhì);倒堆，通過(guò)以上步驟處理過(guò)后的高液限土使用推土機(jī)將燜灰堆推開(kāi)，然后使用機(jī)將其碾壓破碎。根據(jù)高液限土的性質(zhì)，倒堆碾壓工作通常需要進(jìn)行2～3遍;二次摻灰，摻入剩余40% ～50%的生石灰，使用拌和機(jī)對(duì)摻灰土進(jìn)行拌和，然后使用平地機(jī)推平，再使用壓路機(jī)碾平。由于第一次摻灰過(guò)程中，生石灰會(huì)有不同程度的損失，因此需要使用消石灰補(bǔ)足剩余40% ～50%的劑量;翻板與晾曬，主要是將前面處理過(guò)的摻灰土推開(kāi)，增加土與空氣的接觸面，使高液限土中的水分進(jìn)一步蒸發(fā)以便達(dá)到最佳含水量。夏季高溫情況下，晾曬1 d，溫度較低時(shí)晾曬2～3 d，如果氣溫在5℃以下，或者白天蒸發(fā)的水分低于夜間吸收的水分時(shí)，不宜進(jìn)行晾曬;破碎，為了使摻灰土能夠充分的混合均勻，并且易于壓實(shí)處理，需要對(duì)其進(jìn)行破碎處理。使用羊足碾或者大噸位的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，然后再用路拌機(jī)破碎，在具體操作過(guò)程中要確保路拌機(jī)翻拌到底，不能含有夾層，同時(shí)灰土拌和機(jī)要保持勻速行駛，確保適度以及灰劑量的均勻性。通過(guò)以上環(huán)節(jié)處理過(guò)后的高液限土可以將土壤含水量有效地控制在19%～24%左右，為檢驗(yàn)處理過(guò)后的高液限土的綜合性能，對(duì)壓實(shí)度以及路基彎沉進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下表1～表2所示。

表1 高液限土的施工壓實(shí)度

表2 高液限土路基彎沉值檢測(cè)結(jié)果

通過(guò)以上分析，可以看出通過(guò)對(duì)高液限軟基進(jìn)行摻灰處理，壓實(shí)度大于94%，而且能夠?qū)澇林悼刂圃?60.6。因此不僅能夠很好的控制土壤的含水量，而且還可以有效地改善高液限土的性能，而且具有非常高的經(jīng)濟(jì)效益，值得進(jìn)行推廣使用。

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［4］ 陳春華.高速公路軟土地基處理方案的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究［D］.昆明理工大學(xué)，2006.

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