安徽沿江地區(qū)高液限黏土路基填料施工工藝探索

許 魁，過年生

（安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司，安徽 合肥230018）

根據(jù)規(guī)范［1-2］及相關(guān)資料，液限大于50%、塑性指數(shù)大于26的細粒土為高液限黏土，其不能直接用于路基填料［3］。高液限黏土區(qū)的路堤填筑，通常是通過遠距離調(diào)運符合要求的填料，或?qū)Ω咭合摒ね吝M行摻石灰改良。遠距離調(diào)運填料，不僅增加工程造價，而且影響工期；就地摻石灰改良雖然經(jīng)濟合理，但施工過程中易出現(xiàn)拌合不均，碾壓成型后路基表面易失水開裂等現(xiàn)象，增加了施工難度。如何有效降低高液限黏土的含水量，是施工中亟待解決的重要問題之一，其對保證路基填筑質(zhì)量，降低工程造價，節(jié)省工期，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 工程概況

安徽某長江公路橋北岸接線的石澗樞紐互通工程位于丘崗地區(qū)，上部土層主要為第四系上更新統(tǒng)（Q3al）高液限黏土，厚度一般5．0～6．0m，承載力為一般至較高，具有弱膨脹性，作為路基填料時應(yīng)摻石灰改性處理，路基填料試驗成果詳見表1。

2 高液限路基填料施工存在問題

涉鐵一標在Qu-B-1-9取土場取土進行路基填筑時，發(fā)現(xiàn)高液限黏土按設(shè)計5%進行摻灰后，CBR、膨脹性也均能滿足路基填筑要求，但摻石灰后采用拌合機翻打時不易破碎，大顆粒粒徑在3～5cm，且路基碾壓成型后，失水快，表面易收縮開裂，施工質(zhì)量難以滿足工程要求。

3 問題分析

現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)不易破碎的大顆粒粒徑所占比例約30%～40%。取大顆粒進行碾碎，發(fā)現(xiàn)半干固態(tài)狀態(tài)下的高液限黏土強度較高，土塊表面雖干硬但內(nèi)部較為濕軟，含水量偏大，導(dǎo)致?lián)礁牧紕┌韬喜痪?，不能徹底消除土體膨脹性，導(dǎo)致路基碾壓成型后，失水開裂。

4 試驗研究及成果應(yīng)用

為解決北岸取土場普遍存在的高液限黏土路堤填料施工困難的問題，有限降低高液限黏土含水量，開展現(xiàn)場燜料試驗。

4．1 試驗過程

試驗取典型高液限黏土3堆，每堆取土40方，分別按照摻灰1%、2%、3%比例進行燜料試驗。其中摻灰1%的高液限黏土提前1d開挖并晾曬，摻2%、3%的土方均為現(xiàn)場挖取的高液限黏土。同時，現(xiàn)場挖取素土堆放，攤鋪厚度約30cm，晾曬時間2周。

根據(jù)取定的土方量和摻石灰比例計算出摻1%、2%、3%時的摻灰量，現(xiàn)場挖取高液限黏土，并采用挖掘機對大塊黏土進行破碎，最大粒徑不大于20cm，將開挖好的土方進行攤鋪，松土攤鋪厚度按照30cm控制。按照“一層土＋一層灰”程序依次進行，均勻撒灰其表面，采用挖土機進行不斷攪拌，確保均勻，再用塑料布對土方進行覆蓋，并設(shè)置標牌，標識各試驗土方石灰量比例。試驗計劃燜料1周、2周分別觀察試驗效果，并取樣試驗。

表1 勘察實驗成果一覽表

圖1 現(xiàn)場開挖的高液限黏土

圖2 摻灰1%燜料

圖3 摻灰2%燜料

圖4 摻灰3%燜料

4．2 試驗效果

4．2．1 1周效果

摻1%灰燜料：現(xiàn)場觀察砂化程度較好，顆粒粒徑主要集中在1～2cm之間。

摻2%灰燜料：現(xiàn)場觀察砂化程度差，顆粒粒徑主要集中在4～5cm間，且顆粒不易破碎。

摻3%灰燜料：現(xiàn)場觀察砂化程度一般，顆粒粒徑主要集中在3～4cm間，約50%顆粒不易破碎。

4．2．2 2周效果

① 摻灰1%

圖5 現(xiàn)場工作照片

現(xiàn)場觀察砂化程度較好，顆粒粒徑較小，粒徑較大的土塊用手碾壓易碎，基本能滿足施工要求。

②摻灰2%

現(xiàn)場觀察砂化程度較差，顆粒粒徑較大，主要集中在4～5cm，土塊周圍包裹石灰，但未能浸入土體內(nèi)部，土體顆粒硬度較大，用手碾壓不易破碎。

③摻灰3%

現(xiàn)場觀察砂化程度一般，顆粒粒徑較大，主要集中在2～3cm，土塊周圍包裹石灰，但未能浸入土體內(nèi)部，部分土體顆粒硬度較大，用手碾壓不易破碎。

圖6 摻灰1%燜料1周

圖7 摻灰2%燜料1周

圖9 摻灰1%燜料2周

圖10 摻灰2%燜料2周

圖11 摻灰3%燜料2周

圖12 素土晾曬2周后狀況

④素土

晾曬時間2周后，大土塊基本收縮開裂，自然崩解，用腳輕踏，基本分解成1cm左右顆粒，小顆粒用手碾壓不易破碎。自然晾曬效果較好，但含水量較低，需摻石灰灑水碾壓。

4．3 試驗分析

通過觀察，發(fā)現(xiàn)摻1%灰燜料料堆砂化效果較摻2%、3%灰好，主要原因是該部分土樣在燜灰前已經(jīng)進行晾曬了1d，含水量略有降低，其他土樣均為現(xiàn)場挖取直接摻灰燜料。

本次試驗采取模擬施工現(xiàn)場的場拌摻灰，摻石灰均勻性略差，可能造成現(xiàn)場對不同石灰計量砂化效果的判斷存在偏差。

4．4 成果應(yīng)用

為了節(jié)省工期，節(jié)約施工成本，本項目在路基填筑大面積施工過程中，選擇在旱季施工，對位于崗地的高液限黏土取土場，沿取土邊界開挖了大量臨時排水溝，有效降低了崗地土源的天然含水量，并將高液限黏土用于路堤93區(qū)填筑［4］，嚴格控制攤鋪分層厚度，松鋪厚度宜控制在25cm，注意粉碎粒徑大于1．5 cm的土塊。采用“半干半濕”法測定最佳含水量［5］，控制壓實標準（“半干半濕”法及取樣直接摻灰燜料，將水分在室內(nèi)風(fēng)干，使含水量降低較大，碾壓式再加水至最佳含水量附近，確定最大干密度，即摻灰時機屬“濕法”，含水量配置屬“干法”）。

施工時挖取高液限黏土漓水晾曬2d，摻3%灰燜料3d，用挖掘機散開灰土堆，撒布剩余設(shè)計灰劑量2%，采用大噸位推土機倒堆，邊推邊堆，同時利用履帶碾壓較大土塊。2次摻灰后燜灰1d，運至施工現(xiàn)場，采用鏵犁結(jié)合圓盤耙及旋耕機進行翻拌5遍，使灰土拌合均勻，整體層位一致，顆粒大小基本在5cm以下，再采用拌合機拌合進一步粉碎，使土顆粒大小基本降至1．5cm以下，壓實效果較好，路基碾壓成型后，基本不再出現(xiàn)表面開裂現(xiàn)象。

5 結(jié)論

本文結(jié)合施工現(xiàn)場的試驗探索，提出將高液限黏土離水晾曬，2次摻灰燜料，有限地降低了填料的含水量，合理選用填料拌合遍數(shù)，控制壓實標準及攤鋪厚度，有限度地解決了高液限黏土路基施工過程中出現(xiàn)的不易破碎壓實、碾壓成型后表面易失水開裂等問題，既達到了經(jīng)濟省時效果，又保證了工程質(zhì)量，可為同類地區(qū)路基填筑提供工程經(jīng)驗參考。

［1］中華人民共和國交通運輸部．公路路基設(shè)計規(guī)范（JTG D30-2015）［S］．北京：人民交通出版社，2015．

［2］中華人民共和國交通運輸部．公路路基施工技術(shù)規(guī)范（JTG F10-2006）［S］．北京：人民交通出版社，2006．

［3］交通部第二公路勘察設(shè)計院．公路設(shè)計手冊——路基［M］．北京：人民交通出版社，1996．

［4］陳偉．高液限黏土路基處治關(guān)鍵技術(shù)［J］．交通標準化，2009，10（206）：38-40．

［5］沈康鑒，喻自祥．高液限土改性劑施工含水量、施工工藝的研究［J］．公路，2009，2（2）：149-153．