路基填筑工程高液限土石灰改良治理方案的試驗(yàn)研究

蘇賢芬

摘要 某公路工程沿線高液限土區(qū)分布廣泛，擬采用石灰改良技術(shù)改良加固路基。該文通過改變石灰摻量，運(yùn)用擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)的方式，測試了不同石灰摻量改良土最佳含水率、最大干密度，揭露不同石灰摻量下改良土干密度、含水率、CBR值、壓實(shí)度變化關(guān)系，結(jié)果表明：石灰摻量為4%的改良土，可用于93、94區(qū)路基填筑;石灰摻量5%、6%改良土，可用于96區(qū)下路床及以下各區(qū)路基填筑;最佳石灰摻量為6%。試驗(yàn)段工后沉降觀測數(shù)據(jù)顯示，各石灰摻量改良土在不同區(qū)沉降值明顯小于正常土質(zhì)路基，驗(yàn)證了該文提出的治理方案的可行性，對同類工況路基改良施工具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 公路工程;高液限土;石灰改良

中圖分類號 U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2022）13-0126-03

0 引言

高液限土含水量高、透水性低、穩(wěn)定性差、承載力弱，且具有弱膨脹性特點(diǎn)，工程性能較差，通常不直接用作路基填料[1]。某公路工程沿線高液限土工區(qū)占比超過40%，工程所在地氣候環(huán)境濕潤、多雨，土體含水量較大，不具備翻曬減水施工條件，擬通過摻加石灰改良工藝治理工區(qū)高液限土[2]?；诖?，該文以該工程高液限土治理為研究對象，對路基填筑工程高液限土石灰改良治理方案展開研究，具有十分重要的實(shí)踐意義。

1 高液限土強(qiáng)度試驗(yàn)

調(diào)查路段沿線高液限土工區(qū)分布特征，選擇代表性斷面土體作為研究對象，進(jìn)行石灰摻配改良試驗(yàn)。選擇該路段K2+200、K5+200斷面高液限土，通過擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)測定土體強(qiáng)度。

（1）擊實(shí)試驗(yàn)。分別在K2+200、K5+200斷面處取土樣若干，用濕土法制備擊實(shí)試驗(yàn)試件，測定土樣天然含水率;以擊實(shí)試驗(yàn)測定土樣含水率為基準(zhǔn)，用風(fēng)干法制備6組不同含水率試樣。

（2）CBR試驗(yàn)。1）濕土法制作擊實(shí)試驗(yàn)試樣，用重型擊實(shí)試驗(yàn)揭露土體含水率、密度之間的關(guān)系;2）將試樣置于水槽，保持水面沒過試件頂面25 mm，浸泡4 d;3）預(yù)壓試件，開展貫入試驗(yàn)，壓入速率設(shè)置為

1 mm/min，記錄百分表度數(shù)，對比CBR2.5、CBR5。

2 石灰改良處治技術(shù)方案

該項(xiàng)目石灰改良方案，石灰為生石灰，主要成分為氧化鈣（CaO），設(shè)置摻量分別為4%、5%、6%，測定不同石灰摻量下改良土最佳含水率、最大干密度、CBR強(qiáng)度，評價石灰改良方案可行性，確定石灰改良施工方案技術(shù)參數(shù)。

（1）為節(jié)約試驗(yàn)時間，該文選擇干土法制備各含水率土樣;各組試樣含水率分別為14%、16%、18%、20%、22%。

（2）擊實(shí)試驗(yàn)。1）各組含水率不同試樣，以5 kg/份打包，燜土36 h;2）分別摻入4%、5%、6%生石灰，立即開展擊實(shí)試驗(yàn)，記錄不同含水率組試樣不同石灰摻量改良土最佳含水率、最大干密度。

（3）CBR試驗(yàn)。1）制備最佳含水率土樣，燜土36 h;2）分別摻入4%、5%、6%生石灰，開展CBR試驗(yàn)，測定最佳含水率下不同石灰摻量改良土CBR強(qiáng)度指標(biāo)。

3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 高液限土的試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1.1 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果與分析

K2+200、K5+200處高液限土擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果見表1。

由表1可知：兩處高液限土干密度、含水率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且最大干密度未達(dá)峰值，表明土樣最佳含水率較低;工程所在地區(qū)氣候濕潤多雨，土體含水量高、細(xì)顆粒比低，不具備翻曬減水條件[3]。

3.1.2 CBR試驗(yàn)結(jié)果與分析

K2+200截面、K5+200截面處土樣CBR試驗(yàn)結(jié)果見圖1、圖2。

（1）土樣含水率相同時，CBR值隨土體壓實(shí)度的降低而減小;土體壓實(shí)度相同時，CBR值隨土體含水率的增加而減小。

（2）K2+200、K5+200處土樣的天然含水率分別為22.8%、23.2%，該含水率下，土體壓實(shí)度即使達(dá)到100%，CBR值也達(dá)不到規(guī)范限值。

3.2 石灰改良處治試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.1 擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果與分析

分別制取三份K2+200處、K5+200處土樣，摻入4%、5%、6%生石灰，得到兩處土樣不同生石灰摻量下的改良土，以K2+200處改良土為例，開展擊實(shí)試驗(yàn)，結(jié)果見圖3～5。

分析圖3～5不同石灰摻量下改良土含水率與干密度相關(guān)關(guān)系，得到不同石灰摻量下改良圖最佳含水率、最大干密度，結(jié)果見表2。

3.2.2 CBR試驗(yàn)結(jié)果與分析

對含水率為28%的K2+200處改良土開展CBR試驗(yàn)，結(jié)果見圖6～8。

分析圖6～8，得到不同石灰摻量下改良土在不同壓實(shí)度下的CBR值，見表3。

由表3可知：（1）生石灰摻量為4%的改良土，壓實(shí)度為93%、94%時，CBR值分別為4.1%、4.2%，可知改良土可用作93、94區(qū)路基填料。

（2）生石灰摻量為5%、6%改良土，壓實(shí)度為96%時，改良土CBR值分別為6.2%、8.3%，可用作93、94、96區(qū)路基填料及96區(qū)下路床填料。

4 試驗(yàn)段工后沉降分析

選擇K6+400～K7+600路段，開展石灰改良試驗(yàn)，設(shè)置正常土質(zhì)作為對照組，比較石灰摻量分別為4%、5%、6%改良土工后沉降數(shù)據(jù)[4-7]。

（1）試驗(yàn)段道路參數(shù)及測點(diǎn)設(shè)置：1）試驗(yàn)段路基填筑高度為80 cm，寬12 m;2）以工后沉降作為主要評價指標(biāo)，測點(diǎn)布設(shè)于道路中線、邊線位置，各石灰摻量下改良土路段、對照路段，中線、邊線設(shè)置點(diǎn)位不少于3點(diǎn)。

（2）相較于對照試驗(yàn)段，4%、5%、6%改良土填筑段，工后沉降明顯偏小，且隨石灰摻量增加，沉降穩(wěn)定時間、累積沉降量均有所減小，結(jié)合其他檢測指標(biāo)數(shù)據(jù)，確定石灰改良方案最佳石灰摻量為6%。

5 結(jié)論

綜上，改良土擊實(shí)試驗(yàn)、CBR試驗(yàn)及試驗(yàn)段工后沉降分析結(jié)果，驗(yàn)證了石灰改良方案在該工程高液限土治理施工的可行性，各石灰摻量下試驗(yàn)段改良土填方路基工后沉降量，均小于正常土質(zhì)填方路基工后沉降，且工后沉降穩(wěn)定期更短;該工程93、94區(qū)路基，可用摻4%改良土填筑;96區(qū)下路床及以下各區(qū)路基，可用摻5%、6%改良土填筑。

參考文獻(xiàn)

[1]肖海生， 蔡楊， 駱鵬飛， 等. 石灰改良廣西地區(qū)高液限土強(qiáng)度分析[A]. 中冶建筑研究總院有限公司. 2021年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會論文集（上冊）[C]. 中冶建筑研究總院有限公司： 工業(yè)建筑雜志社， 2021： 6.

[2]肖斌， 吳斌， 張進(jìn)港. 高液限黏土改良方法試驗(yàn)研究[J]. 山東交通科技， 2021（2）： 64-66+73.

[3]任慶國， 苗蘭弟. 高速鐵路橋梁段無縫線路縱向受力特性分析及工后沉降預(yù)測研究[J]. 甘肅科學(xué)學(xué)報(bào)， 2021（3）： 128-135.

[4]肖海生， 蔡楊， 駱鵬飛， 等. 石灰改良廣西地區(qū)高液限土強(qiáng)度分析[A]. 中冶建筑研究總院有限公司. 2021年工業(yè)建筑學(xué)術(shù)交流會論文集（上冊）[C]. 中冶建筑研究總院有限公司： 工業(yè)建筑雜志社， 2021： 6.

[5]胡宏坤， 邵珠山. 石灰改良高液限土強(qiáng)度特性的函數(shù)模型研究[J]. 中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)， 2021（3）： 109-117.

[6]蔡寧生. 生石灰改良高液限黏土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 西部交通科技， 2015（6）： 8-12.

[7]李智杰. 高塑性高液限土改良填筑路基施工技術(shù)研究[A]. 中國鐵道學(xué)會鐵道工程分會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會. 中國鐵道學(xué)會鐵道工程分會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會第25屆年會暨學(xué)術(shù)交流會論文集[C]. 中國鐵道學(xué)會鐵道工程分會工程地質(zhì)與路基專業(yè)委員會： 中國鐵道學(xué)會， 2016： 6.