安徽沿江地區高液限黏土路基填料施工工藝探索

許 魁，過年生

（安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥230018）

根據規范［1-2］及相關資料，液限大于50%、塑性指數大于26的細粒土為高液限黏土，其不能直接用于路基填料［3］。高液限黏土區的路堤填筑，通常是通過遠距離調運符合要求的填料，或對高液限黏土進行摻石灰改良。遠距離調運填料，不僅增加工程造價，而且影響工期；就地摻石灰改良雖然經濟合理，但施工過程中易出現拌合不均，碾壓成型后路基表面易失水開裂等現象，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量，降低工程造價，節省工期，具有重要的現實意義。

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，上部土層主要為第四系上更新統（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，發現高液限黏土按設計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，施工質量難以滿足工程要求。

3 問題分析

現場發現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，發現半干固態狀態下的高液限黏土強度較高，土塊表面雖干硬但內部較為濕軟，含水量偏大，導致摻改良劑拌合不均，不能徹底消除土體膨脹性，導致路基碾壓成型后，失水開裂。

4 試驗研究及成果應用

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%的土方均為現場挖取的高液限黏土。同時，現場挖取素土堆放，攤鋪厚度約30cm，晾曬時間2周。

根據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 現場工作照片

現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，但未能浸入土體內部，土體顆粒硬度較大，用手碾壓不易破碎。

③摻灰3%

現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，發現摻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進行晾曬了1d，含水量略有降低，其他土樣均為現場挖取直接摻灰燜料。

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

4．4 成果應用

為了節省工期，節約施工成本，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，將水分在室內風干，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，運至施工現場，采用鏵犁結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，基本不再出現表面開裂現象。

5 結論

本文結合施工現場的試驗探索，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，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，既達到了經濟省時效果，又保證了工程質量，可為同類地區路基填筑提供工程經驗參考。

［1］中華人民共和國交通運輸部．公路路基設計規范（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．公路路基施工技術規范（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計院．公路設計手冊——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鍵技術［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．