公路工程中高液限粘土路堤填筑技術分析

齊紅英

【摘 要】隨著近年來隨著我國公路事業的迅猛發展，越來越多的路線穿越高液限粘土區域，引發了許多工程技術問題，如路床翻漿冒泥，邊坡沖蝕溜與滑坡等。本文就對高液限粘土的特點進行了簡要分析，對處治方法及施工工藝等關鍵技術進行了研究。

【關鍵詞】施工；高液限粘土；填筑

Filling Technology of High Liquid Limit Clay Embankment in Highway Engineering

Qi Hong-ying

（Shanxi Road， the new traffic Engineering Limited Taiyuan Shanxi 030000）

【Abstract】With the rapid development of highway industry in China in recent years， more and more routes through the high liquid limit clay area， caused a lot of engineering and technical problems， such as road bed frosting mud， slope erosion and landslides. In this paper， the characteristics of high liquid limit clay were briefly analyzed， and the key technologies such as treatment method and construction technology were studied.

【Key words】Construction；High liquid limit clay；Filling

高液限粘土是指土壤粒徑小于0.075mm，細粒含量大于50%，塑性指數大于26的粘性土，高液限粘土具有含水量高、含有少量的有機質、穩定性極差的特點，給公路施工帶來了一定的難度。因此，對于公路建設中高液限粘土路堤填筑技術的研究顯得尤為重要。

1 高液限粘土改良方法研究

1.1 高液限粘土的性質。

高液限粘土的含水量一般在18%～26%，塑性指數在17到39之間，液限48%～64%，飽和度約95%、塑限從22%到40%，孔隙比在1.13～1.21之間，自由膨脹率一般為35%～48%，干燥收縮率一般為11%一21%。

1.2 高液限粘土的化學改性。

（1）摻加生石灰在高液限粘土中加入適量的生石灰，生石灰與土中離子交換作用，減小了吸附水膜的厚度，在恰當的含水量下壓實，通過壓實發生了一系列的物理力學作用和化學作用。使土粒凝集和凝聚后形成團粒結構，降低了土的塑性，生石灰與土之間發生強烈的結合作用，從而使土的性質發生根本的變化，達到了石灰土的強度，在后期形成結晶結構，提高了土的穩定性及強度。

（2）摻加水泥當用水泥土處理高液限粘土時，水泥顆粒表面的礦物與粘土中的水發生水解和水化反應，生成含水硅酸鈣、氫氧化鈣、含水鋁酸鈣等化合物。氫氧化鈣、含水硅酸鈣溶于水后，使水泥顆粒表面重新暴露出來，再次與水反應，使周圍水溶液達到飽和，新生成物己不能再溶解于水，而是以細分散狀態的膠體析出，懸浮于溶液中，形成膠體。有的水化物與其周圍具有一定活性的粘土顆粒發生離子交換、團粒化作用和硬凝反應；有的自身繼續硬化，成水泥石骨架。

（3）摻加NCS固化劑。

NCS是一種新型復合粘性土固化材料，由石灰，水泥與 “CSA”添加劑組成。它有較好的吸水性與強度，屬于延遲硬化的固化材料。吸水量較生石灰高78%、較水泥高141%，能較好的改善高液限粘土的壓實條件，有良好的固化路基及路面結構層的作用。NCS在處理濕粘土路基，填土壓實與綜合穩定等效果很好，能直接用于穩定濕粘土路面底基層，優于石灰，在軟土地基處理、半剛性基層方面均有廣闊的應用前景，具有良好的技術經濟效益。

1.3 高液限粘土的物理改良。

（1）摻加砂礫。摻砂改良施工更加經濟、環保，施工工藝及質量控制也簡單易行。砂礫摻加量約為10%～30%。在高液限粘土中，摻入適量的中砂或粗砂后，可以有效的改變高液限粘土的粒徑組成比例，使CBR值也明顯增大。摻配砂礫改良后，不僅能改善其各項物理性質指標，還對其開裂有抑制作用。

（2）摻加低液限土。在高液限粘土中摻加低液限土可以提高強度，減少土質的收縮應變。低液限土改良法的摻加量為30%～50%，大于砂礫摻加量。

2. 高液限粘土的處治

2.1 換土。

換土法是高液限粘土路基處理中最簡單而又有效的方法。挖除高液限粘土，填入非高液限粘土。在一定深度以下的高液限粘土含水量不受外界氣候條件的影響為臨界深度，由于各地的氣候不同，各地區高液限粘土的臨界深度和臨界含水量也有所不同，故換土深度要考慮到當地氣候特點確定。

2.2 改良處治。

在高液限粘土中摻加添加劑降低其膨脹性和含水量，增加粘土強度和穩定性。常用的添加劑有無機結合料（如石灰、、NCS等）和粗粒料（如礦渣、砂礫料等）。添加劑的選用應根據公路設計等級和實地試驗確定。

2.3 包蓋處治。

包蓋處理能解決高液限粘土干燥易開裂、雨后強度低等不良性質，避免路基的開裂。高液限粘土路堤靠近邊坡暴露面的那部分土的含水量蒸發快于中間的土體的含水量蒸發速度。

3. 利用改良土或土工織物將高液限粘土路基進行包蓋處治可以控制高液限粘土含水量變化而引起的脹縮變形，降低外界大氣對地基含水量的影響，隔絕了高液限粘土與外界大氣直接接觸，減少了高液限粘土內部的濕度遷移，從而加固高液限粘土路堤。包邊的普通土與高液限粘土部位的工后沉降差必須小于4%。

3.1 施工準備。

施工前，應進行實地采樣，按《公路土工試驗規程》確定原土的性質，進行必要的含水量試驗，顆粒分析試驗，重型擊實試驗、界限含水量試驗、承載比（CBR）試驗。確保填筑表面的平整度和壓實度符合要求。

3.2 攤鋪及整平。

鋪筑順序應根據地下水位確定。地下水位高時，要先鋪砂，后填土，再拌和；地下水位低，應填土，后鋪砂，再拌和。通過實驗確定松鋪系數，計算出卸土的間距，并用石灰劃記，嚴格控制土層厚度，避免攤鋪不均勻。攤料前要將尺寸過大的顆粒及其他雜物清除。及時檢測土的含水量，嚴格控制含水量在最佳含水量以內。土攤鋪均勻后，要用平地機嚴格按規定的縱坡和路拱進行初步整平和整型。

3.3 拌和及整型。

采用旋耕機和多燁犁相結合確保拌和均勻，拌和前先將鋪好砂的土翻拌兩遍，使砂分布到土中。第一遍由路中心開始，慢速前進，將混合料向中間翻，第二遍從兩邊開始，將混合料向外側翻，后面的兩遍應翻犁到底，并隨時檢查調整翻犁的深度，使穩定土層全部翻透。防止翻犁過深或過多破壞下層的表面，混合料拌和均勻后應色澤一致。混合料拌和均勻后，立即用平地機初步整平和整型。對于局部低洼處，用人工將用新拌的砂土混合料進行找補整平。

3.4 碾壓。

混合料達最佳含水量時，由試驗段的具體情況確定的壓實機械，嚴格按照壓實工藝進行碾壓。先靜壓，再振壓。碾壓時，一般重疊1/2輪寬，路基的兩側要多壓幾遍。在碾壓過程中，如有松散、彈簧、起皮等現象，應及時處理，使其達到質量要求。

4. 高液限粘土化學改良法施工技術

4.1 施工放樣。

由路基高度、實測高程、施工地段施工期的沉降值和路基邊緣壓實的加寬值，考慮到路基沉降、路基削坡等進行施工放樣，以確定路基的填筑邊線，并做好標明，確保填筑時卸料到位。砂化土要由專人指揮到指定位置卸料，然后用推土機初平，并用平地機精平檢測含水量，當含水量偏大時要進行翻曬，含水過少時應用灑水車進行補水，直到若含水量接近最佳含水量才能進行下道工序。

4.2 拌和。

先用樺犁結合圓盤耙及旋耕機進行翻拌，使灰土層拌和均勻，顏色一致，無灰條、灰斑。再用路拌機拌和，粉碎，進一步降低顆粒大小下。拌和必須進行到灰土均勻、顆粒大小符合設計和規范要求為止，一般2～3遍即可工。

4.3 穩壓、整型。

在施工層含水量符合要求后用推土機履帶快速穩壓一遍，再用平地機整平。穩壓和整平過程交錯重復進行，防止本層土施工的不均勻。整平成型至要求的縱橫坡度為路床80cm以下整型為3%的橫坡；進入路床80cm范圍時，再逐層調整至設計橫坡，以便于施工排水。

4.4 碾壓。

按照鋪筑試驗段確定的機械組合和碾壓程序，采用振動壓路機和三輪壓路機進行碾壓。碾壓時速控制在1.5～1.7Km，碾壓遍數一般為4～6遍，最終碾壓遍數以滿足相應層要求的壓實度為準。

5. 結語

總之，對于路基填筑，高液限粘土的使用應嚴格按照規范要求施工，由于高液限粘土應用的規定存在著局限性，要根據實際路況及設計要求制定不同施工方案以確保公路質量。

參考文獻

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