浅谈公路建设中高液限粘土路堤填筑技术

浅谈公路建设中高液限粘土路堤填筑技术　　摘要：近年来随着我国公路事业的迅猛发展，越来越多的路线穿越高液限粘土区域，引发了许多工程技术问题，如路床翻浆冒泥，边坡冲蚀溜与滑坡等。本文就对高液限粘土的特点进行了简要分析，对处治方法及施工工艺等关键技术进行了研究。关键词：施工；高液限粘土；填筑Abstract:alongwiththerecentyearswiththerapiddevelopmentofhighwayinChina,moreandmoreroutesacrossthehighliquidlimitclayregion,causingmanyengineeringproblems,suchasroadmudding,slopeslipandlandslideerosion.Inthispaper,abriefanalysisofthecharacteristicsofhighliquidlimitclay,thekeytechniqueofthetreatmentmethodandconstructiontechnologyarestudied.Keywords:Constructionofhighliquidlimitclay;filling;中图分类号：U415.6文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）7 高液限粘土是指土壤粒径小于0.075mm,细粒含量大于50%，塑性指数大于26的粘性土，高液限粘土具有含水量高、含有少量的有机质、稳定性极差的特点，给公路施工带来了一定的难度。因此，对于公路建设中高液限粘土路堤填筑技术的研究显得尤为重要。1高液限粘土改良方法研究1.1高液限粘土的性质高液限粘土的含水量一般在18%～26%，塑性指数在17到39之间，液限48%～64%，饱和度约95%、塑限从22%到40%，孔隙比在1.13～1.21之间，自由膨胀率一般为35%～48%，干燥收缩率一般为11%一21%。1.2高液限粘土的化学改性（1）掺加生石灰在高液限粘土中加入适量的生石灰，生石灰与土中离子交换作用，减小了吸附水膜的厚度，在恰当的含水量下压实，通过压实发生了一系列的物理力学作用和化学作用。使土粒凝集和凝聚后形成团粒结构，降低了土的塑性，生石灰与土之间发生强烈的结合作用，从而使土的性质发生根本的变化，达到了石灰土的强度，在后期形成结晶结构，提高了土的稳定性及强度。7 （2）掺加水泥当用水泥土处理高液限粘土时，水泥颗粒表面的矿物与粘土中的水发生水解和水化反应，生成含水硅酸钙、氢氧化钙、含水铝酸钙等化合物。氢氧化钙、含水硅酸钙溶于水后，使水泥颗粒表面重新暴露出来，再次与水反应，使周围水溶液达到饱和，新生成物己不能再溶解于水，而是以细分散状态的胶体析出，悬浮于溶液中，形成胶体。有的水化物与其周围具有一定活性的粘土颗粒发生离子交换、团粒化作用和硬凝反应；有的自身继续硬化，成水泥石骨架。（3）掺加NCS固化剂NCS是一种新型复合粘性土固化材料，由石灰，水泥与“CSA”添加剂组成。它有较好的吸水性与强度，属于延迟硬化的固化材料。吸水量较生石灰高78%、较水泥高141%，能较好的改善高液限粘土的压实条件，有良好的固化路基及路面结构层的作用。NCS在处理湿粘土路基，填土压实与综合稳定等效果很好，能直接用于稳定湿粘土路面底基层，优于石灰，在软土地基处理、半刚性基层方面均有广阔的应用前景，具有良好的技术经济效益。1.3高液限粘土的物理改良（1）掺加砂砾。掺砂改良施工更加经济、环保，施工工艺及质量控制也简单易行。砂砾掺加量约为10%～30%。在高液限粘土中，掺入适量的中砂或粗砂后，可以有效的改变高液限粘土的粒径组成比例，使CBR值也明显增大。掺配砂砾改良后，不仅能改善其各项物理性质指标，还对其开裂有抑制作用。7 （2）掺加低液限土。在高液限粘土中掺加低液限土可以提高强度，减少土质的收缩应变。低液限土改良法的掺加量为30%～50%，大于砂砾掺加量。2高液限粘土的处治2.1换土换土法是高液限粘土路基处理中最简单而又有效的方法。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气候条件的影响为临界深度，由于各地的气候不同，各地区高液限粘土的临界深度和临界含水量也有所不同，故换土深度要考虑到当地气候特点确定。2.2改良处治在高液限粘土中掺加添加剂降低其膨胀性和含水量，增加粘土强度和稳定性。常用的添加剂有无机结合料(如石灰、、NCS等)和粗粒料(如矿渣、砂砾料等)。添加剂的选用应根据公路设计等级和实地试验确定。2.3包盖处治7 包盖处理能解决高液限粘土干燥易开裂、雨后强度低等不良性质，避免路基的开裂。高液限粘土路堤靠近边坡暴露面的那部分土的含水量蒸发快于中间的土体的含水量蒸发速度。利用改良土或土工织物将高液限粘土路基进行包盖处治可以控制高液限粘土含水量变化而引起的胀缩变形，降低外界大气对地基含水量的影响，隔绝了高液限粘土与外界大气直接接触，减少了高液限粘土内部的湿度迁移，从而加固高液限粘土路堤。包边的普通土与高液限粘土部位的工后沉降差必须小于4%。3.1施工准备施工前，应进行实地采样，按《公路土工试验规程》确定原土的性质，进行必要的含水量试验，颗粒分析试验，重型击实试验、界限含水量试验、承载比(CBR)试验。确保填筑表面的平整度和压实度符合要求。3.2摊铺及整平铺筑顺序应根据地下水位确定。地下水位高时，要先铺砂，后填土，再拌和；地下水位低，应填土，后铺砂，再拌和。通过实验确定松铺系数，计算出卸土的间距，并用石灰划记，严格控制土层厚度，避免摊铺不均匀。摊料前要将尺寸过大的颗粒及其他杂物清除。及时检测土的含水量，严格控制含水量在最佳含水量以内。土摊铺均匀后，要用平地机严格按规定的纵坡和路拱进行初步整平和整型。3.3拌和及整型7 采用旋耕机和多烨犁相结合确保拌和均匀，拌和前先将铺好砂的土翻拌两遍，使砂分布到土中。第一遍由路中心开始，慢速前进，将混合料向中间翻，第二遍从两边开始，将混合料向外侧翻，后面的两遍应翻犁到底，并随时检查调整翻犁的深度，使稳定土层全部翻透。防止翻犁过深或过多破坏下层的表面，混合料拌和均匀后应色泽一致。混合料拌和均匀后，立即用平地机初步整平和整型。对于局部低洼处，用人工将用新拌的砂土混合料进行找补整平。3.4碾压混合料达最佳含水量时，由试验段的具体情况确定的压实机械，严格按照压实工艺进行碾压。先静压，再振压。碾压时，一般重叠1/2轮宽，路基的两侧要多压几遍。在碾压过程中，如有松散、弹簧、起皮等现象，应及时处理，使其达到质量要求。4高液限粘土化学改良法施工技术4.1施工放样由路基高度、实测高程、施工地段施工期的沉降值和路基边缘压实的加宽值，考虑到路基沉降、路基削坡等进行施工放样，以确定路基的填筑边线，并做好标明，确保填筑时卸料到位。砂化土要由专人指挥到指定位置卸料，然后用推土机初平，并用平地机精平检测含水量，当含水量偏大时要进行翻晒，含水过少时应用洒水车进行补水，直到若含水量接近最佳含水量才能进行下道工序。4.2拌和先用桦犁结合圆盘耙及旋耕机进行翻拌，使灰土层拌和均匀，颜色一致，无灰条、灰斑。再用路拌机拌和，粉碎，进一步降低颗粒大小下。拌和必须进行到灰土均匀、颗粒大小符合设计和规范要求为止，一般2～3遍即可工。4.3稳压、整型7 在施工层含水量符合要求后用推土机履带快速稳压一遍，再用平地机整平。稳压和整平过程交错重复进行，防止本层土施工的不均匀。整平成型至要求的纵横坡度为路床80cm以下整型为3%的横坡;进入路床80cm范围时，再逐层调整至设计横坡，以便于施工排水。4.4碾压按照铺筑试验段确定的机械组合和碾压程序，采用振动压路机和三轮压路机进行碾压。碾压时速控制在1.5～1.7km，碾压遍数一般为4～6遍，最终碾压遍数以满足相应层要求的压实度为准。5结语总之，对于路基填筑，高液限粘土的使用应严格按照规范要求施工，由于高液限粘土应用的规定存在着局限性，要根据实际路况及设计要求制定不同施工方案以确保公路质量。7