高速公路高液限粘土路基的改良及其施工技术

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1、高速公路高液限粘土路基的改良及其施工技术摘要：结合某新建高速公路，提出掺加水泥改良高液限粘土。通过现场试验，总结出掺加3%或4%水泥改良后的高液限粘土可用于路基不同压实区的填筑，同时提出了高液限粘土路基施工技术。关键词：高液限粘土改良压实填筑弯沉高液限粘土广泛分布于我国南方地区,是路基施工中经常遇到的一类不良填土。这类粘性土具有明显的塑性,对水的敏感性特别强。由于自身特点,使得这类粘土路基的固结性、渗透性差,达到固结稳定的时间一般需要几年或更长时间,这对工期要求紧张的工程是不可行的。同时,固结沉降使得粘土路基的稳定性差,严重影响施工后路基质量。1.工程概况该高速公路沿线有多处处于高液

2、限粘土地段，我们选取典型地段进行室内试验得到高液限粘土的基本物理性质(如表1-1所示)：液限多在60以上，部分路段高达80左右，塑限24～37，天然含水量过大，最佳含水量为15.5%～17.2%，CBR值过低，当地的气候湿润多雨，土质保水性能好。即使有好的天气来晾晒，也必然严重影响工期，造成大量的人员、设备闲置，使下一步施工错过良好的施工季节。这种土填筑路基压实成形后，会出现大面积的干缩裂缝，遇水严重影响路基的稳定性，在公路使用阶段，可能导致路面龟裂破坏，进一步造成路面面层断裂塌陷。按规范要求高液限粘土不能直接用于路基填筑，原设计方案作弃方处理。但弃方量较大会占用大量农田，并且借土会

3、增加工程费用，使施工工期加长，且会对生态环境造成较大的破坏。因此，为减小占地、节约费用，对部分高液限粘土改良后用于路基填筑。现场高液限粘土工程性质表1-1土样编号天然含水量/%液限/%塑限塑性指数最大干密度/(g·cm3)最佳含水量/%压实度CBR90939598100124.962.024.0381.7515.53.24.65.76.37.7230.149.028.420.61.7816.44.75.66.279.3328.260.830.929.91.7216.834.35.38.310.3424.379.537.5421.8117.23.34.35.55.78.9526.263

4、.633.030.61.7316.735.25.77.98.62.高液限粘土路基的改良(1)高液限粘土路基改良的必要性路线所经区域主要的不良土层为弱～中等膨胀性高液限粘土，不良土层基本位于挖方路堑地段，而高液限粘土的强度低，一般达不到规范的强度(CBR值)要求，不能作为路堤填料。方案设计时把具有弱膨胀性的高液限粘土用作路基填土，中等膨胀性的高液限粘土改性后使用，挖方段路床采取超挖换填的方法，但在施工中发现沿线没有合适的直接用于路堤填筑的土源，不得不用沿线的高液限粘土来填筑路堤，但是因其高含水量使得路基压实度难以保证，特别是路床部分的弯沉指标更难以满足要求。表1-2是沿线所用取土场的各

5、项土质指标和压实度、弯沉值表，从表中可以看出，工程中的高液限粘土相关技术指标不满足工程要求，必须进行处治后方可使用。沿线所用取土场各项土质指标和压实度、弯沉值表表1-2取样桩号液限(%)塑性指数(%)最大干密度(%)压实度(%)弯沉值(1/100mm)K3500+42046.826.81.768729046.226.31.7484300K3500+60042.922.01.78926041.719.71.7182270K3500+90034.526.51.738628734.225.21.7583300K3501+18057.3281.739025057.027.91.7289292

6、K3501+60055.326.91.698628154.927.61.6682269K3501+90036.827.41.637932036.227.21.7083297K3502+10052.526.71.668628551.927.01.6984294(2)高液限粘土改良方案目前用的较多改良方案是生石灰改良和水泥改良。但由于沿线生石灰较少而且价格昂贵，使用石灰改良在经济上不可行，所以在设计改良方案时，仅考虑使用水泥进行改良。高液限粘土均处于路基挖方段。土性改良时，不仅要保证用于填方段的土体满足要求，还要保证高液限粘土挖方段的路床满足压实度与弯沉的要求，所以试验段选择在路基挖方路

7、段。地表表面附近高液限粘土含水量大于地面以下含水量，但地下水位以下含水量又逐渐增大，有时甚至大于地表含水量。因高液限粘土在挖方段路基含水量差异较大，若将所有高液限粘土全部改良后用于路基填筑，势必大大增加改良费用，所以从经济方面考虑将含水量大于24%的高液限粘土作弃方处理，仅改良含水量小于24%的土体。选取120m高液限粘土路段，路床面下超挖50cm，分别使用3%、4%的水泥土分两层回填压实。具体试验方案如图1所示。图1试验方案(3)改良效果评价高液限粘土改