连云港科晶交通工程检测有限公司 江苏连云港 222000
摘要：高液限粘土在我国部分区域分布较多，能够对其进行一定的处治，合理利用好高液限粘土，避免高液限粘土的大量废弃，不但减少了弃方数量，保护沿线环境，还可有效地控制工程建设成本。某高速公路第11合同段的沿线高液限粘土的填挖方路段，实施包芯处治及土工合成材料处治的处治措施，可以达到路基路面设计对于路基土体强度和稳定性的要求，而且经济效益显著，可以为同类工程提供一定的借鉴。
关键词：高液限土；高速公路；包芯处治；土工合成材料处治；处治措施
高液限黏土区的路堤填筑，如何有效降低高液限黏土的含水量，是施工中亟待解决的重要问题之一，其对保证路基填筑质量，降低工程造价，节 省 工期，具有重要的现实意义。本文结合施工现场的试验探索，提出将高液限黏土离水晾晒，２次掺灰焖料，有限地降低了填料的含水量，合理选用填料拌合遍数，控制压实标准及摊铺厚度，有限度地解决了高液限黏土路基施工过程中出现的不易破碎压实、碾压成型后表面易失水开裂等问题，既达到了经济省时效果，又保证了工程质量，可为同类地区路基填筑提供工程经验参考。
1工程概况
某高速公路主线全长129km，设计行车速度为100km/h，路基宽度为26m，为双向四车道，其中桥涵设计荷载为公路I级。
本施工段为某高速公路的第11合同段（K100+853一K113+100），全长12.247km。路面结构形式为：透层、勃层、封层，设计面层结构为：4cm厚的细粒式（AC-13C）改性沥青混凝土上面层，6cm厚的中粒式（AC-20C）改性沥青混凝土中面层，8cm厚的粗粒式（AC-25）沥青混凝土下面层，1 cm厚的沥青碎石封层。基层结构为：20cm厚的5%水泥稳定级配碎石基层，35cm厚的3.5%水泥稳定级配碎石底基层。垫层结构为20cm厚的级配碎石垫层。
2土样试验
对第11工程合同段的挖方土源以及填方土样进行取样，土样颗粒分析采用筛分法，用烘干法测定土样含水率，液塑限联合测定法测定土样的液塑限值，使用重型击实仪测定土体的最佳含水率和最大压实度，其试验结果如表1、表2和图1、图2所示。
.png)
.png)
.png)
图1 细粒土分类塑性图
通过土的击实曲线可知，该土体土样的最大干密度ρdmax为1.81g/cm3，所对应的最佳含水率。ωop为18.4%。通过液塑限试验结果与土体塑性图（见图1）的比对，发现此路段处于高液限赫土区内。
.png)
图2 土的击实曲线
3高液限乳土填筑路基的常见问题
由于本工程段高液限勃土大多数为颗粒粒径小于0.075mm的细粒土，毛细水上升高度大，且因土中的矿物质带有较多的负电荷，亲水性较强，在水环境中的土粒结合水膜的厚度较大，故高液限勃土的渗透系数低、透水性较差，毛细上升速度慢。高液限勃土在干燥时干密度小、孔隙率大，坚硬，不易挖掘，也不易压实。本路段的天然含水率是最佳含水率的1.64倍，不经晾晒或干燥处治很难进行压实。
直接将高液限薪土用于高速公路路基填筑时，会出现以下一系列常见问题。
（1）由于高液限勃土的天然含水率比其最佳含水率要大，通过正常的碾压难以达到规定的压实度，如果碾压时采用的压实功率太大又会导致土体产生剪切破坏。
（2）高液限豁土的干缩性很大，在晾晒时随着含水率的下降会导致表面产生裂纹，使得路基的整体强度降低。
（3）高液限勃土不经处理直接压实以后路基极为不稳定，由于高液限豁土多具有一定的膨胀性，在吸收水分以后土体含水率提升，强度降低，路基发生一定膨胀。在土体自重以及车辆荷载的作用下，路基易发生横向变形、不均匀沉降等现象，最后导致路基开裂。因此，雨季施工时需要注意路基排水，排水不及时就会导致翻浆、车辙、边坡坍塌等路基病害。
4高液限钻土的常用处治措施
根据《公路路基施工技术规范》（JTG F10-2006）的要求，高液限土若不采用合理的处治措施，不能直接作为路基填筑材料。由于高液限戮土的颗粒粒径以细粒土为主，具有一定的膨胀性，天然含水率较高，浸水以后的强度与稳定性降低，因此会出现难以压实、翻浆、边坡坍塌等病害。
针对高液限豁土的不良工程特性，对其进行处治以改变其工程性质，使其达到规范所要求的路基强度及稳定性的要求
4.1换填土法
换填土法是将原有的高液限豁土挖出废弃，换填成符合工程要求的非高液限勃土或砂砾土，这是对高液限赫土最根本的处治方案，也是最简单有效的方案。
4.2包芯及土工合成材料处治
包芯处治是将路基的两侧包边，路基顶部使用30 -40cm的掺灰改性土加以封闭、底部采用30 - 40cm的砂砾透水层封闭。该种处治方式可以尽量减少土体的含水率受外界的影响，进而控制因高液限赫土含水率变化而引起的缩胀变形
通过铺设土工格栅等辅助手段可以提高地基承载力，同时具有良好的排水效果，使路基形成一个稳定的具有一定强度的不被水浸入破坏的整体，防止高液限豁土遇水软化，改善路基毛细管排水，有效地防止地下水上升对路基的侵害。
4.3掺砂或砂性土等粗粒料处治
在高液限勃土中掺加一定比例的砂砾等粗粒料，可以改变土体的颗粒组成比例，使得大粒径颗粒的比例提高，并在土体中起到骨架作用，以此削弱细粒土对土体性质的影响，使得级配均匀，以此改善土体的工程特性。
4.4掺灰改良
掺灰改良是将一定的无机结合料（如水泥、粉煤灰、石灰、NCS固化剂等）与土均匀拌和，使其发生一系列物理化学反应，具体如下。
（1）将水泥和高液限翰土拌和时，水泥颗粒与高液限豁土中的水分发生水解和化学反应，生成的各种水泥水化物自身硬化，形成水泥石骨架，从而提高了水泥土的强度和稳定性。
（2）粉煤灰与高液限薪土拌和后，其中具有活性的工业废料和一部分矿物与高液限豁土发生一系列的物理化学反应，形成胶结状结晶体，对高液限勃土起胶结作用，提高了粉煤灰改良土的工程特性。
（3）在高液限薪土中掺人适量的石灰，在最佳含水率的情况下进行压实，会发生一系列的物理化学反应，使得土的性质发生根本性改变，以此提升土的强度。
（4）NCS固化剂是一种对不同软弱土质进行稳定加固的新型加固材料，将NCS固化剂加人高液限戮土，除了具有石灰处治土的改良效果以外，还可以进一步使NCS固化剂与土粒发生物理化学变化，增强土体的可压实性，进一步提高路基土的强度和稳定性。
5处治措施的方案比选
通过对常用的高液限勃土处治方案进行比较（见表3），结合本工程路段的经济技术条件，选出适合本工程路段的最佳处治方法。
表3 几种处治方式的经济技术比较
.png)
针对本工程路段的工程实际情况，结合几种高液限戮土处治方式的经济技术情况进行比选，为节省建设成本，节约工程占地，并考虑到经济环保，充分利用可以使用的高液限豁土，减少借土填方以及减少土石借方。经过经济技术方面的综合比选，本工程合同路段决定使用包芯处治及土工合成材料处治的方法对高液限勃土路基进行处治。
结术语
高液限粘土在我国部分区域分布较多，能够对其进行一定的处治，合理利用好高液限粘土，避免高液限粘土的大量废弃，不但减少了弃方数量，保护沿线环境，还可有效地控制工程建设成本。某高速公路第11合同段的沿线高液限粘土的填挖方路段，实施包芯处治及土工合成材料处治的处治措施，可以达到路基路面设计对于路基土体强度和稳定性的要求，而且经济效益显著，可以为同类工程提供一定的借鉴。
参考文献：
[1]JTG F10-2006，公路路基施工技术规范[S].
[2]JTG E40-2007，公路土工试验规程[[S].
[3]左劫.高液限土在路基工程中的应用[[J].公路与汽运，2008（4）：130-131.
[5]王亚辉，谢德美.高液限红粘土在路基施工中的应用 [J].人民长江，2008，39（9）：95-98.
[6]沈康鉴，喻自祥．高液限土改性剂施工含水量、施工工艺的研究［Ｊ］．公路，2009.2（2）：149-153