高液限土路基填筑施工控制

高液限土路基填筑施工控制

作者：吴江苹

来源：《管理观察》2009年第32期

摘 要:高液限土由于其高胀缩性而被现行规范使用,基于高液限土含水量大,路基施工中控制方法比较困难,本文介绍了采用稠度和密实度进行控制的方法,在施工中得到良好应用,实践表明,在不加外掺剂条件下,直接利用高液限土填筑路堤,在技术上是可行的。 关键词:高液限土 路基填筑 施工控制 引 言

公路路基施工技术规范规定液限(%)大于50的细粒土为高液限土,且规定液限大于50,塑性指数大于26的土不适于作为路基填料。

而我国某些地区高液限土较多,无适宜的路基填料,为避免远距离取土,采用高液限土进行路基填筑无法避免。在工程实践中,采用室内重型击实标准得到的最大干密度(?籽dmax),最佳含水量(?棕dmax)指导路基填筑,出现压实度不易控制。且碾压后路基表面出现干裂、起皮等不良现象.造成路基质量隐患。经过试验和工程实践.结合高液限土各个状态碾压特性状况,把该种填料的含水量控制在稠度(?棕c)一定范围内,并依此稠度通过室内击实求得干密度,据此干密度进行现场压实度控制.这样在路基碾压一定遍数后.填土所含空气体积率已很小,且含水量适当,在短期的暴露时间内不会出现由于水份蒸发而造成填层表面开裂、起皮等不良现象。某工程采用此控制方法填筑的高液限土路基质量良好。

1.工程概况

某公路路线长11.4 km,路基填土总数量为220万m3 ,土方用量很大。其中K2+500～K8+100段为挖方路段,最大开挖深度可达8.7 m,总开挖土方数量约为49万 m3 。土的基本物理力学性质见表1。该土属于由花岗岩风化成的残坡积土,呈棕红夹灰白色,成分主要由黏粒和石英砂构成,液限和塑限均很高,塑性指数也很大,属于典型的高液限黏土。在重型击实标准下,其浸水CBR值不能满足150 cm以下路堤填料强度CBR>3.0的规定。

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为了合理利用高液限土填筑路基,节省投资,保护环境,下面从高液限土水稳定性差的本质原因人手,论证以浸水CBR最佳强度控制高液限土最佳压实状态的科学性,并研究控制最佳压实状态的方法。

2.1挖方段路槽换填 2.1.1换填无级配碎石

对于地下水位高、土层天然含水量高、土质CBR值小于8的高液限土地段一般进行换填厚50cm无级配碎石处理,土质特差地段底层增加换填30cm砂砾,同时增设纵向和横向带软式渗水管碎石盲沟,加强路基排水,降低地下水位,提高路床承载能力。填筑无级配碎石施工采用“三阶段,八流程”施工模式,尾工阶段顶面整修采用小颗粒碎石掺加石粉、整平、洒水、碾压密实。高液限土路堑处理示意图如图1。

2.1.2换填掺“康耐”改良后的高液限土

该方案工艺原理同换填无级配碎石方案,要求换填深度不小于80cm,底层铺设30cm砂砾排水垫层,砂垫层表面铺设一层土工布,加深带软式透水管纵向和横向碎石盲沟,要求的盲沟深度低于砂垫层80cm,加强路基排水,降低地下水位,防止地下水浸泡路床,提高路床的承载能力。该方案适用于潮湿、中湿路堑地段路床改良,不宜用于过湿地段。路床要求的压实度不小于95%,土质填料CBR值不小于8,为保证改良后的填料质量,要求原材料选用砂粒含量高的高液限土,技术指标满足:液限>50,塑性指数>26,粒径小于0.074cm的细颗粒含量 2.2路堤填筑

2.2.1不改良土质直接改进施工工艺填筑路堤该方案适合旱季采用高液限土填筑90区路堤,要求高液限土各项指标满足:液限>50,塑性指数>26,粒径小于0.074cm的细颗粒含量

路堤填筑施工采用“三阶段,八流程”施工模式。准备阶段地基整平、填前碾压密实后,铺设50cm的砂砾垫层,再进行高液限土填筑。施工阶段两侧边坡与高液限土填筑同步进行厚lOOcm的粗粒土包边并碾压密实,填筑的高液限土路堤上层采用200cm厚的粗粒土进行封面。高液限土填筑路堤示意图如图2。

2.2 最佳压实状态的技术路线

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本文制定以下技术路线:(1)在稠度为1.0～1.3范围内,用湿法对高液限土制备不同含水率的系列土样,相邻两组土样的含水率差以2.0% 为宜;(2)依据《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999),按重型击实功3×14、3×22、3×41、3×60、3×79和3×98这样六种组合;(3)进行不同含水率、不同击实功下的CBR浸水前、后系列化试验,对比分析浸水前后土体的强度、变形等特性;(4)根据每一个击实功下的浸水CBR一W 关系曲线,找出浸水CBR>3.0或>4.0的含水率范围,作为现场用土的含水率范围;⑤根据现场施工工艺试验,确定合适的最佳机具、碾压方式和碾压遍数等碾压参数,使路基土达到最佳压实状态。 2.3 高含水量土的压实

土在碾压过程中,除了使土块相互靠近,同时,还使土中的空气率逐渐减少而达到密实,但要想通过增加碾压遍数将土中的空气完全挤出是不可能的。相反,过碾会使土中孔隙空气不能及时排出,空气受到压缩,使土中的内压应力增加导致产生很多裂缝,破坏了土的结构,出现“弹簧”现象,降低了承载力。稠度为1.0～1.1的潮湿粘土,如采用重型击实标准压实很易形成“弹簧土”。根据交通部科学研究所研究的资料表明,这类土即使晒干,按重型击实标准压实后,本身极不稳定,当外来水或湿气浸入后,土的含水量很快增加,密实度和强度也随之降低,待稠度达到1.0～1.1的范围时,土体的含水量才趋于稳定,从而形成一个稳定的结构层。故这类土采用重型击实标准是无益的,而用轻型击实标准较适宜。对高含水量粘性土不符合在最佳含水量情况下,压实设备工作质量越大越好的规律。压实功过大会导致土体内部产生剪切破坏。因此,宜将压实层减薄,如每层压实厚度15～20 cm,这也有利于对高含水量土的翻晒和碾压,压实机具以轮胎压路机效果最好。 3.结束语

通过高液限土处理的施工实践,施工方案的技术经济比较分析,笔者认为虽然掺“康耐”场拌法施工较其它方案经济成本稍高一些,但该方案与换填方案和掺砂改良方案相比可节约大量的对外协调时间;该方案路基水稳性好,修筑的路基长期使用性能优良,可减少道路病害,节省目后的道路养护费用;利用高液限土不用产生大量弃方,减少对周围环境的破坏。

参考文献:

[3] JTG D30-2004,公路路基设计规范[s].

[8] JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[s].

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[9] JTGFIO-2OO4,公路路基施工技术规范(送审稿)[s].