高液限土路基（精选十篇）
高液限土路基 篇1
笔者参加的道路施工设计中, 局部路段遇到了大量高液限土, 为了有效降低工程建设成本和推进工程施工进度, 公司和研究所合作, 开展了高液限土路基施工填筑的技术研究, 以便确定高液限土用于道路的路基填筑范围, 摸索总结最佳的施工工艺和可行的质量控制标准, 使现有的高液限土填筑路基达到最佳的稳定状态。使用高液限土作为路基填料有两中情况, 一种是可以满足路基的填筑要求的, 另一种是必须进行改良的。本文就这两种情况下的填筑方法进行一些探讨。
1. 石灰改良的高液限土路基的填筑案例
1.1 路基工程概况
1.1.1 工程概况:
城市Ⅰ级主干道, 路基宽40m, 标段线长6.9Km。
1.1.2 地形地貌:
丘陵地带, 海拔标高55—95m。
1.1.3 工程地质:
路线位于“衡阳红层盆地”内, 穿越地层较多, 岩土性状相对变化较大, 其中坡积粘土、残积粘土, 厚度为0.4—11.6m, 力学强度低, 压缩性高, 多为高液限土 (粘粒含量一般为30%—70%;塑性指数Lp=25%—50%;液限WL=50—70%;饱和度Sr一般大于80%;孔隙比一般超过0.90, 个别达2.0) 。
1.2 掺灰方案
上述土源作为城市Ⅰ级主干道路基的填筑材料, 是很难达到设计要求的强度、刚度和稳定性的, 故必须进行掺灰处理, 以达到改良土性、提高路基承载能力的目的。因此设计文件要求, 针对路基的不同部位, 分别掺入6%、7%、8%、10%的石灰。根据设计要求, 当路基填筑高度高于2.2m, 上路床 (路槽下0—30cm) 采用掺灰量为8%的掺灰土填筑, 下路床 (路槽下30—80cm) 采用掺灰量为7%的掺灰土填筑, 以下至原地面均采用掺量为6%的掺灰土填筑;当路基填筑高度低于2.2m, 上路床采用掺量为10%的掺灰土填筑, 下路床采用掺量为8%的掺灰土填筑, 以下至原地面均采用掺量为6%的掺灰土填筑。
1.3 施工工艺
1.3.1 闷灰:挖掘机将土挖出堆放, 漓水2—3天, 一般可将平均含水量降低到30%左右。然后掺入设计石灰剂量的60%—70% (采用未消解石灰即块灰, 质量必须达到三级以上, 一般情况下, 土的塑性指数越大第一次掺灰比例越高) , 然后一层土 (一般厚度为40—50cm) 一层石灰, 再铺一层土, 再上一层石灰, 直至一堆土和相应的需要掺入的石灰都用完。后用挖掘机翻拌堆高, 闷灰48小时。再将剩余的30%-40%生石灰撒在灰土堆上翻拌堆高, 闷灰24小时 (二次掺灰过程也可以在路基上进行, 只需翻拌) 。若施工场地允许, 可以在清表后, 将石灰均匀地撒在地面上, 然后采用挖掘机挖出一定深度的土层或用铧犁初步翻拌后再采用挖掘机挖出 (或推土机推出) 后堆放闷灰。此过程可以利用生石灰消解的过程吸收天然土中的部分水分, 消解热可以加速高液限粘土的改性过程, 同时省却了石灰消解的步骤, 减少了部分费用, 降低了环境污染。
1.3.2 倒堆:通过二次翻拌, 土粒表面基本包裹着石灰, 但是土的粒径在15—30cm的还有30%左右, 必须用大吨位的推土机倒堆, 要求分层推, 边推边堆, 同时利用履带碾压较大的土块, 使石灰进入土块内部。
1.3.3 土的翻拌及破碎。
1.3.4 碾压成型及报验最后检测含水量、灰剂量、压实度, 测量标高、路基中桩坐标、路基宽度等, 合格后报验。注意事项:含水量控制是掺灰土施工的关键所在, 路堤填筑施工中的大部分工序都是围绕着降低填筑土的含水量展开的, 而含水量控制又往往与土的性质、天气因素和施工工艺有关。该工程地区地下水位比较高, 一般埋深在10—30m左右, 从取土坑挖出的土基本都属饱和土, 天然含水量高达40%—50%, 通过堆高漓水, 表面含水量可下降至30%左右, 而土堆内部可降至35%左右。因此再去除10%—15%水分要通过采取一系列措施来达到。首先是通过掺灰。在6%掺灰量下, 生石灰在消解过程中吸收土中的水分在2%左右。通过多次倒堆、翻晒, 可将聚集在土堆中由消解产生的热量散发出来, 带走6%—7%的水分, 余下8%—9%含水量要靠上路后翻晒作业来降低。
2. 可以满足路基的填筑要求的高液限土的填筑方法
2.1 施工工艺控制
施工前的准备:首先应熟悉料场的地形地貌, 进行必要的土工试验, 了解土样的物理力学指标, 尤其是料场的天然含水量;当料场的天然含水量不满足要求时, 可以考虑必要的措施予以翻松、晾晒或掺水闷料。其次是配备数量相当的运输车辆、推土机、平地机、挖掘机、压路机 (最大激振力25t以上) 等施工机械设备。
含水量控制:填筑路基合适的天然含水量应在25%—32%之间 (稠度1.00—1.30) 。含水量检测点布设范围, 每2000m 2不少于4个, 取样时应有代表性, 每个检测点的土样重量不少于100g。
松铺厚度控制:填料土经翻松运至路基现场后进行摊铺, 经推土机初平、平地机精平后, 每层的松铺厚度宜为20cm左右, 当料场土样的含水量较低时 (稠度1.15—1.30) , 可适当将松铺厚度增加至25cm左右, 但不得超过30cm;同一土层的填料含水量相差不宜超过3个百分点, 不同性质的土应分层摊铺。
路拱坡度控制:应在2%—4%之间, 并应保证路拱纵、横方向的平整度。
碾压工艺控制:碾压路线应从路缘向路基中心逐步碾压, 压路机错位时的横向重叠宽度不得小于40cm, 纵向接头重叠长度不得小于150cm。碾压时, 先静碾1—2遍, 然后再振动碾压, 最大激振力25t (静载12t) ;碾压遍数一般为10—12遍, 当稠度偏高、含水量偏低时 (稠度1.15—1.30) , 建议采用最大激振力40t (静载18t) 的压路机, 适当增加碾压遍数, 并视具体情况在路基表面出现软弹、剪切破坏之前中止碾压。碾压区范围内应达到无漏压、无死角, 保证碾压均匀;同时强调连续施工的必要性, 在压完一层经检测合格后, 必须马上进行下一层的摊铺, 以防本层土被晒干后开裂。
碾压速度控制:压路机在碾压过程中, 行驶速度应控制在3km/h左右。
变形观测:对于路基填筑高度大于6m的路段, 需要预先埋设必要的沉降观测板, 进行路基沉降变形观测。
排水、防护:及时疏通路基边沟排水和采取必要的路基防护辅助措施, 一方面防止路基被雨水浸泡, 另一方面防止路基施工完成后, 遭暴晒而产生干裂。
2.2 施工质量控制
加强施工过程的监理与记录, 对松铺厚度、填料的稠度、压路机吨位、碾压遍数、行驶速度等均应进行详细记录。质量检测主要检查施工过程记录的完整性, 以及压实度、饱和度双指标是否满足规定要求等进行控制。压实度和饱和度的抽检频率按《公路路基施工技术规范》的相关规定执行, 每2000m2检测8个点, 不足200m2至少检测2个点, 且只要符合下面规定中的其中一条, 则认为路基压实合格, 否则应予以重压。
(1) 当1.00≤稠度Wc≤1.15之间时, 每点的压实度Kh (重型标准) ≥86%、饱和度Sr≥85%。
(2) 当1.15<稠度Wc≤1.30之间时, 每点的压实度Kh (重型标准) ≥88%、饱和度Sr≥80%。
高液限土路基 篇2
掺砂改良高液限土路基现场填筑施工技术
主要对广梧高速掺砂改良高液限土较为详细的现场填筑试验进行了研究,总结了合理的施工工艺与质量控制措施,以期切实指导全线高液限土改良施工,并为全国高液限土的施工积累相关经验.
作 者：潘红丽 曹亮宏 吕世明 PAN Hong-li CAO Liang-hong LV Shi-ming 作者单位：广东省长大公路工程有限公司,广东,广州,511430刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：201036(1)分类号：U416.1关键词：高液限土 路基 改良 施工技术
高液限土路基 篇3
关键词：公路路基 高液限土 红粘土 路用性能试验
0 引言
在公路路基填料施工中，由于高液限土含水量高、塑性指数大、成型困难，其压实度难以达到工程设计与质量要求。但是在土源比较简单的情况下，又不得不用这种土进行路基的填料，为了降低成本，确保质量，提高公路路基的强度与稳定性，本文对公路高液限土与红粘土路用性能进行了试验，研究表明经过改性过后的高液限土与红粘土膨胀性显著减弱，液限与塑造指数降低，可以作为公路路基填料，从而确保了公路路基的稳定性与安全性，延长了公路使用寿命，提高了使用性能。
1 公路高液限土的特性与室内试验数据分析
1.1 高液限土的特性与定义 按照公路施工标准与工程现场实际地质条件，对某高速公路A标段与B标段处取得土场土样，并对其含水量、比重、密度、膨胀率、颗粒以及液限与塑性指数等进行了室内试验。根据试验规程可知，往往液限大于50%、颗粒小于0.074mm且含量大于或等于总质量50%特性的土才能称为高液限土。根据表1试验结果表明，两处填土膨胀率分为别26%和21%，属于非膨胀土。根据高液限土塑性分类可知，A和B处土样都属于高液限粉土，其中B处土样液限大于55%，可以判断为红粘土。
1.2 室内试验数据分析 对于公路路基强度与稳定性而言，其指标主要包括不同土质类别以及土的状态决定，主要由含水量和密实度等，土的密实度实质就是压实度。通过对土的状态指标压实度进行控制，而路面材料承载值CBR是土的性质指标，取决于土的压实度与含水量，因此在公路路基施工中，通过对土含水量和压实度的调整，促进CBR的提升直至满足设计和质量要求，从而满足土基强度的标准。那么对路基填筑标准应该综合考虑土基的强度与压实度。
1.2.1 土的压实特性 本实验主要通过重型击实试验，对98击条件下土的干密度设定为最大干密度，重型击实试验结果如表2所示。根据表2，A、B处土样最大干密度为1.70、1.69g/cm-3，最优含水量为20.0%和19.8%。对其含水量和干密度进行曲线分析，最终可以发现曲线比较平缓，最优含水量较高，这就表明土样压实度可以在一个相对宽的含水量范围内达到要求，提高施工含水量控制水平。
1.2.2 土的力学特性 以最优含水量作为制作试件，然后对A/B两处土样进行了承载值CBR试验，接着结合路基设计规范中路基填料最小强度要求，对路面CBR进行了分析。从相关试验来看，两处土样CBR值都满足了上下路堤、下路床最小强度的要求。但是A处土样无法满足上路床以及挖方路基填料上部的最小强度与稳定性要求，需要对其进行改性方可使用。
2 石灰改性高液限土室内试验研究
在对石灰改性高液限土试验之前，需要确定石灰掺和为8%。试验结束后对改性后的A、B土样进行各项物理指标的测定，测试结果如表3所示。A、B两处土样最大干密度比改性前降低了4%，分别为1.64和1.62g/cm-3；最优含水量比改性前提高了9%和17%，改性后分别为21.8%、23.2%。
同样以改性后土样最优含水量作为制作试件，对A、B两处土样进行承载值CBR试验，其试验结果如表4所示。
对表3和表4进行分析，可以发现两处土样改性后其液限塑性指数、承载比、含水量、压实度都有明显的变化。改性后A、B两处土样的液限塑性指数大大下降，塑性指数分别降低27%和76%，液限降低8%和24%；改性后承载值大大提高，分别提高了11.98倍和3.51倍，满足公路路基最小强度与稳定性标准。随着时间的推移，路基必然会吸水，土体膨胀，降低压实度，降低路基强度和稳定性，甚至不能达到路基强度最小要求。那么在同样压实度条件下，对两个含水量不同的土样进行分析，可以发现对含水量高的土样进行压实，相对含水量低的土样而言，其获得的CBR值更高、更稳定，从而具有较好的水稳定性，提高了路基强度和长期可靠性。对于B处红粘土路基施工碾压的含水量，必须在保证压实度的前提下，大于最优含水量最佳。经过对石灰改性后两处土样进行测定分析，可以发现石灰对高液限土工程特性具有较好的改良作用，在含水量规定范围内降低有利于土的压实，石灰与土中的水进行水化或者碳化反应生成的物体，对土样强度和稳定性的提高具有积极的促进作用。随着时间的推移，石灰土的强度和性能还将不断改善，有利于路基的长期稳定性，延长了公路使用寿命，提高了路面使用性能。
3 试验结果的归纳与总结
在相关技术规范中提出，液限大于50%、塑性指数在26%以上以及含水量超过规定的土不能直接作为路基填料。但是部分科技人员认为这条规定并没有考虑到土颗粒特性对土质的影响。对某工程取土样分析，其液限高达80%，塑性指数51%，但是该土样属于粘土质砂，在控制含水量和压实度的前提下，并采取合适的排水措施，该类土样同样可以作为公路路基填料。在公路实际施工中，针对高液限土地区路基，都根据工程的实际情况对其进行了各种处理措施。如对于液限高于70%的土，必须采取换土方法；液限在70%以下的，可以通过翻晒、碾压、排水等综合处理加以利用。通过对公路高液限土与红粘土各项指标进行试验分析，可以得出以下认识：
3.1 两处土样液限与塑性指标较高，在严格控制施工含水量范围，可以使压实度满足设计与质量标准。经过石灰改性后的高液限土，其塑性指标与液限显著下降，含水量的降低有利于土的压实度，CBR提升可以作为公路路基填料。
3.2 A处土样CBR值没有达到上路床与挖方路基上部填料的标准，需要进行改性后才能使用，其他部位施工不需要改性。B土样CBR值满足路基各部位强度与稳定性最小要求，不需要进行改性，采取相关处理措施可以直接作为填料。
4 总结
本文通过对公路施工中高液限土与红粘土地区土样进行试验，试验结果表明，对于某些土样物理指标不符合设计与质量标准的，为了确保路基施工的强度与稳定性，必须对土进行石灰改性，降低其液限、塑性指数、含水量以及膨胀性，提高压实度和CBR值，使其符合作为公路路基填料的各项指标，对公路路面性能改善、提高公路运行稳定性具有深远的意义。
参考文献：
[1]曹为，张锐，刘龙武.海南高液限红黏土直接填筑路堤试验研究[J].公路与汽运，2012，04：145-149.
[2]杨和平，李宏泉.石灰改良处治高液限土的路用特性试验研究[J].公路工程，2013，04：227-229+268.
[3]王健.库区高液限粘土改良试验及路基沉降控制[D].长沙理工大学，2013.
高液限土用于路基填筑施工方法探讨 篇4
高液限土在我国分布很广泛, 这种土液塑限高、塑性指数大, 涨缩性明显, 干燥时坚硬不易挖掘、强度高;浸水后能较长时间保持水分, 承载力较小, 水稳定性差, 属于特殊土质。因其工程性质不良, 不宜直接作为路基填料。但在高速公路建设中, 有时由于施工所在地地质环境条件所限, 不可避免地遇到高液限土的利用和处治问题, 如果处理不得当, 势必会留下隐患, 造成路基沉降、翻浆、裂缝、滑坡、坍塌等一系列病害。因此, 对高液限土的路用性能进行研讨, 探寻其不同于常规土的最佳状态, 改进施工工艺, 使其满足公路工程的需要, 具有重大的现实意义。
1 高液限土的分类及工程性质
按照《公路土工试验规程》JTG E40-2007的规定, 高液限土的分类依据是: (1) 土颗粒组成特征; (2) 土的塑性指标:液限、塑限和塑性指数; (3) 土中有机质存在情况。据此, 高液限土分为高液限细粒土和高液限粗粒土。高液限细粒土具有的特征是:液限大于50%, 细颗粒含量 (<0.075mm颗粒) 大于或等于50%, 大多数高液限土属于此类;高液限粗粒土的特征是:液限也大于50%, 细颗粒含量小于50%, 即粗粒组含量 (>0.075mm颗粒) 大于50%, 包括粘土质砂 (SC) 或粉土质砂 (SM) 。
不论是高液限细粒土, 还是高液限粗粒土, 都具有一些共同的工程性质:透水性差, 保水性能好;液限大于50%, 塑限和塑性指数都很高, 天然含水率高, 一般情况下接近塑限, 接近饱和状态, 具有较大的可塑性;毛细现象也很明显;有机质含量较小;颗粒细而均匀, 粘粒 (<0.075mm颗粒) 含量较高;相对常规土, 高液限土最大干密度较小, 最佳含水量较大;膨胀性能不明显, 按表1分类属于弱膨胀土。
因此, 高液限土属于特殊土质, 必须根据其工程性质采取必要的技术措施, 制定合理的施工方案, 经检验合格后方可用于路基填筑。
2 用高液限土直接填筑路基的施工方法
《公路路基施工技术规范》JTG F10-2006规定了高速公路路基填料的强度和压实度标准, 现列表2。
表2强度按《公路土工试验规程》JTGE40-2007规定的浸水96h的CBR试验方法测定。
高液限土直接填筑路基时, 压实度若采用以上标准, 存在以下问题:首先, 高液限土的天然含水量一般大于最佳含水量, 要将天然含水量降低到最佳含水量, 就要把土块打碎并翻晒。然而, 高液限土的保水性能很强, 土块打碎、翻晒十分困难, 且不说消耗大量的工期和成本, 并且在打碎和翻晒的过程中很容易导致土块内湿外干的现象, 含水量不均匀, 压实度难以达到规范要求, 施工操作困难;其次, 高液限土达到重型击实的最大干密度时, 饱和度一般小于80%~85%, 达到表2规定的压实度时, 饱和度仍然偏小。压实后无论含水量大小, 在长期受自然界影响后, 其含水量将接近塑限, 也就是说随着时间的推移, 压实后的路基必然吸水, 使得土体膨胀, 压实度降低, 造成路基不稳定、强度降低。
饱和度为水占土体中孔隙体积的百分比。有研究表明:高液限土随着饱和度的增加, CBR值增加, 饱和度增加至约93%后, CBR值锐减。这说明高液限土需保持一定的水分和一定的饱和度, 其强度值才大, 稳定性才好。高液限土含水量在一定的范围时, 通过外力作用 (如碾压或击实作用) , 将土孔隙中的空气排出, 饱和度增加, 在含水量合适的范围内, 饱和度能反映土体被压实的程度。
因此, 用高液限土直接填筑路基时, 压实度标准不能采用表2的规定, 含水量不应控制在最佳含水量±2%的范围内, 否则, 不但施工难以操作, 而且路基强度、稳定性也没有保证。压实度标准应予以适当降低, 施工含水量较最佳含水量适当增加, 这样饱和度增加, 施工可行, 路基稳定, 强度提高。国内有关观测资料也证明了这一点。用高液限土直接填筑路基时, 具体的做法可按以下步骤进行:
第一步, 进行土工试验, 分析土样的天然含水量、天然稠度。土的天然稠度是指土的液限与天然含水量之差与塑性指数之比。
第二步, 取天然土样, 采用湿土法制作不同含水量的试样, 按照《公路土工试验规程》JTGE40-2007中承载比试验检测其CBR值。含水量范围应选择稠度在0.9~1.4范围内对应的含水量范围。
第三步, 绘制“CBR-含水量”关系图 (“CBR-含水量”关系图形式如图1所示) , 根据表2的规定得出路基不同部位填料的含水量范围。
第四步, 判定该种土是否适于直接填筑路基, 若该种土的天然含水量处于第三步所确定的含水量范围内, 该种土可用于直接填筑路基, 否则, 该种土需采取废弃或改良方案。
第五步, 如果该种土可用于直接填筑路基, 就要确定施工压实度标准和可直接碾压的含水量范围。可直接碾压的含水量范围应是同时满足两个条件:稠度在1.1~1.3之间对应的含水量范围和第三步所确定的含水量范围, 一般情况下的大约范围在20%~30%。
第六步, 施工压实度标准可比表2的规定值降低1%~5%的范围, 在实际施工中, 不得一律采用降低5%, 按以下方法确定压实度降低的具体值:作出可直接碾压的含水量范围内的重型击实曲线, 选择该条曲线的最大干密度与该种土在最佳含水量对应的最大干密度的比值作为压实度标准。
第七步, 现场施工时, 先上土晾晒, 使现场含水率降至可直接碾压的含水量范围内, 开始静压1遍初平, 然后用平地机刮平, 采用拟定的静压、静压+小振、静压+大振, 不同碾压遍数组合进行碾压比较, 确定最终采用工艺和控制标准。
3 施工注意事项
(1) 在大面积施工之前, 一定要先进行现场试验, 选定试验路段, 通过现场调控含水量、碾压遍数、松铺厚度等指标, 寻找最佳施工工艺, 并结合室内试验结果, 确定可行的质量控制指标, 形成试验总结报告后方可大面积展开施工。
(2) 高液限土水分不易蒸发, 需配备旋耕机或其他高效机械来加速降低含水量, 保持含水量均匀, 缩短施工周期, 保证碾压效果。
(3) 高液限土填筑路基时, 填筑厚度应严格控制, 过厚的土容易造成外干内湿、含水量不均匀, 无法满足压实度要求, 使用重型压路机反复碾压时, 路基会形成“弹簧”状态, 最终只能返工重做。一般来说, 填筑厚度都偏厚, 但也不是越薄越好, 过薄的填土会使工序增多, 浪费人工和机械台班, 也影响工期, 因此, 用高液限土填筑路基时应严格控制松铺厚度不超过25cm, 这一点非常重要。
(4) 高液限土施工, 重点宜放在施工工序的连续上, 组织好连续施工, 每一层上土、晾晒、摊铺、碾压等工序应在同一天内完成, 压完一层经检验合格后马上进行下一层的摊铺填筑, 以防本层土晒干后开裂, 路基施工完毕应采取必要的措施防止路基被晒裂。
(5) 经常关注天气预报, 尽量避免雨淋水毁, 施工过程中要做好防水、防雨措施, 加强其功能。
(6) 毕竟高液限土属于一种特殊土质, 其工程性质不良, 不宜用于94、96区, 高液限挖方路段以下80cm路床应采用规范要求材料填筑和换填。
4 结束语
采用高液限土直接填筑路基, 现场控制指标主要是:可直接碾压的含水量、松铺厚度、干密度和压实度。为保证施工质量, 必须要对地质地质资料, 土工试验详细检查, 对设计图和实践经验进行认真的调查研究, 并注意现场监测和数据的收集, 反复分析, 验证设计, 监测工程安全, 通过沉降观测、弯沉检测、外观察看等方式检验高液限土填筑路基的成败。
参考文献
[1]王年香.高液限土路基设计与施工技术[M].中国水利水电出版社, 2005
[2]黄厚庆.高液限土在路堤工程中的应用研究[J].中南公路工程, 2001 (, 4)
[3]陈治伙.福建高液限土填筑路基成套技术研究[EB/OL].2009
高液限土路基 篇5
高液限粘土填筑路基施工工艺及质量控制
以江苏省部分公路工程施工为背景,总结了高液限粘土用于路基的`施工处治措施及控制要点,达到了合理利用当地土源和充分保证工程质量之目的.
作 者：朱扬 江静波 作者单位：江苏嘉隆工程建设有限公司,江苏,泗阳,223700刊 名：中国新技术新产品英文刊名：CHINA NEW TECHNOLOGIES AND PRODUCTS年，卷(期)：“”(11)分类号：关键词：高液限粘土 路基 治理 施工控制
高液限土路基 篇6
1 汉蔡高速公路高液限土的特性
汉蔡高速公路沿线多处分布有弱膨胀性高液限土,大多数的高液限土天然含水量大,干密度小,液限大,塑限大,塑性指标大,并具有一定的弱膨胀性,CBR值一般均不能满足规范要求,具体的性能指标见表1。
高液限土细颗粒含量高,吸水能力强,有较强的保水性,CBR值较小,天然含水量较高,施工若采用简单晾晒处理,时间长,不易压实,施工难度大。很容易出现弹簧土现象,必须进行处理。
2 高液限土的处理方案
高液限土的危害程度主要由其与水相互作用后的塑性、体积变化、土体强度变化等性质来决定。在不受水浸泡的情况下,其强度、承载力和稳定性是能够满足设计要求的。因此,处理高液限土的一种途径就是隔水、防潮和防风化。通过采取施工填筑技术等有效措施隔绝土体与外部水气的联系通道。通常采用的方法就是采用好土包封处理,或者采用高液限土与好土分层间隔填筑的施工技术。另外一种途径就是添加外掺料,如砂砾、生石灰、或者其他改性剂等,这种方法的主要机理均为通过外掺料和改性剂来改善高液限土的物理化学性质,提高其承载力,降低它的膨胀量。
2.1 改进施工填筑技术
对于高液限土填筑路基,可以采取“堵”和“封”的工程措施来隔绝土体与外界的联系,保持土体的稳定。比较常见的方法是采取好土包边处理,另外一种是采用好土和高液限土间隔填筑。
2.1.1 好土包边技术填筑路堤
在路基填筑前,首先在基底设置30 cm厚的砂砾或碎石垫层,再进行高液限土填筑,在施工高液限土的同时,路堤两侧边坡同步填筑厚150 cm厚的好土包边处理,并碾压密实。在填筑高液限土施工到路床底面标高时,采用80 cm好土封顶处理。包边土处理高液限土填筑路基见图1。这种处理高液限土的技术要领是隔水和防水。砂砾垫层的设置是防止地下水和毛细水的上升浸入路堤,包边土的设置是隔绝外部雨水进入路堤内部,封顶层的设置是防止路面结构层中少量的下渗水的浸入。
2.1.2 间隔填筑施工技术
同好土包边技术施工一样,在路基填筑前,首先在基底设置30 cm厚的砂砾或碎石垫层,然后再在碎石垫层上面填筑一层30 cm厚的好土,碾压密实后再填筑一层高液限土,按照填筑一层好土再填筑一层高液限土的顺序循环施工,一直填筑到路堤的路床底面标高位置,最后采用80 cm好土封顶处理。间隔填筑的施工技术处理高液限土填筑路基见图2。
比较这两种施工处理方式,其实质都是做好防水和隔水措施,切断高液限土与外界水气的联络通道,保证路堤填土属性不变,从而保证路堤整体的稳定性。这两种方法在技术上都是合理可行的,但间隔填筑的施工技术在施工工序上比较繁琐,施工周期相对较长;从路堤边坡的稳定性来说也不如土包边处理稳固,采用好土包边处理的路堤边坡采用三维土工网植草防护即可,但间隔填筑的路堤边坡由于有少量高液限土的存在需要采用骨架植草防护,费用也稍高;重要的是从材料来源上来说,间隔填筑的施工技术仅能部分利用高液限土作为路堤填料,其余部分仍需要相当数量的适宜土,对于汉蔡高速公路这样一个本身土源严重匮乏的工程来说,重新寻找大量适宜的土源是不切实际的。
2.2 添加外掺料改良土质
对于高液限土填筑路基,也可以采取往土体中添加合适的外掺料来改变土体的物理或化学性质,改良后的土体液限降低、塑限提高,CBR值相应提高,已不再是高液限土,完全能够满足规范对路基填料的要求。比较常见的方法是掺生石灰改良,或者掺砂处理。
2.2.1 掺生石灰
将高液限土平铺好,按照最佳含水量条件下掺4%的生石灰(石灰∶土=4∶100质量比),即1 m3土(压实方)掺70 kg左右的生石灰。将生石灰均匀喷洒在土体上,再通过机械进行拌和,碾压成型。掺入石灰后,土样的各种技术指标发生了变化,试验成果见表2。
2.2.2 掺砂
将高液限土与中粗砂进行机械拌和,然后碾压成型。掺砂量(按砂、土质量比)为30%。掺砂后,土样的各种技术指标见表3。
掺砂之后,土样的颗粒组成发生变化,土的属性也发生了变化,土从高液限粉土变为低液限砂土,土的各项技术指标得到了很大的改进,土体满足施工的要求。
2.2.3 经济分析
掺生石灰改良与掺砂处理高液限土的方法各有各的特点,但在经济上,掺砂方案稍微经济,各项费用指标见表4。
2.2.4 两种方案的处理效果比较
通过上述的比较可知,掺砂方案处理方式简单、效果明显。但与掺石灰改良相比,在某些方面还有所欠缺,掺生石灰后的高液限粘土的土体强度及稳定性大大提高,路基质量得到了保证。虽然掺灰处理施工工艺较为繁琐,费用较高,但与运土回填方案相比较还是经济的。
掺灰处理水稳定性好,与掺砂方案相比,修筑的路基长期使用性能优良,可减少道路的病害,节省日后的养护费用。掺生石灰改良的土样技术指标较好,可以用于路基93区以上,这就减少了大量的挖、填方,保护了高速公路的沿线自然环境。
2.3 高液限土的处理原则
通过对以上几种处理方案的分析和比较,可以看出各种处理方案都具有一定的优缺点和适应性。为达到最佳处理效果,实际工程应用中往往都是多种措施相结合处理。对汉蔡高速公路高液限土填筑路堤,结合路堤的填土高度、以及规范对路基不同部位的填筑要求,采取了几种不同的处理措施,原则如下:
1)对天然含水量超过32%的高液限土不直接作为路基填料填筑,天然含水量过高,翻晒处理困难,压实质量难于保证;对CBR值小于3%的高液限土不直接作为路基填料填筑,CBR值小于3%的土不满足规范对路基填料的要求;对弱膨胀性高液限土采取掺灰4%处理后作为路基填料填筑。
2)对填土高度≤1.84 m的路基,路基填料全部采用掺灰4%高液限土填筑。
3)对填土高度>1.84 m的路基,采用包封土技术处理,路堤包边土采用高液限土掺灰4%处理,路堤填心土采用高液限土直接填筑,94区CBR值需达到4%,93区CBR值需达到3%。高液限土填心时可适当翻晒处理,以期接近最佳含水量,便于路基填料达到最佳压实效果。
4)对于96区80 cm厚的封顶填土,原则上尽量采用开山石渣填筑,当材料不足、运距较远不经济时,可采用高液限土掺灰6%进行替代,将整个96区路床设置成灰土垫层。
2.4 处理效果
以上处理方式不仅在技术上保证了高液限土填筑路基的稳定性和耐久性,而且保证了工期,也方便了施工,最大程度的利用了高液限土作为路基填料,从经济上节约了大量土源,保护了自然环境,减少了土资源的利用。
在实际施工过程中,由于沿线高液限土的指标相差比较大,因此全线不必强制采用统一的配比,可以根据现场的土工试验结果进行适当调整,最终采用的掺灰配比范围为3%～6%。通过采用上述的处理技术,汉蔡高速公路采用了大量高液限土作为路基填料填筑路基,路堤经过多个雨季的考验未出现病害现象,证明了该方法处理高液限土的有效性。
3 结 语
高液限土是公路工程中经常遇到的问题,采取经济、合理可行的处理措施一直是工程领域探索的课题。结合汉蔡高速公路工程实践,分别介绍了几种高液限土填筑路基的处理技术,并从多个方面进行了综合对比和分析,其经验总结对其他道路处理高液限土具有一定的借鉴意义。
摘要：以武汉市汉蔡高速公路为例,在完成土工试验的基础上,提出了高液限土的处理方案,比较、分析了各方案的处理效果的经济指标。结果表明,经处理后的高液限土填筑路基的稳定性和耐久性显著提高。
关键词：高液限土,路基,处理技术
参考文献
[1]JTJ051—93,公路土工试验规程[S].
[2]JTJ033—95,公路路基施工技术规范[S].
高液限土路堤变形特性分析 篇7
本文借助FLAC软件[4,5], 针对所设计的2种方案填筑的高液限土路堤在长期雨雪覆盖、浸水等情况下的稳定程度及受力变形情况进行了数值模拟分析, 以验证这2种填筑方案及其相应结构形式设计的合理性和适用性。
1 实例建模及变形特性分析
因研究区高液限土路堤高度普遍在4～19 m之间, 参考文献[6,7], 初步拟定以下2种填筑处治方案:
方案一:高度大于8 m的路堤, 结构形式为坡度1∶1.5～1∶1.75, 坡高8 m为一级, 护坡带应为2 m。采用土层和片石层依次交替填筑, 片石层的厚度为80 cm, 片石层之间土层为1.5 m等厚度填筑, 最上部片石层以上还应铺设一层40 cm厚的碎石垫层。
方案二:高度小于8 m的路堤, 结构形式为坡度1∶0.75, 坡高8 m。采用土工格栅和填筑片石夹层共同处治, 路堤满铺土工格栅, 间距80 cm, 中部填筑一层80 cm片石层, 最上部土工格栅和路面之间铺设40 cm碎石垫层。
1.1 16 m高路堤模型
运用FLAC建立数值模型, 分析路堤竖向位移云图, 得知不利情况下的路堤堤身竖向位移梯度较为类似, 路堤顶面最大竖向位移位置均处于路堤中前部。但处治的路堤竖向位移等值线较平缓, 特别是路堤中下部层状体系更为明显。这主要是因为采用片石层分层填筑, 能够很好扩散堤身内部应力, 减小路堤不均匀沉降, 同时也可以有效防止高液限土局部膨胀收缩变形。
如图1所示, 采用方案一处治的路堤最大竖向位移为70.9 cm, 按路堤分层呈10 cm梯度从下至上递增;而未处治路堤最大竖向位移166.3 cm, 按路堤分层呈25 cm梯度从下至上递增。由此可见, 路堤采用方案一处治可以有效抑制不利条件下路堤堤身沉降变形, 从而也有效限制了路堤不均匀沉降的程度。
据路堤横向位移模拟结果知, 不利情况下的路堤堤身横向位移梯度较为类似, 路堤坡面最大横向位移位置也差不多, 均处于路堤中下部。
如图2所示, 采用方案一处治的路堤坡面最大横向位移为37.4 cm, 在最大位移处从路堤中部至坡面呈5 cm梯度递增;而未处治的路堤最大横向位移为131.8 cm, 在最大位移处从路堤中部至坡面呈25 cm梯度递增。由此可见, 路堤采用方案一处治可以有效抑制不利条件下路堤横向位移, 从而有效保证路堤稳定的程度。
由于方案一路堤结构形式设计中所考虑的片石层厚度为敏感性因素, 其它条件不变, 分别将片石层厚度再调为0.6 m、1.0 m 、1.2 m和1.5 m, 建立模型得到路堤的最大竖向沉降位移及最大坡面横向位移如图3所示。
据图3可知, 随着片石层厚度的增加, 路堤变形程度越来越小, 证明片石层处治高液限土路堤可以有效抑制其膨胀变形, 减小不均匀沉降, 提高路堤的稳定性。另外, 曲线拐点处片石层厚度为0.8 m, 之后片石层厚度的增加在减弱路堤变形发展上效果减小, 因此, 铺设0.8 m的片石层厚度既可以最大程度抑制路堤变形, 又可做到材料的合理利用。
1.28 m高路堤模型
运用FLAC建立数值模型, 分析路堤竖向位移云图, 得知不利情况下的路堤堤身竖向位移等值线层状分明, 几乎成水平分布, 而未处治的路堤竖向位移集中发生在堤身中前部。由此得出, 土工格栅分层填筑高液限土路堤可以均匀扩散堤身应力, 减小不均匀沉降, 防止局部膨胀收缩变形。对比方案一片石层处治的竖向位移云图, 土工格栅处治效果更为显著。这主要是因为土工格栅材料本身抗拉强度、剪切刚度很高, 满铺于路堤之中, 能更好地传递荷载, 提高路堤整体性能。
如图4所示, 采用方案二处治的路堤最大竖向位移为16.9 cm, 整体按层状呈2.5 cm梯度从下至上递增;而未处治的路堤最大竖向位移为48.6 cm, 位于路堤前部, 按放射状呈5 cm梯度从内至外急速递减, 路堤后部竖向位移也有20 cm左右。由此可见, 路堤采用方案二处治可以有效抑制不利条件下路堤竖向变形, 提高其整体性和稳定性。但对比方案一处治效果, 片石层限制路堤整体竖向变形的效果优于土工格栅。
据路堤横向位移模拟结果知, 不利情况下的路堤在采用方案二处治时, 堤身横向位移等值线均匀由内向外收缩, 坡面最大值位于路堤中下部;未处治的路堤堤身横向位移沿塑性滑动面向坡面发展, 最大值位于路堤坡脚处。由此得出土工格栅可提高路堤整体性, 使路堤横向变形趋于均匀。
如图5所示, 采用方案二处治的路堤坡面最大横向位移为4.2 cm, 从路堤中部至坡面呈0.5 cm梯度递增;而未处治路堤最大横向位移为70.3 cm, 从路堤塑性滑移带至坡面呈10 cm梯度递增。可见, 方案二可以有效抑制不利条件下路堤横向位移, 保证路堤稳定的程度。另外, 通过对比横向位移和竖向位移变化程度知道, 土工格栅在限制路堤整体横向变形的效果比竖向变形更好;对比方案一处治效果, 土工格栅限制路堤整体横向变形的效果也优于片石层。
由于方案二路堤结构形式设计中所考虑的土工格栅间距为敏感性因素, 其他条件不变, 分别将格栅间距再调为0.6 m、1.0 m、1.2 m和1.5 m, 建立模型可得到路堤的最大竖向沉降位移及最大坡面横向位移如图6所示。
由此可见, 随着土工格栅间距的减小, 路堤变形程度越来越小, 说明土工格栅可以有效抑制路堤的膨胀变形特性, 减小不均匀沉降, 提高其稳定性。曲线拐点处格栅间距为1.2 m, 当间距小于1.2 m时, 随着格栅间距的减小, 在改善路堤变形发展上效果减小。因此, 铺设1.2 m间距的土工格栅在抑制路堤变形和合理利用材料方面最优。
2 结束语
1) 对于16 m高路堤, 采用土层和片石层依次交替填筑, 可以有效抑制路堤堤身沉降和横向变形, 限制路堤不均匀沉降和路堤稳定的程度;铺设0.8m的片石层厚度既可以最大程度抑制路堤变形, 又可做到材料的合理利用。
2) 对于8 m高路堤, 采用土工格栅和填筑片石夹层共同处治, 可以有效抑制路堤竖向变形, 提高其整体性和稳定性, 使路堤横向变形趋于均匀;铺设1.2m间距的土工格栅在抑制路堤变形和合理利用材料方面最优。
3) 通过对比2种方案处治效果可知, 土工格栅在限制路堤整体横向变形的效果比竖向变形更好, 限制路堤整体横向变形的效果也优于片石层;片石层限制路堤整体竖向变形的效果优于土工格栅。所以在工程实践中要因地制宜, 选择合理的处治措施, 以达到处治效果与经济的最优化。
参考文献
[1]王年香.高液限土路基设计与施工技术[M].北京:中国水利水电出版社, 2005.
[2]洪毓康.土质学与土力学[M].北京:人民交通出版社, 2002.
[3]李广信.高等土力学[M].北京:清华大学出版社, 2004.
[4]刘波, 韩彦辉.FLAC原理、实例与应用指南[M].北京:人民交通出版社, 2005.
[5]李丹.FLAC的原理、程序及其在高填路基变形与稳定分析中的应用[D].福州:福州大学, 2006.
[6]丁军华, 陈景雅.沂淮江高速公路路基过湿土的处理[C].南京:江苏省交通规划设计院, 2001.
潮惠高速公路高液限土的利用 篇8
关键词：高速,公路,高液,限土
1 工程概况
潮惠高速公路位于广东省的东翼地区, 线路起于潮州市古巷镇, 与规划的漳州至玉林高速公路潮州段对接, 终于惠东县大岭镇与惠莞高速公路惠州段相接。其中, 我标段位于揭西县坪上、河婆、五云镇境内, 起讫桩号为K91+200~K102+000, 全长10.803 km, 路基挖方1.831×106 m2, 填方1.464×106 m2, 高填路基2段, 深挖路基14段。经地质初勘和详勘发现, 该标段有较大范围的高液限土。由于该路沿线基本农田和果园较多, 取土较困难, 如果将高液限土全部按规范作为弃方处理, 势必会增加工程造价。因此, 有必要研究高液限土在潮惠高速公路建设中的应用。
2 高液限土的特征
从工程实践来看, 高液限土的主要特点是具有弱膨胀性、裂隙性、一定的崩解性和强水作用性等。因此, 从高液限土的物理特性可以看出, 它是一种路基填土的非适用材料。
3 本项目高液限土的分布及利用原则
本项目中高液限土在挖方路段大量分布, 一般赋存于坡残积粉质粘土或粘土层中。根据《公路路基施工技术规范》 (JTG D30—2004) 第3.3.1第4条规定:液限大于50%、塑性指数大于26的细粒土, 不得直接作为路基填料;第7.7.2第3条规定:高液限土不得直接作为路堤填料, 当利用挖方路段高液限土填筑路堤时, 应进行处治。根据详勘资料, 本合同段同时满足液限大于50%和塑性指数大于26的高液限土路段共9处, 均位于挖方路段表层残破积土层中, 层厚1.4~9.2 m, 液限为53.45%~73.67%.
本工程遵照“珍惜土地资源、合理利用高液限土, 加强技术措施、确保道路安全”的原则。对于借土方路段, 液限低于70% (含70%) , CBR值不小于3%, 且粒径小于0.074 mm的细粒含量小于75%的高液限土处治后, 可用作路基填料, 并设置在93区以下 (含93区) , 高液限土填筑高度不大于6 m。其他不满足液限、CBR和粒径要求的高液限土不予利用, 做弃方处理。
4 处治方案
4.1 填方路段处治方法
填方路段的处治方法和注意事项主要有以下几点: (1) 处治方法主要有包边处治和包芯处治。包边处治是指路基两侧用适宜的土质分层包裹的施工方法;包芯处治是指路基底部设置40cm砂垫层和60 cm黏性土下封层, 路基顶部设置150 cm黏性土封顶, 路基两侧设置300 cm宽黏性土包边, 具体如图1所示。 (2) 在施工过程中, 应尽量避开雨季施工, 严格控制含水量, 加强取土场的排水;压实时, 必须在最佳含水量下进行辗压, 为了降低含水量, 可采用犁式推土机进行翻晒;取土场开挖土时, 采用梯型方式开挖, 以保证所取的土天然含水量较低。 (3) 严格控制松铺厚度, 控制在25 cm左右。 (4) 保持平整、压实的填土流水作业, 保证天然土有足够时间进行土体含水量自然蒸发, 以减少高液限土的含水量。
从目前工程建设的实践来看, 高液限土作为一种路堤填料, 科学、合理地结合其他辅助手段 (例如挖填结合部位采用挖台阶和铺设土工格栅灯) , 使路基形成一个不受水浸破坏且强度较高的整体。因此, 高液限土主要应用在包边或包芯工程中, 这种方法不仅能获得良好的处治效果, 而且能有效节省成本, 具有很高的实用价值, 值得推广。
4.2 挖方路段处治方法
由工程地勘得知, 潮惠高速公路挖方路堑土基处于地面水和地下水的影响区域, 高液限土具有吸水性强、遇水膨胀、软化和失水碎裂等的工程地质特性。因此, 为了保持路堑边坡的稳定性和满足路基压实度的要求, 对高液限土挖方路段路基进行以下处治措施: (1) 路面结构需设碎石垫层, 并向下超挖80 cm换填40 cm级配碎石+40 cm非黏性土。对高液限土挖方路段, 级配碎石应与土路肩下的碎石渗沟相连, 以利于排水。 (2) 挖方路段碎石盲沟应加深至换填级配碎石下方60 cm, 其断面尺寸为50 cm×40 cm。如果路床土的天然稠度值W<0.9, 则加深盲沟埋置深度为100cm;如果路段存在山间洼地、泉眼或地下水, 则设置断面尺寸为40 cm×40 cm的横向盲沟, 与边沟底盲沟贯通。 (3) 对于高液限土路基, 还应加强路基排水系统的综合设计, 及时引排地面水和地下水。根据水文发育情况, 在路堑边坡上设置仰斜排水孔、支撑渗沟, 在边沟下设置纵向排水渗沟。 (4) 根据边坡高度, 采用放缓边坡坡度、拱架支护和护面边坡等边坡防护措施。
5 处治效果
上文论述的处治方案经过交通部门的严格审核, 获得批准, 目前在广东省内的工程实践中得到了推广和应用。我标段在实际施工过程中进行了跟踪观测, 已完成的路段在半年来尚未出现质量问题, 高液限土的利用并未给路基强度带来不利影响。由此可见, 本方案设计合理, 施工组织管理到位, 有利地保障了公路工程建设质量。
6 结束语
高液限土在路基施工中是一种常见的土质, 如果全都按弃土方处理, 势必会造成较大的浪费。通过潮惠高速公路的实例证明, 高液限土按合理的处理方法, 用于合理的路基部位, 在保证公路质量的同时, 也大大地降低了工程造价。
参考文献
[1]周红安, 孙艳鹏, 王钊, 等.高液限土路基施工方法及处理措施[J].建筑技术开发, 2003 (11) .
高液限土路基 篇9
一、工程概况
广乐高速公路T5合同段 (YK40+270~K54+580) 位于广东省乐昌市大源镇境内, 地形、地质复杂, 山高坡陡、沟谷深切, 高山峡谷相对高差达数十米到数百米, 地形起伏非常大。其中高填深挖路基共6处, 高填方路基5处, 深挖方路基1处。
开工后, 我部对原设计本桩利用土方进行土工试验, 发现实际为高液限土, 约14.9万方。若采用生石灰或水泥等材料进行改良, 除了施工工艺难控制外, 还将增加工程造价;若进行换填, 则产生新的弃土堆, 破坏环境且增加工程造价。经与有关单位共同研究决定, 对本标段高液限土进行了试验路段填筑, 最终确定了处理方案, 可将高液限土用于下路堤 (路面以下大于1.5m) 93区路基填筑施工。
二、处理方案
根据粤高路建函[2011]4号、粤高路建函[2011]16号会议纪要精神, 针对本项目高液限土的物理力学特性及分布特点, 利用高液限土填筑路堤采用如下方案:
1、利用高液限土的条件为:液限不大于70%, 粒径小于0.075mm的颗粒含量小于75%;
2、高液限土只能用于乐昌互通A匝道以外连接线 (AK0+000-AK5+540) 下路堤93区填筑施工;
3、依据《公路路基设计规范》JTG D30-2004条文说明3.2.1、3.3.2:采用高液限土作为填料, 当提高压实度十分困难, 也不经济时, 可依据试验路研究成果确定压实度要求或按规范要求适当降低1%~3%;
4、下路堤边坡采用粘性土包边处理, 包边宽2m, 基底以上0.5m采用粘性土封底处理。
三、试验段填筑
1、试验路段选择及施工时间
经研究, 将AK3+920~AK4+030段路基作为高液限土填筑试验段, 长度110m, 于2011年4月20日开始填筑, 4月21日完工。
2、试验目的
为保证本标段路基工程施工顺利进行, 充分利用现有高液限土土源, 解决土源不足施工进度停滞的困难局面, 通过高液限土路基试验段取得以下技术成果数据:
(1) 确定高液限土的松铺厚度。
(2) 确定合理的机械组合、压实方式、顺序、厚度和遍数。
(3) 确定填料最佳含水量, 碾压时含水量允许偏差, 以及在此种状态下的压实效果。
(4) 确定合理的人员分工。
3、资源配置
(1) 设备的选择:采用挖掘机装料, 自卸式翻斗车运输, 装载机配合推土机摊铺, 人工配合找平, 压路机进行静压、振压、收面。
(2) 施工机械的投入:挖掘机3台、宣化T140推土机1台、22T龙工压路机、自卸汽车3台。
(3) 测量设备的投入:全站仪1台 (套) 、水准仪1台 (套) 、50m钢卷尺一把。
4、施工过程
(1) 施工工艺流程
前一填筑层检测压实度、平整度、高程→填料压实特性检测→施工放样, 布设控制网格→上料→摊铺整平→碾压前检测平整度、宽度、含水率→碾压→压实度检测→下一层填筑
(2) 工艺要点
为保证路基边缘的压实度及稳定性, 填料摊铺宽度每侧应比设计宽度多出0.5m;整平时, 应使路基形成一定的横坡, 以利于路基排水;碾压按照“先压边缘、后压中间, 先慢后快, 先静压、后振动”的原则进行, 每遍碾压时要求错轮1/3轮宽;碾压过程中, 振压时压路机速度宜控制在2.5~3.0km/h, 匀速行驶, 静压时可将速度调至4.0km/h。
(3) 试验结果
将填料按照拟定的松铺厚度 (30cm) 摊铺整平后即开始碾压, 从碾压的第三遍开始, 每遍均进行压实度、平均沉降检测, 直至第8遍碾压结束, 分别记录碾压遍数、沉降数据、机械组合及相关压实度等试验检测数据。将结果汇总如下:
通过上述碾压数据表, 结合现场施工实际, 该高液限土在30cm的松铺厚度状态下, 经碾压8遍仍达不到93区压实度要求, 但碾压6遍的压实指标已满足90区压实度要求, 可大规模利用。
四、需注意的问题
1、应加强对填料质量的监控, 土源的性质发生变化时应及时进行自检, 以便调整施工工艺;
2、高液限土填筑应尽量利用旱季施工, 并及时完善路基边坡临时排水设施, 避免雨水天气对已填筑路基的冲刷、浸泡破坏;
3、雨季施工中应严防浸水、泡水现象, 可采用塑料薄膜覆盖进行临时防隔水;
4、采用高液限土进行填筑时应注意连续施工, 压完一层检测合格后尽快上土摊铺, 以防机械扰动, 同时可避免含水量降低后路基收缩开裂或含水量增大后路基膨胀。
五、结束语
谈高液限粘土路基的设计和填筑技术 篇10
关键词：公路,高液限土,路基,设计
对于高液限土来说, 在含水量较小时土的强度高, 而随着含水量的增加, 土体发生膨胀, 强度衰减较快, 特别是在南方多雨地区, 由于施工方案设计时没有采取封闭覆盖设计措施或处理措施不到位, 当雨季地表水侵入路面基层并透进路基后使这类土吸水后迅速膨胀变形, 雨后脱水收缩导致路面破坏的现象时有发生, 公路的过早破坏严重影响了路面的使用性能, 危及到车辆快速、安全行驶, 而且给公路养护和维修带来了巨大的压力。因此, 利用高液限粘土作路基填料时, 如何抑制、延缓膨胀变形和收缩开裂的产生和扩展已成为高液限粘土路基要解决的重要课题。基于此, 本文作者通过工程实践, 归纳总结出了高液限粘土路基的设计方法和填筑技术, 可为今后的相似工程设计、施工提供借鉴。
1 高液限粘土路基设计方法
基底的设计处理。一般对不能直接填筑的高液限土应作一些设计处理 (见图1) 。
2 高液限粘土填筑方案
1) 基底处理方案。换填透水材料+土工布+土工格栅 (填土高度大于6 m) ;低液限素土回填、石灰、水泥改性土回填。
2) 边坡坡率设计。a.填土高度6 m以上部位1∶1.5;b.填土高度6 m以下部位1∶2。
3 湖南某公路高液限粘土路基设计方案
3.1 外包路堤方案
包边土拟选择符合要求的低液限粘土或石灰改良土, 使用条件如下:
低液限粘土的包边处理。
1) 适用条件:施工现场周围存在合格的低液限粘土;两种土的稠度相差不大且高液限土碾压稠度大于1.15。2) 设计要点:根据毛细水上升高度试验的结果确定 (h0应有一定的安全储备, 一般取h0=50 cm) :红粘土:24.0 cm;高液限粘土:26.0 cm;石灰土 (5%) :11.0 cm;上封层h1=h0=50 cm, 将不合格的高液限粘土进行封闭。
土质潮湿情况以相对含水量Wx或土的平均稠度而定, 对于粘质土地基潮湿状态的判别, 拟采用下式:
当时, 地基处于潮湿状态。
其中, Wx为相对含水量;Wc为土的稠度;wL为液限含水量, % (100 g平衡锥) ;w为含水量, %;wP为土的塑限, %。
3.2 石灰改良土外包路堤
1) 适用条件:施工现场周围无合适的低液限粘土, 不合格的高液限粘土大量存在。2) 设计要点:a.改良土的剂量按试验确定, 改良后的各项指标符合规范要求, 一般按5%的石灰剂量改良;b.改良土的包边的水平宽度取1.5 m~2.5 m;c.下封层的高度可取30 cm;d.上封层用25 cm的改良土进行封闭。3) 基底处理与高液限粘土填筑方案1) 同方案。
3.3 土工格栅方案
1) 适用条件:本方案只适用于处理下路堤高液限粘土的素土填方, 应用此方案前, 应作经济比较。2) 设计要点:a.在路基两侧2.5 m宽度范围内铺设土工格栅予以加固, 土工网最下层铺筑于基底处治层顶面, 最上层铺于路床底面;b.设有腰坡平台时, 在平台顶面和以下22 cm左右各铺一层;c.其余各层间距最小22 cm, 最大44 cm, 根据压路机功能经工艺试验确定, 原则上要求原地面以下1/4~1/2路堤高度范围内, 每填一层土要铺一层网, 此范围外, 可填两层土铺一层网;相邻土工网的搭接应最低不少于25 cm。3) 基底处理与高液限粘土填筑方案1) 同方案。
3.4石灰改良高液限粘土的路堤设计
对高液限粘土进行石灰改良可使其各项指标达到规范要求。湖南某公路高液限粘土改良试验结果如表1所示。
从石灰改良结果可知:掺加5%的石灰改良后液限、塑指均有下降, CBR强度增长很快。1) 适用条件:a.对于液限不大于70%, 0.8<天然稠度<1.05, CBR<3%的高液限粘土, 可加石灰进行改良;b.石灰剂量按试验确定, 一般石灰剂量为5%。2) 设计要点:a.基底的设计处理:当基底不满足要求时, 应采用换填30 cm~50 cm厚的透水性材料并加设土工布或用改良土回填;b.边坡设计, 对于高度大于6 m的填方段, 从路基面以上最上一级边坡采用1∶1.5, 下部其余分级的边坡坡高采用1∶2;c.边坡的防护, 石灰改良土的边坡防护不宜种植植被, 可采用浆砌片石防护。
参考文献
[1]刘卫华.高液限土路用性能探讨[A].河南省土木建筑学会2008年学术大会论文集[C].2008.
[2]宋军, 徐润, 丁志科.基于高液限土的路基填筑的应用研究[J].山东交通科技, 2011 (3) :84-86.