高液限土路基施工方法及处理措施 3页

第卷第期建筑技术开发∂年月∏×∏√√高液限土路基施工方法及处理措施周红安孙艳鹏王钊袁裴1武汉大学武汉1中港二航局武汉≈摘要介绍了揭普高速公司新亨)))池尾段路基土中高液限土土质及力学特性路基土的液限!塑性指数和最优含水量都很高在不浸水的情况下有较高的强度!承载力和较好的稳定性吸水后土体强度和承载力大幅下降并略有膨胀膨胀量为1∗1∀同时分析了含水量变化对高液限土抗剪强度的影响基质吸力随含水量的减小而增大抗剪强度则随基质吸力增加而非线性增加直到达到一定基质吸力后抗剪强度才维持不变或开始减小∀最后介绍了揭普高速公路高液限土路基的处理方法和措施∀≈关键词高液限土基质吸力处理≈中图分类号×≈文献标识码≈文章编号2÷22ΧΟΝΣΤΡΥΧΤΙΟΝΜΕΤΗΟ∆ΑΝ∆ΤΡΕΑΤΜΕΝΤΜΕΑΣΥΡΕΟΦΗΙΓΗΛΙΘΥΙ∆ΛΙΜΙΤΣΟΙΛΦΟΥΝ∆ΑΤΙΟΝ∏2≥∏≠2•≠∏ƒ≈Αβστραχτ×∏∏∏×∏¬×∏√∏¬××∏∏∏∏∏∏≈Κεψωορδσ∏∏×[1∗4]态物质1概述使土体具有一定的可塑性!膨胀性和粘性∀液限是反应土的工程性质的一个重要指标高液限土是根据大量工程实践可知干硬时高液限土强度高土体指液限大于或等于的细粒土且小于1的颗透水性较差吸水后能长时间保持水分故吸水后承载力小!粒含量大于或等于∀但是液限大于!塑性指数稳定性差毛细现象明显高液限土的强度主要取决于土的大于的土以及含水量超过规定的土不得直接作为路堤基质吸力和粘聚力高液限土具有较大的可塑性!一定的膨填料需要用时必须采取满足设计要求的技术措施经检验胀性和粘性在不受水浸泡的条件下其强度!承载力和稳定合格后方可使用∀性能满足设计要求∀土体是由固体颗粒!水!空气和收缩膜水!气分界面组[4∗6]2高液限土土体强度随含水量变化的分析成的四相体∀高液限土天然含水量高粗颗粒含量少一般通常都将土体视为饱和土按经典的饱和土力学理论对小于!粉粘土含量较高毛细水上升高度大高液限土土体抗剪强度进行分析∀一般认为高液限土的抗剪强度主内含有大量的高岭石和伊利石等矿物成分这些矿物成分有要取决于土体粘聚力∀实际上高液限土作为一种非饱和较强的亲水性造成土粒结合水膜厚度较大渗透系数较低土其抗剪强度不仅仅和土体粘聚力有关而且与土体的基矿物成分在与水分子作用后土粒晶格横向延伸成为薄膜片质吸力也有很大关系∀按ƒ∏等提出的双变量非饱和状具有较大塑性并且粘粒中含有氢氧化物和腐殖质等胶土抗剪强度理论抗剪强度由有效粘聚力!净法向应力和基质吸力三个应力变量共同作用组成∀其中基质吸力通常和收稿日期水的表面张力引起的毛细现象联系在一起为土中水自由能作者简介周红安2男湖北汉川人武汉大学岩土工程专业的毛细部分通过测量与土中水处于平衡的部分蒸汽压力而硕士研究生研究方向为基坑工程及边坡稳定分析∀确定的等值吸力可见基质吸力和土体粘聚n第期周红安等高液限土路基施工方法及处理措施第卷力在本质上是不同的∀基质吸力对抗剪强度的贡献表现为表1试验土样的土质特性Σ∗υυΥ液限塑限塑性最大干密度最优含水量试验取样点指数υυ)))破坏时破坏面上的基质吸力Π土样11111Υ)))与基质吸力有关的内摩擦角Υ是个变量土样11111我们可通过土2水特征曲线和基质吸力2抗剪强度关系曲线分析基质吸力对抗剪强度的贡献≈∀从图可知粘土从表所列数据可知试验土样的液限!塑性指数和最的基质吸力随含水量的减小而增大当含水量趋近零时基优含水量见图都很高在不浸水的情况下土体有较高质吸力可达∗°ƒ∏在土逐渐变干的的强度和承载力见图!较好的稳定性∀由于土体天然含过程中含水量同吸力之间的关系曲线是连续的∀基质吸力水量高远高于最优含水量土体要经过几天晾晒后压实的变化对土的力学状态产生影响但是这种影响对干土的抗度才可能达到∀土体粉粒含量高吸水性强吸水后剪强度所起作用不大当非饱和土趋于饱和时孔隙水压力土体强度和承载力大幅下降并略有膨胀膨胀量为1∗接近孔隙气压力基质吸力趋向零∀抗剪强度随基质吸力增1∀由于工程中高液限土的最优含水量在1∗加而非线性增加直到达到一定基质吸力后抗剪强度才维1之间变化那么压实后土体的含水量应在左右持不变或开始减小∀可见粘土含水量在一定范围内可见基质吸力的变化含水量变化引起的是决定高液限土∗减少基质吸力增大导致土体强度也增大∀强度变化的主要因素∀图含水量2基质吸力图粘聚力2含水量关系曲线关系曲线图土样干密度2含图土样承载比≤水量曲线试验曲线≈根据室内三轴固结不排水剪切试验发现含水量的变4高液限土处理方法[3,7,8]化对非饱和粘土的粘聚力χ值有很大影响∀随含水量的增常见的高液限土处理方法加土体强度大大降低∀在含水量小于时随含水量的高液限土有不良的工程特性尽管具有一定的承载力和增加粘聚力迅速减小而当含水量大于时粘聚力变化稳定性但是因为浸水后土体承载力大幅下降所以在工程比较平稳见图∀中应作相应的处理确保土体具有较高的长期承载力和足够通过以上分析可知当含水量在∗范围内变化的稳定性∀常用的高液限土处理方法大致有如下几种时粘聚力的变化是引起非饱和土强度大幅度变化的主要因掺入粗颗粒土改变颗粒级配减少细颗粒土对土体素而当含水量在∗范围内变化时基质吸力的变性质的影响∀化则可能是引起非饱和土强度大幅变化的主要因素∀早在掺入无机固化材料石灰或水泥减小土中水的含年和年关于非饱和土的研究表明粘土吸量提高承载力∀力增加导致土体凝聚力增加可以认为此处的凝聚力是粘加铺隔水层防止外界水体渗入∀聚力和基质吸力二者共同作用的合力∀在一定压实功的条件下通过改变土体含水量来提高[4,7]3工程实例分析土体承载力等等∀揭普高速公路新亨2池尾段位于粤东地区路线起于以上几种处理方法的具体施工程序和各自的特点可参考揭阳市揭东县锡场镇终点和已经建成通车的普惠普宁至相关文献∀但是无论采用以上哪一种或几种方法都要设置惠州高速公路相连全长1所经地区地形!地貌复隔水带用来防止外界水的入渗和土体内水的蒸发∀当外部杂以冲积平原为主间或有低缓丘陵!台地地势两端高中水稳态入渗时负孔隙水压力下降土体抗剪强度相应降低间低高速公路全线采用全封闭!全立交标准设计路基!桥而稳态蒸发时尽管负孔隙水压力增加但是过量蒸发会使路梁宽1∀揭普高速公路沿线高液限土数量大!分布广基表面开裂整体稳定性降低∀可见高液限土作路基时采大多为全风化花岗岩土及坡残积层亚粘土∀在路段内随机用隔水措施减少土体内水和外界水的交流是必不可少的∀挖方取样筛除粗粒后粒径小于1的粉粒含量为本工程中的高液限土处理方法∗≤值普遍大于局部为左右∀试验土在本工程中施工路段高液限土分布广!面积大如果全样的土质特性如下表∀下转第页n第期陈明凤等缓凝剂对石膏作用效果的影响因素第卷缓凝剂多聚磷酸钠和六偏磷酸钠适合作壁山石膏缓凝剂缓凝剂掺入脱硫石膏中最高多聚磷酸钠和六偏磷酸钠掺入种缓凝剂对脱硫石膏的缓凝效果均不佳∀从强度来看种壁山石膏中强度也较高∀柠檬酸掺入后对壁山和眉山石膏强度损失均较大多聚磷酸钠和六偏酸钠掺入眉山石膏中对表3不同种类石膏中缓凝剂作用效果强度损失较大∀凝结时间绝干强度°缓凝剂名称石膏品种4结论初凝终凝抗折抗压脱硫石膏在不同值下缓凝剂对石膏的作用效果是不相同无眉山石膏的∀柠檬酸适合在中性偏碱性条件下作石膏的缓凝剂多聚壁山石膏磷酸钠适合在碱性条件下作石膏的缓凝剂骨胶则在中性条脱硫石膏件下对石膏的缓凝效果最好∀柠檬酸眉山石膏石膏细度增加缓凝剂的缓凝效果变差石膏硬化体壁山石膏脱硫石膏强度降低∀多聚磷酸钠眉山石膏柠檬酸掺入眉山建筑石膏中凝结时间最长但也使壁山石膏强度下降较大多聚磷酸钠和六偏磷酸钠掺入壁山石膏中脱硫石膏凝结时间最长且对其强度损失不大柠檬酸!多聚磷酸钠和六偏磷酸钠眉山石膏六偏磷酸钠三种缓凝剂对脱硫石膏的缓凝效果均不佳同时壁山石膏对其强度影响也不大∀上接第页路段换填粒径小于的未筛分碎石参见图∀部换填将大大增加工程费用∀因为在不受水浸泡的条件下对于有弱膨胀性的高液限土暂时作为超载填土等达到整体强度!承载力和稳定性能满足设计要求所以高液限土预期沉降后再挖除超载部分进行碾压∀在软土地基路段当用作路基填土时主要用在下部路基部分∀为了使土体压实预计沉降量进入地下常水位以下时不采用高液限土回填而度和≤值达到规范要求在施工时严格控制填土厚度一是采用工程性质合格的材料填筑∀对于地下水位高!地表松般每层厚在碾压时含水量控制在最优含水量正负软!填后碾压无法达到规范要求的路段先下铺厚度为范围内由于土体天然含水量大通常要经过几天晾晒后砂垫层然后在砂垫层顶面进行高液限土填土施工如果填前才可能达到这一含水量范围但是在晾晒过程中不能暴晒碾压压实度可以达到规范要求则直接在原地表进行高液限因为土体干缩性较大暴晒易造成地表开裂影响路基整体土填土施工∀另外在承载力较差的部分铺设土工格栅通过强度在压实合格后再铺上一层∀提高路基横坡坡度加快地表排水同时采用亚粘土或工程性质合格的土料封闭包心!护坡并且植草防护∀5结论高液限土作为一种常见的路基填土其在工程应用中已经积累了一定经验∀高液限土的抗剪强度受含水量变化的影响而基质吸力变化是影响高液限土抗剪强度变化的主要图高液限土路基施工示意因素∀本文较为详尽的介绍了高液限路基施工方法及措施)砂)路面)亚粘土相信对以后类似的工作有所裨益∀在高液限土挖方路段换填深度根据开挖土体情况进行参考文献处理地下水位较高时采用盲沟或碎石垫层处理对塑性指数大于!≤的高液限土超挖进行换填∀由于公路工程试验规范×2公路路基施工技术规范×2土地资源宝贵为了降低造价对于液限大于!塑性指数柯杰平陈念斯惠普高速公路高液限土的特性分析及处理方大于且细颗粒粒径小于1含量不大于!法广东公路交通≤的高液限土作为路床顶面以下的填料且ƒ∏≥∏增设砂层以利于排水而对于液限大于!塑性指数≥中文版北京中国建筑工业出版社大于且细颗粒粒径小于1含量大于!≤孟黔灵姚海林邱伦峰吸力对非饱和土抗剪强度的贡献岩土的高液限土作弃方处理∀在挖方路段施工时要求路力学床顶面以下∗范围采用亚粘土填筑因为符合区李兆平张弥赵慧丽含水量的变化对非饱和土强度影响的试和区要求的亚粘土土源较少故在区范围路床顶面验研究西部探矿工程以下∗采用工程性质合格的材料填筑区范围路李兆平张弥赵慧丽揭普高速公路工程地质特征评价及处理床顶面以下∗采用粘粒含量大于的粘土填措施公路与汽运总第期筑对应的压实度!≤值要符合规范要求∀为了保证上部黄厚庆高液限土在路堤土程中的应用研究中南公路工程路床的施工质量和进度在距路床顶面∗范围内的