林運(yùn)欽

摘要：本文通過(guò)對(duì)高液土進(jìn)行材料試驗(yàn)，較為詳細(xì)地闡述了高液限土這種特殊土質(zhì)的土力學(xué)特性。同時(shí)，結(jié)合在我市某一級(jí)公路新建工程路基填土中的應(yīng)用情況，對(duì)其幾種常見(jiàn)的處治方法進(jìn)行分析比較，以供各位業(yè)內(nèi)同行共同參考借鑒。

關(guān)鍵詞：高液限土；土力學(xué)特性；處治方法

1 概述

一直以來(lái)，高液限土作為公路工程路基填料中的一種，由于其不良的土質(zhì)特性，因此，在用作路基填料進(jìn)行填筑時(shí)，一直都保持著慎用的態(tài)度。本人通過(guò)結(jié)合我市某一級(jí)公路新建工程局部路段使用高液限土填筑路基這一工程實(shí)例，對(duì)該類(lèi)土質(zhì)在用作本工程路基填料93區(qū)前采取的一些改良措施及處治方法進(jìn)行一一概述，以讓我們更清楚、更深入地了解這一特殊土質(zhì)，以消除普遍存在"談高色變"的模糊心理。由于該實(shí)例工程高液限土的應(yīng)用數(shù)量大，分布范圍廣，因此，其處治方案在某種程度上也具有一定的代表性，對(duì)以后我們正確看待該種不良土質(zhì)，積累正確的處治經(jīng)驗(yàn)，具有較大的指導(dǎo)意義。

2 高液限土的土質(zhì)及土力學(xué)特性

2.1 土質(zhì)特性

土是由固相、液相和氣相構(gòu)成的三相體系。土的固相物質(zhì)主要是無(wú)機(jī)礦物顆粒和有機(jī)質(zhì)，它們構(gòu)成土的骨架。而對(duì)于高液限土來(lái)說(shuō)，由于土內(nèi)粗粒組含量較少（<25%），顆粒零星分散，其骨架作用并不明顯。因此，高液限土的工程性質(zhì)主要取決于土粒間的各種相互作用力，也即與土粒本身的結(jié)晶格架特征有關(guān)。高液限土通常含有大量的蒙脫石、伊利石等粘土礦物成分，這些成分和水分子發(fā)生相互作用時(shí)，其晶格活動(dòng)性極大，甚至晶格層間可能完全分散，成為高度分散且橫向延伸極大的薄膜片狀粒子。因此，此類(lèi)礦物成分具有較大的塑性（如蒙脫石的液限變化范圍可達(dá)到140~710%，塑限為50~100%；伊利石的液限為80~120%，塑限為45~60%。）及膨脹性，極易崩解，從而使高液限土也具有相似的工程性質(zhì)。

土的液相是指土孔隙中存在的水，一般包括結(jié)合水和自由水（包括毛細(xì)水和重力水）。由于高液限土顆粒粒徑較小，因此，毛細(xì)水上升高度較大，但速度較慢；又由于其中含有的礦物成分（如蒙脫石）帶有較多的負(fù)電荷，親水性較強(qiáng)，造成土粒結(jié)合水膜厚度較大，而滲透系數(shù)較低。這表明高液限土中的水分在正常情況下不易逸出，并且土不易壓實(shí)。

2.2 土力學(xué)特性

高液限土的強(qiáng)度主要來(lái)源于粘聚力。高液限粉土干時(shí)稍具粘結(jié)性，但易被壓碎，浸水時(shí)則易成流體狀態(tài)，故其強(qiáng)度無(wú)論在干濕狀態(tài)下均較低；高液限粘土干時(shí)粘聚力很大，強(qiáng)度很高，但浸水時(shí)強(qiáng)度隨粘聚力降低較快。同時(shí)，無(wú)論是高液限粉土還是粘土，浸水后整體穩(wěn)定性均較差。

總的來(lái)說(shuō)，高液限土的土質(zhì)及土力學(xué)特性表現(xiàn)為：透水性較差，干時(shí)堅(jiān)硬不易挖掘，不易壓實(shí)，并具有較大的可塑性、粘結(jié)性和膨脹性，毛細(xì)現(xiàn)象也很顯著，浸水后能較長(zhǎng)時(shí)間保持水分，因而承載力較小，穩(wěn)定性較差。

3 高液限土的處治方法

鑒于上述高液限土的特性，若直接用于填筑路堤時(shí)會(huì)產(chǎn)生路基填土難以壓實(shí)、翻漿、邊坡坍塌等病害，因此規(guī)范規(guī)定該類(lèi)土不宜作為路堤填料，如要使用，則須采取技術(shù)措施進(jìn)行處治。

由于高液限土的不良工程性質(zhì)主要是由其土粒形狀、大小、空間結(jié)構(gòu)、礦物成分以及浸水后和水產(chǎn)生的相互作用引起的，因此可以通過(guò)改變這些特性來(lái)改良其工程性質(zhì)。

3.1 包邊或包心處治方案。是本工程主要采用的處治方式。高液限土在合適的含水量下經(jīng)充分壓實(shí)之后，只要不受到水浸，其整體強(qiáng)度、承載能力及穩(wěn)定性基本上可以滿(mǎn)足路基設(shè)計(jì)的要求。

包邊方法是指在路基兩測(cè)用適宜土質(zhì)分層（每3m一層）包裹的方法；包心方法是指在路基兩側(cè)包邊，路基底部采用50cm砂礫透水層，頂部50cm用摻灰改性土加以封閉的方式。通過(guò)包邊或包心，再加上在挖填結(jié)合部位挖臺(tái)階及加鋪土工格柵等輔助手段，以及合適的排水措施，使路基形成一個(gè)穩(wěn)定的、具有相當(dāng)強(qiáng)度的不受水浸破壞的整體，從而達(dá)到處治的目的。該方案屬于后期保護(hù)的一種措施，其最大特點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)環(huán)保，處治得當(dāng)效果也較好，但其缺點(diǎn)也是顯著的：a、高液限土通常也具有較高的天然含水量，尤其是在經(jīng)歷過(guò)雨季之后，其天然含水量可高達(dá)40~50%。由于高液限土保水性較好，要將這樣的土通過(guò)晾曬達(dá)到最佳含水量左右（要求±2%），通常需要3~7天時(shí)間，因此，工期會(huì)延長(zhǎng)，從這一點(diǎn)看經(jīng)濟(jì)效益并不理想；b、在施工過(guò)程中，如果遇到降雨，尚未封閉的路堤將會(huì)受水浸而破壞，若雨量較多受影響的可能會(huì)包括整個(gè)包邊（心）層；c、當(dāng)層壓實(shí)完成之后，若晾曬時(shí)間較長(zhǎng)，由于壓實(shí)層上部水分散失，容易干縮網(wǎng)裂，造成路基整體強(qiáng)度下降。

3.2 摻灰或水泥等固化材料處治方案。將一定的比例的石灰或水泥（建議石灰摻量5~7%，325#水泥摻量為2~4%）與土拌和均勻后，石灰中的Ca（OH）2或水泥中的熟料礦物與土中的水發(fā)生碳化或水化反應(yīng)，一方面降低了土中的天然含水量，有利于土的壓實(shí)；另一方面其反應(yīng)生成物有效地提高了土的強(qiáng)度和水穩(wěn)性，使成型后的路基獲得較高的強(qiáng)度和較好的穩(wěn)定性。在施工過(guò)程中，摻灰土可悶料24h，以使其反應(yīng)更加充分徹底。若摻用水泥，則應(yīng)盡量做到隨拌隨鋪、隨壓。該處治方案是上述三種方案中效果最好的一種。除造價(jià)較高外，和方案2一樣還有拌和困難、工效較低的缺點(diǎn)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，高液限土雖然由于其材料特性而被列為路基填料中的不良土質(zhì)，但在在經(jīng)過(guò)一些技術(shù)措施的處理改良后，它仍然可以用作我們路基的填料之一，規(guī)范里在對(duì)該種土質(zhì)進(jìn)行相關(guān)說(shuō)明時(shí)，也只是建議我們慎用，并規(guī)定了它可以在路基中的某一些特殊部位進(jìn)行使用，比如路基填土93區(qū)。因此，高液限土的應(yīng)用問(wèn)題，也其實(shí)不是一項(xiàng)高不可攀的技術(shù)難題，我們只有深術(shù)地掌握其材料特性，并針對(duì)它材料特性中的不足之處再對(duì)其進(jìn)行"對(duì)癥下藥"，也是一樣可以放心使用的。

參考文獻(xiàn)

[1]《高液限土路基設(shè)計(jì)與施工技術(shù)》.王年香主編 中國(guó)水利水電出版社.2005-11-1.