對高液限土作為填筑材料的研究與改良措施

楊明興

廈門合誠工程檢測有限公司,福建 廈門 361000

0 引言

實際施工常常遇到高液限土，但因土方量大棄方難、施工場地面積受限，施工現場周邊可直接使用土源少，施工工期緊致使翻曬難等多種因素制約，同時綜合考慮周邊環境保護、合理控制工程造價，高液限土亟待改良后充分利用來作為建設工程的填筑材料。

1 改良方案研究

1.1 通過摻加砂以改善土顆粒級配進行改良

高液限土承載能力的粗粒組含量少，“骨架”作用先天不足。通過摻加天然砂或機制砂以改變顆粒分布情況，搭起骨架作用并在一定程度上消減細粒土的不良影響。

摻砂改善土的顆粒級配能提升CBR 承載比強度，水穩性改良效果欠佳。未能較好的控制改良后土的含水率，攤鋪和翻曬壓力無法得到良好的解決。

近年大量投入基建建設，天然砂、機制砂儲備大幅減少，隨著料源資源的短缺，摻砂進行改良經濟性相對較差。材料潛在的變化制約了摻配級配良好與否，不利于填筑效果控制。

1.2 通過提高壓實功率改善施工工藝的方法

通過控制松鋪厚度、增加翻曬控制碾壓含水率。加強后期沖擊碾壓等手段強力排出土中氣相組，減少顆粒間孔隙從而尋求路基填筑密實效果。

此方法特點，違反了國家標準的規定，并且無法為現場施工解決場地、翻曬等問題。從原理上看似可行，實質上高液限土極難控制翻曬含水率。

2 工程實例

廈門市軌道交通3 號線工程五緣灣停車場施工工程，項目施工地處廈門市湖里區內，周邊可作為借方的土源極少、現場可利用土源為高液限土液限超出施工技術規范及設計文件要求，存在天然含水率極高、現場因場地受限翻曬難且不易控制碾壓含水率等問題。

2.1 改良方案的初步確定

研究現場土樣并進行大量的土工擊實試驗驗證，不同摻量的水泥無論在理論上還是實際上都是具備單獨特性的土質，研究過程通過檢測發現與確定最大干密度隨著水泥摻量的不斷變化而變化。依據下述方法最終得出該土樣采用摻加10%水泥進行改良的方案。

2.2 研究方法的過程與步驟

采用二階段試驗方法。

第一階段：運用《土工試驗方法標準》GB/T50123-2019 濕法制備方法對原土樣直接摻入不同比例（5%～25%）的水泥，此時的各個摻入不同比例水泥的土質均具有不確定性。不同比例的摻量得到了不同的土質，其粗顆粒因水泥干粉顆粒較小保持基本不變，但細粒組變化與摻量成正比。綜合不少于5 個摻入比例結果，再以4.2 控制要點微調水泥摻加比例，確定本次研究采用的土樣較優摻量為10%［1-2］。

第二階段：采用干法制備對改良后的土質技術指標進行驗證。

（1）將原土樣風干至干燥狀態，運用干法制備將風干土樣按2%～3%遞增進行樣品調節。

（2）調節含水率后的土樣，按質量比摻入10%水泥，得到標準擊實土樣，并在半小時內開始對土樣進行標準擊實。擊實后按標準要求測定土樣含水率。因摻入水泥作為改良材料，測定含水率的烘箱溫度設定為105℃～110℃，將烘箱提前升溫至105℃后再將測定含水率樣品放入烘箱。

（3）重復上述第2 步驟，完成不少于5 個不同含水率的標準擊實，確保擊實曲線可求得最大干密度ρdmax，最佳含水率ω0。

（4）依據各擊實結果繪制曲線，求得最大干密度ρdmax，最佳含水率ω0。得出結果驗證了摻量可行性，進而開展后續其他技術指標檢測驗證工作；

（5）依據《土工試驗方法標準》GB/T50123-2019 對摻入10%水泥的改良土進行液塑限試驗檢測工作；

（6）依據《土工試驗方法標準》GB/T50123-2019 對摻入10%水泥的改良土進行CBR 承載比試驗檢測工作；

2.3 改良前后土質變化

表1 進行研究改良前后標準擊實結果對比

圖1

圖2

改良前現場原土樣技術指標及摻入10%水泥進行改良后的土技術指標對比情況，詳見表2。

表2 實測指標對比

3 結語

綜上所述，我們通過工程實際案例運用不難發現用水泥作為改良材料所具備的幾大優點。

（1）符合性。通過系列研究檢測，摻入10%水泥進行改良后的高液限土，已然液限下降幅度明顯，CBR 承載比強度值明顯得到大幅度提升。完全能滿足《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》CJJ1-2008 規范要求及設計文件要求。

（2）可操作性。另外對土的最佳含水率影響較大，對最大干密度ρdmax 影響并不大。但這恰恰更有利于現場施工人員便于現場控制與掌握，具備了良好的可操作性。將可能存在的摻量誤差、材料波動帶來的偏差規避到最小化。這是選擇水泥作為改良材料的原因之一。

（3）優異性。摻加水泥改良經過室內CBR 承載比試驗驗證，是摻加生石灰會導致水穩定性不佳所不能比擬的。