对高液限土作为填筑材料的研究与改良措施

杨明兴

厦门合诚工程检测有限公司,福建 厦门 361000

0 引言

实际施工常常遇到高液限土，但因土方量大弃方难、施工场地面积受限，施工现场周边可直接使用土源少，施工工期紧致使翻晒难等多种因素制约，同时综合考虑周边环境保护、合理控制工程造价，高液限土亟待改良后充分利用来作为建设工程的填筑材料。

1 改良方案研究

1.1 通过掺加砂以改善土颗粒级配进行改良

高液限土承载能力的粗粒组含量少，“骨架”作用先天不足。通过掺加天然砂或机制砂以改变颗粒分布情况，搭起骨架作用并在一定程度上消减细粒土的不良影响。

掺砂改善土的颗粒级配能提升CBR 承载比强度，水稳性改良效果欠佳。未能较好的控制改良后土的含水率，摊铺和翻晒压力无法得到良好的解决。

近年大量投入基建建设，天然砂、机制砂储备大幅减少，随着料源资源的短缺，掺砂进行改良经济性相对较差。材料潜在的变化制约了掺配级配良好与否，不利于填筑效果控制。

1.2 通过提高压实功率改善施工工艺的方法

通过控制松铺厚度、增加翻晒控制碾压含水率。加强后期冲击碾压等手段强力排出土中气相组，减少颗粒间孔隙从而寻求路基填筑密实效果。

此方法特点，违反了国家标准的规定，并且无法为现场施工解决场地、翻晒等问题。从原理上看似可行，实质上高液限土极难控制翻晒含水率。

2 工程实例

厦门市轨道交通3 号线工程五缘湾停车场施工工程，项目施工地处厦门市湖里区内，周边可作为借方的土源极少、现场可利用土源为高液限土液限超出施工技术规范及设计文件要求，存在天然含水率极高、现场因场地受限翻晒难且不易控制碾压含水率等问题。

2.1 改良方案的初步确定

研究现场土样并进行大量的土工击实试验验证，不同掺量的水泥无论在理论上还是实际上都是具备单独特性的土质，研究过程通过检测发现与确定最大干密度随着水泥掺量的不断变化而变化。依据下述方法最终得出该土样采用掺加10%水泥进行改良的方案。

2.2 研究方法的过程与步骤

采用二阶段试验方法。

第一阶段：运用《土工试验方法标准》GB/T50123-2019 湿法制备方法对原土样直接掺入不同比例（5%～25%）的水泥，此时的各个掺入不同比例水泥的土质均具有不确定性。不同比例的掺量得到了不同的土质，其粗颗粒因水泥干粉颗粒较小保持基本不变，但细粒组变化与掺量成正比。综合不少于5 个掺入比例结果，再以4.2 控制要点微调水泥掺加比例，确定本次研究采用的土样较优掺量为10%［1-2］。

第二阶段：采用干法制备对改良后的土质技术指标进行验证。

（1）将原土样风干至干燥状态，运用干法制备将风干土样按2%～3%递增进行样品调节。

（2）调节含水率后的土样，按质量比掺入10%水泥，得到标准击实土样，并在半小时内开始对土样进行标准击实。击实后按标准要求测定土样含水率。因掺入水泥作为改良材料，测定含水率的烘箱温度设定为105℃～110℃，将烘箱提前升温至105℃后再将测定含水率样品放入烘箱。

（3）重复上述第2 步骤，完成不少于5 个不同含水率的标准击实，确保击实曲线可求得最大干密度ρdmax，最佳含水率ω0。

（4）依据各击实结果绘制曲线，求得最大干密度ρdmax，最佳含水率ω0。得出结果验证了掺量可行性，进而开展后续其他技术指标检测验证工作；

（5）依据《土工试验方法标准》GB/T50123-2019 对掺入10%水泥的改良土进行液塑限试验检测工作；

（6）依据《土工试验方法标准》GB/T50123-2019 对掺入10%水泥的改良土进行CBR 承载比试验检测工作；

2.3 改良前后土质变化

表1 进行研究改良前后标准击实结果对比

图1

图2

改良前现场原土样技术指标及掺入10%水泥进行改良后的土技术指标对比情况，详见表2。

表2 实测指标对比

3 结语

综上所述，我们通过工程实际案例运用不难发现用水泥作为改良材料所具备的几大优点。

（1）符合性。通过系列研究检测，掺入10%水泥进行改良后的高液限土，已然液限下降幅度明显，CBR 承载比强度值明显得到大幅度提升。完全能满足《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008 规范要求及设计文件要求。

（2）可操作性。另外对土的最佳含水率影响较大，对最大干密度ρdmax 影响并不大。但这恰恰更有利于现场施工人员便于现场控制与掌握，具备了良好的可操作性。将可能存在的掺量误差、材料波动带来的偏差规避到最小化。这是选择水泥作为改良材料的原因之一。

（3）优异性。掺加水泥改良经过室内CBR 承载比试验验证，是掺加生石灰会导致水稳定性不佳所不能比拟的。