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1、路基工程中红粘土的处理方法第24期总第226期2010年12月内蒙古科技与经济InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.24,the226thissueDec.2010路基工程中红粘土的处理方法麻军(包头市公路规划勘测设计院,内蒙古包头014040)摘要:针对公路工程中常遇到的强度较高,压缩性较小的红粘土路基,根据不同情况提出几种处理方法,以保证该不良地基情况下公路路基的强度和稳定性.关键词:红粘土;强度;压缩性;路基_v-St;处理方法中图分类号:TU446文献标识码:A文章编号:1007--6921(201
2、O)24一OO94一O2在公路工程勘测和施工中,不论是高原和山区,还是平原和丘陵地区,常常会遇到分布不均,厚度不等的红粘土土层.红粘土虽然强度较高,压缩性较小,但因与岩溶伴生,且含水量,液限均较一般粘土高,具有涨缩性等,因此常被称为"有问题的土"或特殊土,红粘土路基也被称之为特殊土路基.当其含水量高于塑限时,无论是作为路堤填料,还是作为路堑段地基都需要进行必要的处理,其处理方法主要有垫层置换法和土性改良法.1垫层置换法路堑地段的红粘土路基,一般位于红粘土土坡,丘的下部,含水量往往超过了最佳含水量,因此很难达到95%的压实度当施工期间的气候条件不利时,可采用垫
3、层换填处理,即将路基基底超挖不小于30cm的厚度,改用其他好粘土,砂土,灰土,粉煤灰等材料铺填碾压密实后形成置换垫层,并做好防水处理,然后再在其上进行路面工程施工.这样不仅解决了压实度的问题,进一步提高了路基强度,而且可以消除红粘土的膨胀性对路面的影响.我国公路工程曾采用石灰和粉煤灰按2:8重量比配制,经搅拌碾压形成二灰垫层,作为红粘土路基,其效果甚佳.2土性改良法2.1石灰改良法对不适宜作路堤填料的红粘土可通过掺加3～5石灰进行土性的改良.对路堑地段的路基,也可将基底翻松,然后洒石灰水或消石灰,并随即压实来消除红粘土的膨胀性.当石灰掺入到红粘土中后,石灰就
4、会在水中溶解为Ca和oH一,增大了土中的pH值.由于Ca交换能力较强,可将高岭石,伊利石等粘土矿物吸附的Mg,K,Na交换出来,从而减少了土的塑限,使双电层即结合水膜厚度变薄,土的含水量降低,胶体老化,塑性减小.例如,高岭土吸附二价钙离-3:比吸附一价的钠离子,液限降低15%,塑性指数从21减少到11,减幅达5O%,缩限也从26.8减少到24.5.随着土塑性幅度降低,红粘土的胀缩性收稿日期:2O1O—O9—1O?94?也随之消除.同时,粘粒结合水的减少,使得粒间孔隙内产生负孔隙水压力,土粒向内收缩,粘土粒间的结合力增强.当这种收缩力超过粒间斥力时,土微粒发生
5、凝聚,土颗粒靠得更紧,出现团粒化现象,土中小于2m的粘粒减少,从而减少了粘土的分散性.阳离子交换后,随着龄期的增长,石灰与土中胶质SiO和胶质A10.发生反应,形成复杂的化合物,如硅酸钙水合物等.有的硬化后,形成晶体穿插在粘粒之间,与粘粒粘结形成网状结构,这种固结反应使粘粒联系更加紧密,进一步改善了土的物理力学性能,使得改良后的红粘土的强度增大并长期保持稳定.除石灰外,还可采用水泥,NCS固化剂等降低土体含水量,改善过湿红粘土的压实性能.2.2砂石,粉煤灰等瘦化剂改良法实验表明,在红粘土中加粗砂,碎石,石屑,粉煤灰,矿渣等瘦化剂也可大大降低红粘土的液限,减少
6、其塑性,达到土性改良的目的.由于这些瘦化剂材料与红粘土的均匀拌和不易实现,耗费工时,因此在实践中可采用分层摊铺,即每30cm～40cm厚的红粘土,上铺8cm左右的瘦化剂,而后碾压密实,使每30em~40cm厚的粘土层顶部都形成10era左右厚的"土结石"层,构成"三明治"式的路堤.3降低压实度标准填筑于下路床及上,下路堤的红粘土填料,当进行处理或采用重型压实标准有困难时,可采用轻型压实标准.对高速公路和一级公路,采用轻型压实标准的下路床,上,下路堤的压实度分别不小于98,95%,9O%,其他等级道路要求下路床应不小于95%,上,下路堤均要求不小于9O,零填及
7、路堑路床则要求不小于95.研究表明,红粘土的结构强度较大,对于稠度大于1.0的红粘土,特别是具有胀缩性的红粘土结构强度与膨胀能力具有反相关关系,原有的结构连接被破坏后的扰动土,较原状土具有更大的膨胀和胀缩变形.密实度越高,其膨胀量和膨麻军?路基工程中红粘土的处理方法2010年第24期胀力越大;在同一密度条件下,初始含水量越低,其膨胀量和膨胀力越大.红粘土的天然含水量较高,又分布在多雨的湿润气候区,要将土的含水量降到重型击实标准的最佳含水量十分困难.土质改性,翻晒等,增大了工程成本,工作量大,费时颇多,影响施工进度.即使花了很大代价,在施工期间和竣工后,压实的
8、红粘土也可因吸水膨胀而降低密实度,且压实度越高,吸水
