高液限土在高速公路建设中应用研究

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1、高液限土在高速公路建设中的应用研究作者: 佚名  来源: 规程  时间: 2006年03月03日  点击数:80罗志强广东工业大学建设学院摘要结合阳茂高速公路利用高液限土的工程实例，分析高液限土的工程地质特性，提出采用挖方路基处理和将其作为路堤填料的处治措施，建议采用包芯处治填筑路堤方案。关键词高液限土；工程地质；工程处治；包芯处治　　高液限土作为路堤填料或路堑土，对公路路基的强度和稳定性是一种不良土质，其工程措施尚处于探索研究阶段。然而，广湛高速公路阳江至茂名段项目中，地质初勘和详勘发现有较大范围的高限土，达113．3万m。由于该路沿线基本农田和果园较多，取土较为困难；若高液限土

2、均作为弃方处理，势必增加工程造价。因此，有必要研究高液限土在阳茂高速公路建设中的应用。l高液限土的工程地质特性　　在阳茂高速公路的土质初勘、补勘和详勘过程中，挖方路堑与取土场共布置124个钻孔。勘探结果表明23处挖方路段存在高液限土，总长度占路线总长的7．8％。分析土样试验资料可知：①相同位置的高液限土厚度不一，靠近地表的最大厚度为15m，最小厚度为3m；②同一钻孔的高液限土与其它土交替分层分布；③高液限土的分布具有区域性。一般一个山丘存在高液限土，相邻山丘同样存在。根据土工试验报告分析可知，阳茂高速公路沿线的大部分高液限土是燕山期的斑状粗粒花岗岩和钾长石粗粒斑状花岗岩等岩石风化形

3、成的残积和层积坡积土，化学成分以为主；其高液限土的划分，如表1所示；其高液限土主要具有下述工程地质特性：　　①具有弱膨胀性。对于0．075mm颗粒含量比例大于70％的土样，组成粘粒的矿物成分具有一定数量的绿高岭石、多水高岭土和绿晶高岭土等吸水性强、遇水膨胀以及失水发生碎裂的矿物，膨胀量一般在1％～3％。　　②具有裂隙性。实地调查发现，高液限土的裂隙与母岩(花岗岩)的节理裂隙具有继承性，很可能是土体胀缩或土体移动造成；暴雨之时，开挖后的土体可能产生坍塌或滑动。因此，开挖路堑时，尤其注意路堑边坡防护与施工安全。　　③具有一定的崩解性。花岗岩风化高液限土与其它地区的花岗岩风化土的崩解性，

4、有一定的相似性和普遍性。其理由：大雨或暴雨时，土体表层的粘土矿物流失；土体内的多水高岭土等吸水膨胀，导致表层土体粘结力下降，土体发生离析崩解。　　④水作用性强。由于高液限土颗粒粒径较小，细颗粒含量高，透水性差，干时坚硬，不容易挖掘。同时，高液限土毛细现象显著，浸水后长时间保持水分，表明高液限土中的水分在正常情况下不容易逸出，并且土质不容易压实。因此，从高液限土的物理特性可以看出，是一种路基填土的不良材料。2高液限土挖方路段的路基处理　　从工程地质勘察可知，阳茂高速公路挖方路堑土基处于地面水和地下水的影响区域，高液限土具有吸水性强、遇水膨胀和软化以及失水碎裂等的工程地质特性。因此，为

5、了保持路堑边坡的稳定性和满足路基压实度的要求，对高液限土挖方路段路基进行下述处治措施：①在路床范围超挖60～80cm，换填强度高和透水性好的粗粒土；②两侧边沟底设置碎石盲沟，其断面尺寸为50cm×40cm。如果路床土的天然稠度值W<0．9，则加深盲沟埋置深度为100cm；若路段存在山间洼地、泉眼或地下水，则设置断面尺寸为40cm×40cm的横向盲沟，与边沟底盲沟贯通；③根据边坡高度，采用放缓边坡坡度、拱架支护和护面边坡等边坡防护措施。3高液限土作为路堤填料的可行性研究3．1高液限土定义在公路工程实施中具有的意义　　根据《规程》?可知：高液限土是一种细粒土，必须同时具备两个分类特性：

6、①小于0．074mm的颗粒含量大于或等于50％；②液限W≥50％。从公路工程实践可知，土的工程性质取决于成分因素和环境因素。成分因素包括土粒的形态和大小、矿物成分、孔隙水溶液成分等。事实上，土的粒径以及形状反映土的物理特性。然而，液限试验规定：试验前必须筛除大于0．5mm的土颗粒。因此，由试验取得的液限只能表示土中0．5mm部分土的界限含水量，未反映土的界限含水量。实际上，无论从土的分类方法或从土力学研究角度，还是从实施路基工程的角度出发，高液限土不适宜填筑路堤的判断指标，除界限含水量之外，更应考虑到的是土的粒径、形状及分布。《规范》规定：液限大于50，塑性指数大于26的土，以及含

7、水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料；需要用时，必须采取满足设计要求的技术措施，经检验合格后方可使用。该条文没有考虑到土颗粒特征对土的性质影响，显然是不合理的。下述实例加以说明。　　有一工程土样，其颗粒分析结果，见表2，其它指标：液限为80％，塑性指数为51％，最大干容重为1．84g／立方米，最佳含水量为13．8％，CBR为16．8％，吸水膨胀量(有侧限试验)为2．14％。当这种土用于路堤填料时，在最佳含水量±2％的范围内采用CA一30型压路机碾压5遍、8遍和12遍