浅谈高液限土改良
高液限粘土填筑路基施工技术探讨
高液限粘土填筑路基施工技术探讨我国公路建设发展迅速，公路建设地形、地质复杂多变，高液限粘土是公路路基施工中经常会遇到的一种不良填土，因其特殊的物理性能，作为填土对路基的稳定性有一定的不良影响，在施工中调运其他填土不仅增加了施工成本，还延长了施工时间，因此提高施工工艺，改良高液限粘土性质，合理利用高液限粘土填筑路基不仅能够有效利用资源，减少浪费，对按时完成工程建设，保证建设质量，减少资金投入也是大有裨益的。
标签：高液限粘土；路基；施工引言高液限粘土在我国分布比较广泛，主要集中在南方多雨地区，气候潮湿，降水量丰富，山地多而险要，碳酸盐类岩石随处可见，经长期风化后形成了红粘土、高液限粘土，这类土质含水率高、塑性指数大、水稳定性差，会对路基质量造成极大的不利影响，随着建设环境要求的日益提高，以及工程建设经济性的因素考虑，节约土地资源，减少废方，提高对环境的保护，合理有效地利用高液限粘土成为必然的趋势。
根据相关规范规定，红粘土、高液限粘土不可直接作为路基填土使用，那么就需要通过对高液限粘土的性质改良以及施工工艺的控制来保证路基质量，提高高液限粘土的使用率，预防公路后期病害，延长公路使用寿命，是十分必要的。
1 高液限粘土的定义和特性高液限粘土是指液限含水量大于50%，塑性指数大于26的土，按照规定，这样的土一般情况是不能直接用作填土进行填筑的，必须经过适当的技术处理。
高液限粘土颗粒比较小，渗水速度慢，含水率高，在处于浸水状态时稳定性差，呈流态；当土失水时，又容易收缩发生干裂，因此在施工时不易晾干和压实，且土在干燥状态时又有一定的强度，但很容易被压碎。
根据交通运输部公路科学研究所《红粘土与高液限粘土路基施工技术指南》，我国的红粘土与高液限粘土多由灰岩和白云岩等碳酸盐类母岩风化而来，一般分布于中低山及缓丘的山坡上，风化程度高，粗颗粒含量少，液限多在50%～75%，个别超过90%；塑限多在28%～42%之间，天然含水率多在35%～50%之间，CBR 值多在3～15之间，分布范围较宽。
高液限土路基改良处治技术
高液限土路基改良处治技术作者：***来源：《西部交通科技》2023年第07期作者简介：卢代健（1989—），工程师，主要从事公路工程施工管理工作。
摘要：文章以某高速公路路基工程为依托，通过现场取土及试验，制定符合项目实际的高液限土改良方案，提出高液限土路基改良施工技术，以有效地解决项目高液限土利用难题，合理调配高速公路沿线高液限土，减少弃方，加快施工进度，取得了较好的经济效益，可为今后类似工程施工提供经验借鉴。
关键词：高液限土；土体改良；路基填筑中图分类号：U416.10 引言高液限土主要分布于我国长江以南地区，且各地区的高液限土在外观和分布厚度上，都有一定的变化。
高液限土的存在会给路基带来不均匀沉降、开裂、滑坡等问题，直接填筑的高液限土还有可能造成路面的波浪变形、翻浆、冒泥以及路堑的剥落、冲蚀、坍滑等病害。
若不经过改良直接废弃高液限土，当项目路基填方不足时，还需要另外取土，势必会增加环境污染与施工成本，为此，应积极开展高液限土改良处治技术研究。
1 工程概况某高速公路沿线分布大量高液限土，主要由灰岩、白云质灰岩及泥岩等风化残积而成，多分布于地表，厚度为1～20 m，局部厚度＞30 m，具有高含水率、高液限（＞50%）、高塑性指数及高孔隙比的性质，通常自上而下由硬变软，这类土具有难压实、压缩性大、压缩变形稳定时间较长，且强度低等特性。
通过现场取土及进行土工试验，可判定所取土样为高液限土，其数据如表1所示。
该项目区域内高液限土挖方量较大，直接废弃将会产生大量弃方，且沿线基本为农田和水塘，弃土占地协调难度大，而且取土方量大，运距较远。
2 改良方案的选取根据《公路路基施工技术规范》（JTG/T 3610-2019），高液限土可直接用于高速公路下路堤（93区）填筑，但不能直接作为94区及以上路堤填料，当利用挖方路段高液限土填筑路堤时，应对其处治合格后再使用，要求在旱季进行高液限土路基施工[1]。
而路基高液限土处治技术通常包含换土法、掺和改良法、包边或包心法、化學法[2]等，其优、缺点如表2所示。
对高液限土作为填筑材料的研究与改良措施
对高液限土作为填筑材料的研究与改良措施摘要：高液限土是施工中经常用到的一种材料，但是因为其自身独特的性质很难直接进行有效的应用。
在实际应用过程中应该根据高液限土的特征做好改良工作，提升土质稳定性和水稳定性，为工程施工提供良好的填筑材料。
本文从高液限土作为填筑材料角度出发，探究其改良措施和施工技术，提升其应用效果。
关键词：高液限土特点;性能指标;水稳定性;改良方法;海南环岛旅游公路第六工区项目位于临高县和澄迈县，属热带海洋性季风气候，具有高温多雨，干湿季节明显，雷暴雨多，蒸发量大，热带气旋影响频繁的气候特征。
项目路基沿线多分布高液限黏土，高液限土的工程性质与其母岩成份、含水量、密实度、外荷载大小及作用方式、其他物理化学作用等都有关系。
由于其具有天然含水率较高、渗透性系数低、水稳性较差、压实难度大等诸多不良工程特性，如果在施工过程中不能采取正确的处理措施，往往会引起道路不均匀沉降、路面开裂、路床翻浆冒泥、甚至是路基垮塌等质量问题。
如果将其换填成其它非高液限黏土，则会产生大量弃方，废弃土方既影响生态环境，又显著提高工程成本，同时造成工期延长。
因此，研究施工沿线高液限黏土的的工程性质，并提出与之相适应的改良施工技术，是本公路工程建设过程中一个关键问题。
1 可行性分析海南省环岛旅游公路第六工区项目分布的高液限黏土，为粉质黏土，呈红褐色，可塑状，其孔隙比较大，液限值较高，常大于50%，遇水易软化，属典型的高液限黏土，且常含有孤石，工程性质较差，不能直接作为路基持力层。
本项目沿海路段较多、较长，直接挖除换填会造成大量弃方，对周边生态环境产生危害，较为常用的处理方法是土体改良，常规固化剂主要有粉煤灰、水泥、石灰等，这些添加剂与土颗粒发生一系列的理化反应改变土体颗粒组成与矿物成分，从而使土体的路用性能得到提高。
土体改良的优势在于：(1) 高液限黏土添加水泥后，改变了黏土的物理性质，使黏土的液塑限降低，最大干密度增加; 水泥硬化吸收一部分水使土体的含水量降低; 与黏土板结性增强，硬度提高，CBR值增加。
改良用高液限红粘土作回填土填料性质的方法研究
改良用高液限红粘土作回填土填料性质的方法研究杨建华;唐锡彬;王强【摘要】High liquid limit red soil (ω>80%) , which may soften soil and cause ground subsidence , theoretically can't be used as the foundation backfill because of its poor drainability and consolidating ability .The study tries to increase the dry density and degree of compaction of red clay by admixing rubbles in a certain ratio .The mixing, which keeps the water content within the optimal range , increases the possibility of red clay being used as backfill .%高液限（ω＞80％）红粘土作为一种特殊的不良地基土体，具有软土、土洞、地面塌陷和胀缩性破坏等不良工程特性，其难排水、难固结的特性原则上是导致其不能作为回填地基材料的主要原因。
研究提出在一定的最优含水量范围内，按一定比例掺和碎石并提高压实功等级的改良处理措施，可增大红粘土的最大干密度，提高其压实度，对改良用高液限红粘土作为回填材料增加了可能性。
【期刊名称】《地下水》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P153-155)【关键词】高液限红粘土;回填材料;碎石;击实功【作者】杨建华;唐锡彬;王强【作者单位】贵州电力设计研究院，贵州贵阳550001;贵州电力设计研究院，贵州贵阳550001;贵州电力设计研究院，贵州贵阳550001【正文语种】中文【中图分类】P642.13+2在典型的喀斯特地貌区，高液限红粘土分布于较纯的碳酸盐岩(主要为白云岩、灰岩)地区，且无泥岩、页岩混杂的地层地带。
高液限黏土在路基施工中的改良方法
２０１８年第６期 （总第２９２期）
黑龙江交通科技
ＨＥＩＬＯＮＧＪｌＡＮＧ ＪｌＡＯＴＯＮＧ ＫＥＪｌ Ｎｏ．６，２０１８
（Ｓｕｍ Ｎｏ．２９２）
高液限黏土在路基施工中的改良方法 王海洋 （龙建路桥股份有限公司，黑龙江哈尔滨１５００９０）
摘要：高液限黏土在施工沿线普遍存在，在施工中，此类土属于不良土质。该土具有明显的塑性，但对水的敏感性特别强， 使之固结性和渗透性受到影响，达到固结稳定的时间一般需要几年或者更长时间，这对于工期造成很大影响。要解决工期紧 问题，既保证备料运输，又节约各项成本，施工运行效果良好。 关键词：高液限黏土；改良；路基施工 中图分类号：Ｕ４１６．１ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８—３３８３（２０１８）０６—００５５—０１
１工程概况 公司城建北安至富裕高速公路高填方路段路 基工程施工，现场情况为基底状况差，经过从不同 路段取样进行分析、液塑限及ＣＢＲ试验。 实验结果显示：沿线土质大多为高液限黏土， 其中液塑限试验结果中液限最高为７３．２％、塑性指 数４１．５、２．３～５．６的ＣＢＲ值。因此本项目为了节 约土资源等综合因素，发挥高液限黏土的特性。 在设计改良方案时，由于沿线生石灰较少且价 格昂贵，使用生石灰改良在经济上不可行，故考虑 使用水泥进行改良。 ２技术措施 ２．１ 改良目的 （１）高液限黏土添加水泥后，改变了黏土的物 理性质，使黏土的液塑限降低，最大干密度增加；水 泥硬化吸收一部分水使土体的含水量降低；与黏土 板结性增强，硬度提高，ＣＢＲ值增加。 （２）高液限黏土得到有效的利用，避免因路基 填筑无法使用而直接废弃，降低工程成本。 ２．２ 改良方案 （１）施工放样 根据路基设计高度，进行实测，考虑路基沉降、 路基削坡等因素，确定出路基的填筑边线。 （２）填土整平 用挖掘机挖装，自卸车运输，将砂化好的土运 输至施工路段，由专人指挥到制定位置卸料，再用 推土机初平，检测含水量。 （３）掺灰拌和 掺灰后翻拌，使灰土拌和均匀，颜色达到一致， 无灰条、灰斑，整体层位基本均匀一致。 （４）含水量调整 在拌和结束后，如果含水量扔未达到标准，则 继续翻拌晾晒；如含水量过小，则用洒水车补偿水 分后拌合均匀。 ３安全措施 ３．１现场安全措施 制定现场施工安全措施，现场专人指挥装料、 卸料、指挥车辆运输，现场进出道口有专人指挥、警 示标志，配备安全保护设备、用品，醒目带反光效果 服装及警示标志。 ３．２安全保证措施 （１）建立、健全车辆运输安全生产责任制，责任 落实到人。 （２）建立健全行之有效的安全管理体系，成立 安全管理领导小组，行使安全监察职能。 （３）新进项目工人须进行项目、班组和作业区 的三级教育，工人改变工种，必须进行新工种的安 全技术教育。 （４）进行相关安全技术交底。
路基填筑中高液限土的应用
路基填筑中高液限土的应用一、施工改良在填土之前要对场地进行平整，把下承层进行压实处理，通过测量放样对土层进行松铺系数的确定，假如每一个填土层的高度为250mm，那么铺平整理之后，开始进行“康耐”水溶液的喷洒，按照事先制定的松铺系数进行土层的铺设，即使一遍也是可以成形的。
在对场地进行平整之后就可以进行压实、晒干处理了。
在碾压的过程中要用压路机先静压一遍，之后再进行二次碾压，在碾压完成后要进行检测试验，一直到每一项指标都符合要求为止。
掺砂改良。
在掺砂改良的施工方案中，主要可以分为以下四个阶段，首先是掺量，其次是上料，再次是拌和，最后就是碾压。
下面对于这四个重要的环节进行分析：掺量。
掺量是需要以掺砂之后的混合物中的颗粒和技术指标来规范的，一般情况下，掺量中大于0.074mm的颗粒要达到设计的要求，还要符合设计规范和国家要求。
上料。
在以往的施工中，都是先土后砂的。
松铺的土层厚度以及在拌和之后的厚度要在250mm左右，最厚也不要超过300mm。
拌和。
将铺好的含有砂的土拌和，使得砂拌和均匀，最好是使得它可以和下层土有结合部位，便于粘结。
碾压。
当拌和均匀后，混合料要在含水量适宜时进行碾压。
二、高液限土路基处理技术与经济效益高液限土路基处理技术在施工过程中不仅是要涉及到材料费用，而且与在施工过程中施工工艺的复杂程度以及相关的施工机具也是有着很大的关系的，在进行高液限土路基处理技术的经济分析中材料费用是非常重要的，这里的材料费也是和工程地区有着密切关系的。
一般进行高液限土路基的技术经济分析是以道路的第一合同为背景的。
其中涉及的某些相关费用也是依据交通部道路的工程预算编制定额以及工程的实际进行的。
（一）挟用低液限好土。
低液限土的取土费用对于进行高液限土路基处理技术的经济分析也是有着一定的影响。
据统计，目前可以很好利用的低液限好土的取土场数量是比较少的。
所以，一般情况低液限好土的取土费用是比较高的。
一般来讲进行低液限好土的运输费用单价都是在2元左右，进行的平均运输距离也就是在7b左右。
高速公路路基高液限黏土施工改良技术
高速公路路基高液限黏土施工改良技术在研究高速公路路基高液限黏土施工改良必要性时，可以通过以下两个方面来了解，第一，在使用高液限黏土进行施工时，由于其强度低，只使用这一种填充物难以达到施工强度标准，进而需要对黏土进行施工改良，提高路面运行的稳定性。
另外，国家相关规定要求，路基中黏土的颗粒含量需要≤25%，并且黏土中的液体含量＜50%，当施工材料不满足这一规定时，需要将施工材料进行加工，符合标准后才能应用到工程施工中。
第二，黏土的硬度与颗粒之间的摩擦力有关，当黏土中的含水量较大时，其中的摩擦力会降低，黏土的硬度降低，应用这一黏土进行施工，影响路基的稳定性。
（二）改良研究在研究高速公路路基高液限黏土施工改良必要性时，可以通过以下两个方面来了解，第一，在对高液限黏土改良之前，需要进行实验对黏土的黏性进行研究，并对公路施工路段需要黏土黏性进行分析，通过这样的方法，能够了解黏土改良的方向，并针对这一方向改良黏土，进而提高路基施工质量。
第二，在对高液限黏土改良研究时，可以进行实验，在高液限黏土中添加其他物体之后，通过实验了解其中的透水性、孔隙大小等，通过反复实验的方法，找到其中存在的问题并加以解决，提高高液限黏土的粘结力。
一、高速公路路基高液限黏土施工改良技术（一）添加石灰法在对高速公路路基高液限黏土施工改良时，可以应用添加石灰法，具体可以通过以下两个方面来了解，第一，在高液限黏土中添加石灰时，需要对其中的含水量、颗粒密度等进行研究，例如：在研究时，实验人员可以先在其中添加2%、6%、10%的石灰，开展实验研究其中黏土的黏性，实验结果见表1。
根据实验结果，可以了解在高液限黏土中添加石灰，能够降低高液限黏土中的含水量，并且能够提高其中的密度、硬度，应用这一方法能够提高路基的稳定性[1]。
第二，虽然在高液限黏土中添加石灰能够提高硬度，提高施工效果，但应用这一技术需要使用大量的生石灰，但部分地区市场供应量不足，对工程的施工进度有一定的影响。
探讨工程施工中高液限土的处理
探讨工程施工中高液限土的处理1 引言在省道s262线k82+175～k95+579路段是位于农田的低填路段，在项目施工的过程中，我单位在填至路床标高整平后，该路段路基实测弯沉值达不到设计要求，无法进行路面面层施工。
经设计单位现场踏勘，该问题发生原因为路基土含水量过高所致。
问题路段表层土质情况良好，在30 cm 以下有一层有机黑土，厚1.2m 左右，土质较差，有机质含水量等均较大，在路基碾压过程中，孔隙水不能及时排出，形成超孔隙水压力，导致了弹簧现象发生，使得路基承载力不足，造成实测弯沉值超设计值。
2 高液限土的概念和特征高液限土也叫“弹簧土”、“橡皮土”，是指因土含水量高于达到规定压实度所需要的含水量而无法压实的黏性土体。
它一般具有如下特征。
（1）土体中含水量高于压实所需含水量，但低于其液限，比最佳含水量大6﹪以上。
（2）土体已受到外力扰动。
在外力作用下，土体中所含水分被揉进土颗粒中，封闭在密闭的固体空隙中，很难排出。
（3）土体表面固结，甚至半硬化形成坚硬的土壳体。
（4）可承受一定荷载。
当作用的荷载低于表层壳体的承载力时，土体几乎无明显变化。
因此用小吨位压路机碾压或者用较大吨位压路机碾压的初期，不会出现“弹簧”现象。
随着压实遍数的增加，土体表层壳体被破坏，出现“弹簧”现象，且愈来愈剧烈，并伴有“液化”现象。
（5）“弹簧土”层下面的土体含水量偏大。
在施工中要对“弹簧土”进行处理，首先要判断是“弹簧土”还是软土，特别是路基基底处理时尤其重要（这是因为路基基底土质是变化多样的，而路基填土必须是经过试验确定的适合路基填筑土体，一般不可能为软土）。
本项目发生问题路段路基下0.5～1m深度土壤进行取样试验，所得数据结果最大干密度为1.93g/cm3，最佳含水量为15.2%，塑限为13.2% ，液限为32.5% ，最佳含水量15.4% ，而天然含水量达到22％～24 % ，属于严重超标的细粒土。
针对上述试验结果，结合高液限土特征，判定该段路基发生的问题属于“弹簧”现象的发生，在路基填筑碾压过程中，孔隙水不能及时排出，形成超孔隙水压力，导致路基承载力不足，造成实测弯沉值超设计值。
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浅谈高液限土改良
摘要：本文以龙岩双永高速公路高液限土改良工程为背景，对高液限土中掺砂、水泥、熟石灰以及生石灰等的四种改良方案进行液塑限试验，击实试验以及CBR试验，从而得到了高液限土通过改良前后的相关试验数据，通过对这些试验数据的综合分析和比较并结合考虑了成本的控制，最终总结出掺6%生石灰为最佳改良方案。
关键词：高液限土; 路基土改良；生石灰；最大干密度；CBR。
1 前言
龙岩双永高速公路沿线存在着大量的高液限土，受山区土源、工程造价等因素制约将有大量的高液限土需要作为路堤填料使用。
这些高液限土物理力学性质差异悬殊、工程特性差，其基本特征是液限高（WL≥50），天然含水率远远超过最优含水率、粗细颗粒含量极不均匀等。
由于利用高液限、高塑性指数、高天然含水量的土作填料的路基，变形大、稳定性差、施工复杂，容易产生路基病害，已成为公路建设中的一个突出问题。
路基作为高速公路主体工程，应具有足够的强度、稳定性和耐久性，在现行《公路路基设计规范》和《公路路基施工规范》中规定：路基填土应满足液限不大于50，塑性指数不大于26，含水量W不超过规定，及CBR实测值大于规定值的要求。
由于高液限土在此高速公路工程中填数量达上百万立方米，若把该地的高液限土作为弃土不用，将大量增加工程费用，延长工期，弃土还造成环境的破坏，所以必须想办法对高液限土进行改良和处理。
目前常用的改良方法，是通过在土中添加石灰、水泥、砂来改变土的物理力学特性的指标，土与添加剂发生化学反应后主要产生两个方面的作用：①改变高液限土的粒径构成，降低塑性指标，增加水稳定性，减小膨胀和收缩变形的能力，改变含水量，适应大型机械的施工；②改变高液限土微观结构，提高改良土的抗压强度，变形回弹模量，减小路面的永久积变形等。
本文将以龙岩双永高速为背景，利用室内一系列的改良试验对各种改良方案的效果进行分析对比，从而比选出最佳的改良方案。
2 室内试验
2.1 高液限土的常规试验
由于此工程项目的取土场有三处，且每处土样的性质都差不多都为高液限土，其中K210+550的取土场土方数量最多，最有代表性，因此为了提高改良措施的有效性和可行性，达到保证工程质量、节省造价、保护环境的要求，所以就取此处土样进行系统的室内试验，试验项目主要包括：液塑限、颗分、击实、CBR（3层98击）等试验，试验成果汇总见表1。
表1土物理力学性质指标汇总
2.2各种掺料和掺量降低土料含水率试验
通过含水率试验得知土料的天然含水大部分都在23%-27%远高于最优含水率17.5%，碾压前必须将土料的含水率降低到最优含水率附近才能达到设计要求的压实效果，但由于工程进度较赶高液限土采用晾晒的方法降低含水率效果并不理想，为此，通过室内试验研究了掺入不同掺量的砂、水泥、熟石灰和生石灰对降低土料含水率的效果，试验结果见表2～表5。
从表2---表5中可以看出，各种掺料的试验结果为土掺入生石灰降低含水率效果最佳，需要说明的是，当掺入生石灰时，土料含水率降低主要由两部分构成，其中一部分为生石灰消解时吸收土料中的水分引起的，另一部分为生石灰消解时产生的热量导致土料水分蒸发所引起的。
表5中的计算结果只考虑了生石灰消解所引起的土料含水率降低，室内试验时掺入生石灰的土料是装在塑料袋中的，基本没有水分蒸发，现场实际掺入生石灰焖料时由于生石灰消解产生的热量导致的水分蒸发将会引起土料含水率降低更多。
2.3不同掺料配比试验
为确定不同掺料对高液限土压实度和承载力的影响，并结合考虑了成本的控制（生石灰、熟石灰、水泥等掺量≤10%，砂掺量≤30%），确定最优改良方案，进行了4种掺料配比（即掺入不同剂量的砂、水泥、熟石灰、生石灰）的击实试验、承载比试验和液塑限试验，试验成果汇总见表6
3 试验成果分析
（1）4种掺料的配比试验说明掺入适量的改良材料，可以改善高液限土的物理力学性能，提高其承载力。
（2）掺砂改良高液限土后，土的粒径改变了，其抗压强度提高了，最大干密度增加，CBR值显著提高。
同时也能较大地降低土的天然含水率。
（3）用水泥改良高液限土时，水泥、土和水之间发生了多种复杂作用。
在水泥的水化作用下，土的孔隙相互交织搭接，凝结成一个整体，逐渐丧失了原有的塑性，使土具有一定的强度和稳定性。
试验证明掺水泥的较大程度提高土料的CBR值，但对最优含水率和最大干密度影响不大。
（4）用熟石灰改良高液限土时，石灰与土均匀混合后将随着时间的推移发生一系列的物理化学作用。
这些作用的持续发生，改善了土的物理状，使得细微粒结合水膜变薄，粘土的胶料絮凝。
经碾压后形成石灰土结构的早强强度，后期强度还可持续增长，尤其在后期形成的结构强度相对更大。
试验成果证明，掺熟石灰可在提高土料CBR值，但最大干密度略有降低。
（5）掺生石灰改良高液限土时，可以看出土料的最大干密度提高同时CBR 值显著增加。
另外，通过各种掺料和掺量下降低土料含水率试验结果表明，土料中掺入生石灰降低土料的含水率效果最佳，且生石灰改良过程中能放出大量热加快土料中水分的蒸发，因此生石灰改良土降低天然含水率效果最优。
4 结论
综上所述四种掺料改良土相对于高液限土液限降低，塑性指数减小，因此四种掺料改良土的路用性能普遍比高液限土好，高液限土的天然含水率普遍比最优含水率大较多，因此高液限土填筑最关键的问题是含水率的控制，而从各种掺料和掺量下降低土料含水率试验结果可知，掺砂30%的改良土和掺6%生石灰的改良土相比其它材料能够更好的减小压实含水率，而且使改良后高液限土的物理力学性能显著提高，CBR值满足≥8的设计要求。
但掺砂30%的改良土的改良成本为18元/m3比掺6%生石灰的改良土的改良成本为12元/m3高，所以掺6%生石灰改良高液限土为最佳方案。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。