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机制砂改良高液限土路基雨季填筑施工工法

1前言

我国相关规范对高液限土有明确定义，《公路路基设计规范》（JTGD30-2015）规定：液

限超过50%的细粒土均为高液限土。高液限土主要包括饱和软粘土、膨胀土、红粘土以及有

机质土等等。《公路路基施工规范》（JTGF10-2006）规定：液限指数大于等于50%、塑性指

数大于26且含水量不适宜直接压实的细粒土为高液限土。同时，规范明确规定高液限土不得

直接用作路基填料，需要使用时，必须采取技术措施进行处理，经检验满足设计要求后方可

使用。

高液限土主要特性如下：颗粒粒径较小，毛细水上升高度大，毛细现象显著，但速度较

慢；由于其中含有的矿物成分（如蒙脱石）带有较多的负电荷，亲水性较强、造成土粒结合

水膜厚度较大，而渗透系数较低。这表明高液限土中的水分在正常情况下不容易溢出，干时

坚硬不易挖掘，不易压实，并具有较大的可塑性、粘结性和膨胀性，浸水后能较长时间保持

水分，土体发生膨胀，强度衰减较快，承载力较小，稳定性较差。高液限土作为路基填料时，

其天然含水量大、强度不能满足施工要求。如果直接用作路基填料，即使施工填筑压实很

好，路基强度满足要求，也会因长期雨水冲刷、风干、晾晒等作用路基出现网状裂缝、固结

沉降加大、路堤强度不足等现象，甚至会导致路基崩塌、滑坡、坍塌等严重事故，对安全运

营等造成重大威胁。

高液限土在贵州、广西、云南等多个省份、地区均有广泛的分布，对于一些土方填筑量

大的工程，如将高液限土均废弃不用，会产生很大的换填量，不仅极大的增加了施工费用，

而且由于堆土和取土也会造成很大的环境问题。

高液限土主要分布区域气候比较湿润，雨季时间长，改良后的高液限土雨季施工缺乏必

要的晾晒时间，致使改良土的含水率变化较大，不易控制，降低了改良土的应用效果。

机制砂改良高液限土路基雨季快速填筑施工技术是中冶交通建设集团联合北方工业大学

开发的一种新的施工方法，通过机制砂改良高液限土能够解决高液限土的高液限性，同时针

对雨季施工的不利环境因素，提出针对性的解决方案，满足高液限土雨季施工要求，在高填

方路基工程中是一种很好的施工方法。

2工法特点

该技术可广泛应用于高液限土分布地区的高填方路基工程中，具有施工快速，施工成本

低，填筑路基工后沉降小，路基边坡稳定性高等特点，解决了利用高液限土修筑高填方路基

雨季施工的难题，具有广泛推广前景。

2.1就地取材，减少环境破坏

天然砂资源紧缺，本工法中采用机制砂对高液限土进行改良。机制砂的制备原料可利用

隧道开挖洞渣，或是路堑开挖出的废弃石方，就地取材不仅减少了废弃石方对环境的破坏，

也大大降低了改良成本。同时道路沿线高液限土的使用，减少了大量的取土和弃土工程量，

也是对环境的最大保护和施工成本的节约。

2.2施工简单，工期较短，质量易于控制

本工法路基施工过程与普通高填方路基施工过程基本一致，施工方法简单，效率高，可

有效缩短工期，易于控制施工质量。

2.3对环境不利因素适应能力强

根据路基施工规范，路基填土含水率应在最优含水率±2%以内，本工法通过设置排水固

结层，改良后路基填土含水率可以放宽到最优含水率－2%～＋5%以内，以适应雨季填土含水

率偏高，晾晒条件不足等弊端，对环境不利因素适应能力较强。

2.4高填方路基工后沉降小，边坡稳定性高，路基长期质量高

改良后高液限土虽满足路基填筑要求，但受环境条件影响，含水率偏高，通过分层设置

排水固结层及上层填土预压，可加速填土层排水固结，特别是对高填方路基，工后沉降较小。

待路基沉降稳定后，通过应用一种防水节石路基边坡技术（已申请发明专利）对路基边坡进

行防护，使路基填筑的改良高液限土含水率不受大气环境影响，提高了路基边坡的稳定性及

路基的长期质量。

2.5费用低廉，经济实用

本工法的应用，所需材料均可就地取材，原材料价格低，运输成本小，施工过程中费用

低。

3适用范围

本工法适用范围较广泛，主要应用于公路工程、市政工程和工业与民用建筑工程等领

域。特别适用于高液限土分布广泛地区的高填方工地，通过对高液限土掺入机制砂进行改良，

满足相关施工填土要求；通过设置排水固结层加速填土固结排水，可缩短雨季施工工期。但

当改良土含水率超过最优含水率＋5%时，填土固结时间需适当延长或是适当增加排水固结层

的设置层数。

4工艺原理

本工法涉及高液限土改良利用、雨季较高含水率情况下的施工及填筑后边坡包边对填