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[摘 要]在对路堤进行填筑的过程中一般不适合使用高液限土，最好是使用稳定性与强度比较高的土石材料。可是，由于某些工程的实际需求又不得不使用高液限土。本文作者通过对高液限土的分析与研究，提出了相应的改进方法，希望能够使其得到合理利用，在降低工程造假的基础上，保证路基的稳定性。
[关键词]高液限土 路堤 填筑 研究
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0434-01
一、前言
所谓土的液限是表示液性与塑性界限时的含水比，含水比较此界限再增加土就会呈现为液体状态，同样，塑限是在塑性与半固体的分界时的含水比，如果土的含水比没有超过这一界限，那么土所呈现的状态就是半固体的，这种状态下的土一般都比较硬，而且还会非常的脆。以上两个数值，在力学性质中是非常重要的，具有一定的代表性。一般情况下，在对路堤进行填筑的过程中，都会选择稳定性与强度都比较高的材料，例如土石。可是，由于施工地区具体环境的制约，很难找到满足要求的土石材料，比较常见的就只有高液限土。在这种情况下，只能选择比较科学、有效的方式合理利用高液限土。根据公路工程施工的相关规定，高液限土不适用于作为路堤的填筑材料，因为其粘性高、塑性指数大、透水性极差，干燥时很坚硬，但浸湿后强度急剧下降，不易干燥，干湿循环的胀缩所引起的体积变化很大，过干时成块状，不易打碎和压实，过湿时土内水分不易蒸发，容易出现弹簧土现象，达不到密实度要求，易出现压实不均匀的状况，且毛细水上升高度较大，影响路基质量。
二、细粒土的一般性质和高液限土特性
一般情况下，细粒土分为两种，其中一种为低液限土，液限低于50；另一种为高液限土，液限高于50。两种土的性质是连贯的、渐变的，变化的根本原因在于土的粒径变化和粘粒的矿物成分。
2.1 低液限细粒土一般工程性质
低液限细粒土主要是指粒径小于0.074mm的粉粒和粘粒，含量大于50%的细粒土。具体可分为以下三种：第一、含砂土。其含砾石量在5%～50%之间，含水量容易控制，压实性好，是优质填料；第二、低液限粘土一般天然含水量接近最佳含水量，压实性好，可用作填料；第三、粉质土，这是最差的一种低液限细粒土，难以压实，碾压时很容易干燥起灰，雨天立即成泥浆，毛细水高，用来做填料，工程性质很差。尤其当液限接近50%时，更加不适合用于路堤的填筑。
2.2 高液限土的特性
与上述低液限细粒土相比，高液限土存在粘粒含量高、天然含水量高等几方面的特性，具体内容如下：
第一、粘粒含量高，有水膜吸附在颗粒的表面。一般来说，只要是有粘性的土都被称作粘土，如果按照公路工程土进行分类的话，粘性土的划分标准为：土中粒径小于0.002mm的粘粒含量达到10%、塑性指数大于10。它的重要特点是可塑性范围比较宽。小于0.002mm粘粒由次生矿物为主体和其他非粘土矿物组成。所以粘性土的性质主要取决于粘土矿物。公路工程土分类中显示，当粘粒含量达到30%以上，液限就会超过50%。
第二、天然含水量高，高液限粘土的其中一个重要特点就是天然含水量高，这一特点不会因为地势的原因有所改变，即使是处于山坡上的土质也是如此。高液限粘土的含水量不仅超过了塑限，甚至已经接近液限。相关规定明确指出用于路堤填筑材料的WC必须要高于11，而高液限粘土的WC则小于1.1。
第三、收缩开裂严重，用高液限土填筑路堤，暴露在大气中的土层表面水分很快蒸发。土层开裂，裂缝宽度可达20mm以上，深度20cm以上。路堤顶面和边坡表面部不能避免开裂，在施工过程中已经碾压完成的土层，如果没有及时遮盖也会很快开裂，不得不将裂缝部分挖松重新碾压。液限含水量愈高，说明土的粘物含量多，亲水能力强，天然含水量、最佳含水量也高，含水量愈大收缩愈多。
三、高液限土填筑路基常见问题
使用高液限粘土填筑的路基，常见的问题主要有挖方边坡以及塌方路堤着两种，具体内容如下：
3.1 挖方边坡问题
天然高液限粘土，通常有孔隙比较大的特点，在自然条件下雨水容易渗入，因此饱和度平均可达到94%，气候干燥时表面水分蒸发，含水量降低，但深层土含水量仍然会保持很高的状态。高液限土挖方边坡开挖后大面积暴露，水分蒸发很快，表面土收缩开裂。雨水沿裂隙进入浸润形成滑动面和边坡开挖后应力释放，导致抗剪强度下降。在这种情况下，有些边坡的稳定性实际已接近临界状态。少量边坡就会出现小规模坍塌。随着边坡土层在饱和膨胀，干缩开裂反复作用下，就会出现大规模坍塌病害。
3.2 塌方路堤问题
利用高液限土填筑路堤，经常会出现塌方路堤问题。这主要是由于土体长期处于高含水量状态，路堤强度很低，安全系数下降，干旱气候路堤表面土干燥收缩开裂，裂缝可达到20mm，降雨时雨水大量渗入，而渗入的水又不易排出，因此路堤长期处于饱和或接近饱和状态，必然会在一次大修之后发生灾害性的坍塌。而且，如果路床出现开裂状况，就会影响到路面，导致路面也出现裂缝。虽然经常的进行填补维修，可是还是会很快出现裂缝。这就需要处理好路床的开裂问题，不然路面裂缝问题就很难从根本上得到解决。
四、利用高液限粘土填筑路堤的改进方法
通过对高液限土性能以及特点的了解，本文作者提出了以下几点改进方法：
4.1 及时采用封闭法
在利用高液限土填筑路堤的过程中，为了防止干裂、塌方等状况的出现，不仅要在公路施工的过程中加强管理，坚持实施挖方边坡，还要及时采取封闭的措施，避免边坡土层出现反复开裂，这样就可以有效降低坍塌危害。
4.2 适当掺加碎石
在利用高液限土填筑路堤的过程中，可以通过加入适当比例碎石的方法来改变其在填筑路堤中存在的问题。《公路路基施工技术规范》规定“液限大于50、塑性指数大于26的土以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料。”该类土我们通常称为高液限粘土，作为高液限粘土天然含水量大，不易压实，含水量散失开裂严重。为了改善高液限土的物理性能，选用掺碎石作为改性剂。相关试验表明，在加入碎石后，渗透性有所提高，碎石参量一般在30%到70%之间，这就说明了在高液限土中掺加碎石可以改善渗水性。也就是说，通过对高液限粘土掺碎石的方法可以有效改善高液限粘土的开裂问题。
五、结论
综上所述，在利用高液限土填筑路堤的过程中，最好的方法为封闭法或者是在其中掺入碎石的方法，这两种方法可以有效解决高液限土填筑路堤中出现的不良状况。
参考文献
[1] 熊莹，叶巧明，杨云涛，刘屿剑，罗威.加固高液限土的试验研究[J].制造业自动化.2011（06）
[2] 卢剑雄.高液限土路堤土质特性与施工工艺研究[J].黑龙江交通科技.2010（07）
[3] 宋军，徐润，丁志科.基于高液限土的路基填筑的应用研究[J].山东交通科技.2011（03）
[4] 荆明，朱春阳.高液限土填筑路基施工工艺及质量控制[J].技术与市场.2011（10）
[5] 卢剑雄.大中小高液限土路堤土質特性与施工工艺研究[J].黑龙江交通科技，2010（7）.
[关键词]高液限土 路堤 填筑 研究
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-0434-01
一、前言
所谓土的液限是表示液性与塑性界限时的含水比，含水比较此界限再增加土就会呈现为液体状态，同样，塑限是在塑性与半固体的分界时的含水比，如果土的含水比没有超过这一界限，那么土所呈现的状态就是半固体的，这种状态下的土一般都比较硬，而且还会非常的脆。以上两个数值，在力学性质中是非常重要的，具有一定的代表性。一般情况下，在对路堤进行填筑的过程中，都会选择稳定性与强度都比较高的材料，例如土石。可是，由于施工地区具体环境的制约，很难找到满足要求的土石材料，比较常见的就只有高液限土。在这种情况下，只能选择比较科学、有效的方式合理利用高液限土。根据公路工程施工的相关规定，高液限土不适用于作为路堤的填筑材料，因为其粘性高、塑性指数大、透水性极差，干燥时很坚硬，但浸湿后强度急剧下降，不易干燥，干湿循环的胀缩所引起的体积变化很大，过干时成块状，不易打碎和压实，过湿时土内水分不易蒸发，容易出现弹簧土现象，达不到密实度要求，易出现压实不均匀的状况，且毛细水上升高度较大，影响路基质量。
二、细粒土的一般性质和高液限土特性
一般情况下，细粒土分为两种，其中一种为低液限土，液限低于50；另一种为高液限土，液限高于50。两种土的性质是连贯的、渐变的，变化的根本原因在于土的粒径变化和粘粒的矿物成分。
2.1 低液限细粒土一般工程性质
低液限细粒土主要是指粒径小于0.074mm的粉粒和粘粒，含量大于50%的细粒土。具体可分为以下三种：第一、含砂土。其含砾石量在5%～50%之间，含水量容易控制，压实性好，是优质填料；第二、低液限粘土一般天然含水量接近最佳含水量，压实性好，可用作填料；第三、粉质土，这是最差的一种低液限细粒土，难以压实，碾压时很容易干燥起灰，雨天立即成泥浆，毛细水高，用来做填料，工程性质很差。尤其当液限接近50%时，更加不适合用于路堤的填筑。
2.2 高液限土的特性
与上述低液限细粒土相比，高液限土存在粘粒含量高、天然含水量高等几方面的特性，具体内容如下：
第一、粘粒含量高，有水膜吸附在颗粒的表面。一般来说，只要是有粘性的土都被称作粘土，如果按照公路工程土进行分类的话，粘性土的划分标准为：土中粒径小于0.002mm的粘粒含量达到10%、塑性指数大于10。它的重要特点是可塑性范围比较宽。小于0.002mm粘粒由次生矿物为主体和其他非粘土矿物组成。所以粘性土的性质主要取决于粘土矿物。公路工程土分类中显示，当粘粒含量达到30%以上，液限就会超过50%。
第二、天然含水量高，高液限粘土的其中一个重要特点就是天然含水量高，这一特点不会因为地势的原因有所改变，即使是处于山坡上的土质也是如此。高液限粘土的含水量不仅超过了塑限，甚至已经接近液限。相关规定明确指出用于路堤填筑材料的WC必须要高于11，而高液限粘土的WC则小于1.1。
第三、收缩开裂严重，用高液限土填筑路堤，暴露在大气中的土层表面水分很快蒸发。土层开裂，裂缝宽度可达20mm以上，深度20cm以上。路堤顶面和边坡表面部不能避免开裂，在施工过程中已经碾压完成的土层，如果没有及时遮盖也会很快开裂，不得不将裂缝部分挖松重新碾压。液限含水量愈高，说明土的粘物含量多，亲水能力强，天然含水量、最佳含水量也高，含水量愈大收缩愈多。
三、高液限土填筑路基常见问题
使用高液限粘土填筑的路基，常见的问题主要有挖方边坡以及塌方路堤着两种，具体内容如下：
3.1 挖方边坡问题
天然高液限粘土，通常有孔隙比较大的特点，在自然条件下雨水容易渗入，因此饱和度平均可达到94%，气候干燥时表面水分蒸发，含水量降低，但深层土含水量仍然会保持很高的状态。高液限土挖方边坡开挖后大面积暴露，水分蒸发很快，表面土收缩开裂。雨水沿裂隙进入浸润形成滑动面和边坡开挖后应力释放，导致抗剪强度下降。在这种情况下，有些边坡的稳定性实际已接近临界状态。少量边坡就会出现小规模坍塌。随着边坡土层在饱和膨胀，干缩开裂反复作用下，就会出现大规模坍塌病害。
3.2 塌方路堤问题
利用高液限土填筑路堤，经常会出现塌方路堤问题。这主要是由于土体长期处于高含水量状态，路堤强度很低，安全系数下降，干旱气候路堤表面土干燥收缩开裂，裂缝可达到20mm，降雨时雨水大量渗入，而渗入的水又不易排出，因此路堤长期处于饱和或接近饱和状态，必然会在一次大修之后发生灾害性的坍塌。而且，如果路床出现开裂状况，就会影响到路面，导致路面也出现裂缝。虽然经常的进行填补维修，可是还是会很快出现裂缝。这就需要处理好路床的开裂问题，不然路面裂缝问题就很难从根本上得到解决。
四、利用高液限粘土填筑路堤的改进方法
通过对高液限土性能以及特点的了解，本文作者提出了以下几点改进方法：
4.1 及时采用封闭法
在利用高液限土填筑路堤的过程中，为了防止干裂、塌方等状况的出现，不仅要在公路施工的过程中加强管理，坚持实施挖方边坡，还要及时采取封闭的措施，避免边坡土层出现反复开裂，这样就可以有效降低坍塌危害。
4.2 适当掺加碎石
在利用高液限土填筑路堤的过程中，可以通过加入适当比例碎石的方法来改变其在填筑路堤中存在的问题。《公路路基施工技术规范》规定“液限大于50、塑性指数大于26的土以及含水量超过规定的土，不得直接作为路堤填料。”该类土我们通常称为高液限粘土，作为高液限粘土天然含水量大，不易压实，含水量散失开裂严重。为了改善高液限土的物理性能，选用掺碎石作为改性剂。相关试验表明，在加入碎石后，渗透性有所提高，碎石参量一般在30%到70%之间，这就说明了在高液限土中掺加碎石可以改善渗水性。也就是说，通过对高液限粘土掺碎石的方法可以有效改善高液限粘土的开裂问题。
五、结论
综上所述，在利用高液限土填筑路堤的过程中，最好的方法为封闭法或者是在其中掺入碎石的方法，这两种方法可以有效解决高液限土填筑路堤中出现的不良状况。
参考文献
[1] 熊莹，叶巧明，杨云涛，刘屿剑，罗威.加固高液限土的试验研究[J].制造业自动化.2011（06）
[2] 卢剑雄.高液限土路堤土质特性与施工工艺研究[J].黑龙江交通科技.2010（07）
[3] 宋军，徐润，丁志科.基于高液限土的路基填筑的应用研究[J].山东交通科技.2011（03）
[4] 荆明，朱春阳.高液限土填筑路基施工工艺及质量控制[J].技术与市场.2011（10）
[5] 卢剑雄.大中小高液限土路堤土質特性与施工工艺研究[J].黑龙江交通科技，2010（7）.