路基工程中粉质黏土的石灰加固技术研究

    周建伟

    摘 要：文章以路基工程粉质黏土的石灰加固技术为研究对象，首先分析讨论了关于路基工程中粉质粘土的石灰加固技术应用存在的空白问题，随后结合相应的问题，结合试验分析进行了解答，希望能够为相关研究提供一定参考。

    关键词：路基工程;粉质黏土;石灰加固技术

    文章编号：2095-4085（2020）09-0111-02

    在路基加固工程中，经常会用到粉质黏土石灰加固技术，但对于该加固技术本身而言，仍存在一些细节问题没有得到解决，比如石灰掺量控制在多少所起到的路基加固效果最好，在采用该加固技术时如何进行冻胀病害的预防等，因此有必要采用一些试验来对粉质黏土加固技术作进一步分析探讨，从而有效促使该技术的作用价值得到更好的发挥。

    1 路基工程中粉质粘土石灰加固技术应用存在的空白问题补充

    在实际开展路基工程施工过程中，随着针对粉质黏土路基采用石灰进行加固的施工技术应用日趋成熟，已经能够取得良好的加固效果，但围绕粉质粘土的石灰加固技术的作用机理，仍存在一些空白问题有待分析填补。比如当粉质黏土路基出现冻胀病害问题时，具体的作用机理是什么？又如石灰掺配比例不同， 对于路基加固效果有何影响等？仍需要通过相应试验，做进一步的解读与分析，这对于提升粉质粘土石灰加固技术的应用效果有着非常重要的意义。

    2 路基工程中粉质粘土石灰加固技术的研究分析

    2.1 加固土体的界限含水率测定试验分析

    在本次开展的试验中，采用百分比为4，6，8，10的石灰掺比， 取1kg粉质黏土土样，要求土样已经风干，然后在筛孔直径为0.5 mm土样筛的帮助下，做好土壤样品的进一步筛取，然后均分为四份并向其中掺入上述比例的改良用石灰。针对每份改良后土样，平均分成3份，每份质量相同，然后将其置于小型密闭塑料袋中，采用量筒，量取一定体积的蒸馏水，倒入塑料袋之中，然后进行静置，静置时间控制在24h， 取100g土体试锥，采用SYS数显液塑限测定仪，完成界限含水率测量工作。在获得测试结果后，采用数据点形式，完成坐标系的建立，其中纵坐标是土体试锥锥入深度，横坐标是粉质黏土样本在经过改良后，自身所具备的含水率。然后绘制出液限点a，b，c，其中b比a稍大一些，c点处于ab中间状态，连线ab与ac。随后在规程图的帮助下，查得hp，针对纵坐标，应取锥入深度hp的对数值，在这一过程中，需要找出两条直线对应的一对含水率对数值，并计算出其含水率及差值，如果差值小于2%，可取中间值，并连接液限点形成新的直线; 反之则说明实验不准确，需要重新进行试验。

    在本试验中，四组含水率间差值均小于2%，满足相应规范要求。從最终结果来看，石灰掺加比例与塑限变化呈正比，石灰掺加比例越高，塑限越高，但对于粉质粘土的液限基本没有影响，上下浮动在0.8%以内。而对于改良后粉质黏土的塑性指数而言，由于对黏土的液限影响比较小，因此在实际进行变化规律判断分析需要分析在石灰改良后，受黏土塑限的变化影响，所呈现的下降趋势。

    2.2 加固黏土击实试验测定试验分析

    在本次试验中，掺了石灰粉质黏土样本在具体掺量比例方面与上述实验样本相同，并且同样需要保证其有着良好的风干状态，然后在筛孔直径为0.5 mm土样筛的帮助下，做好土壤样品的进一步筛取，在本次试验中，需要制备五份样本，同时还要与对应预设的不同用水量的水进行混合。在此基础上，在开展压实测试前，还需要做好样本的静置处理，静置时间应控制在12h ，然后即可以采用干土击实法，完成击实试验操作。在此之后，需要建立击实坐标系，画出击实变化的曲线，其中横坐标可设置为预设的含水率，纵坐标则可设置为土样干密度。最终，能够结合试验结果，分析得出每组改良土体的最大干密度与最佳含水率。在本次试验中，针对于石灰改良参配比例为2%的粉质黏土，最佳含水率为13.95%，最大干密度为1.853g/cm3;针对于石灰改良参配比例为4%的粉质黏土，最佳含水率为14.28%，最大干密度为1.796g/cm3;针对于石灰改良参配比例为8%的粉质黏土，最佳含水率为14.97%，最大干密度为1.768g/cm3;针对于石灰改良参配比例为10%的粉质黏土，最佳含水率为15.72%，最大干密度为1.746g/cm3。

    从上述测得的数据来看，掺配石灰比例与土壤样本最佳含水率成正比关系，掺配石灰比例越高，最佳含水量越高;同时掺配石灰比例与土壤样本最大干密度呈反比关系，掺配石灰比例越高，最大干密度越低。同时值得注意的是，如果改良的石灰掺加比例在6%以上，最大干密度虽然也会下降，但下降的幅度会明显减缓，而在同一条件下，最佳含水率增大的趋势则在明显增大。由此我们能够认识到，在粉质粘土中进行石灰的掺加，掺配比例并不是越高越好，一般将掺配比例控制在6%～8%之间，对于粉质黏土的路基的加固效果最好。

    2.3 加固土体的颗粒分析测定试验分析

    在本次试验中，土体样本颗粒粒径分布范围为0.005mm～0.075mm，黏土改良土样本的石灰掺量同上文所述。然后在筛孔直径为2mm土样筛的帮助下，做好土壤样品的进一步筛。将样本置于烧瓶中加入200mL蒸馏水进行浸泡，浸泡时间需要控制在12h。然后经过六偏磷酸钠分散，再采用电炉进行煮沸，冷却后需要进行静置处理，再将液体注入量筒中，采用玻璃棒进行沉淀土的研磨，加水搅拌后静置，再注入量筒重复上述步骤，最终获取土壤粒径测范围试数据。从最终结果来看，随着掺配的石灰比例与0.005～0.075mm 粒径范围所占比重呈反比，而此部分粒径的土体是路基冻胀产生的主要原因。

    3 结 语

    综上所述，通过上述研究我们能够得出以下结论，一是改良土塑性指数会因粉质黏土塑限变化而下降;二是石灰能够起到良好的粉质黏土路基的加固效果，其中石灰掺配比一个控制在6%～8% 。三是针对0.005mm～0.075mm粒径范围内的黏土土体，更易发生冻胀病害，减少石灰掺配量，能够降低该范围内土粒比重，最终起到预防冻胀病害的效果。

    参考文献：

    [1]文华，罗鑫，张玲玲.川南地区高含水量粉质黏土掺灰法处置研究[J].施工技术，2015，（16）：90-93，108.