论文导读：根据原地面膨胀土的分布情况，采取两种处理措施：采用30cm水泥石灰综合稳定土（4:6:90），加强地基承载力。
关键词：膨胀土软基，地基加固，施工工艺，水泥石灰综合稳定土，生石灰粉改良
1.工程概况
某高速公路经滞洪区内，该地区属冲积湖平原区，为近期河流泛滥形成，岩性以高液限粘土为主。由于特殊的水文地质条件，使膨胀土多次经受干、湿循环，土体重复缩胀，其强度急剧衰减，造成地基承载力下降，路堤施工及稳定成型困难。科技论文。鉴于该路段借土填方较大，必须对膨胀土地基及土质进行加固与改良。
2.膨胀土的属性
该段膨胀土是一种高液限粘土，有很强的亲水性、持水性以及很高的可塑性和粘聚性。在吸水软塑裂隙封闭之前是可以透水的，水性极强的粘土矿物成份能吸附大量弱结合水，吸水后土体强烈膨胀、软化，强度大幅降低；失水则严重干缩。
由于膨胀土的高粘聚性，其原状土的密实度一般在80%～85%左右，天然含水量在25%～33%左右。大于最佳含水量时，即使采用重型压实机械也很难达到93区的压实度，而晾晒后，土块坚硬，难以击碎、压实。膨胀土路基在遇雨水浸泡后，土体膨胀，轻者表面出现15cm左右的蓬松层，重者则在50cm以上深度内形成橡皮泥；干燥季节，水分散失后，土体严重干缩龟裂，其裂缝宽度达1～3cm，缝深可达30～50cm，雨水可通过裂缝直接灌入土体内，使土体深度膨胀湿软；土体愈干燥密实，其亲水性愈强，膨胀量愈大，当这种膨胀力超过上部荷载或临界载荷时，路基就出现崩解。
3.地基处理方案
由于该段地表覆盖较厚的膨胀土层，地表原状土承载力较小，不能满足设计要求。根据原地面膨胀土的分布情况，采取两种处理措施：（1）采用30cm水泥石灰综合稳定土（4:6:90），加强地基承载力；（2）采用20cm级配碎石和15cm水泥石灰稳定土（4:6:90）处理，以加强承载力和形成反滤层，并将路基底部封闭，以防止毛细水上升而影响路基稳定。基底处理试验数据见表2。科技论文。
表2基底处理试验情况表
| 试验名称 |
击锤重（kg） |
落距（m） |
每层击数 |
筒容积（cm3） |
试前含 水量% |
最大干密度g/cm3 |
最佳含水量 % |
| 级配碎石 |
4.5 |
45 |
98 |
2177 |
|
1.93 |
|
| 水泥、石灰稳定土（4;6:90) |
4.5 |
45 |
27 |
997 |
5 |
1.77 |
13.5 |
3.1施工方法
（1）原地面处理
用推土机推除地表种植土或腐植物，表面形成3%的双面坡，用轻型压路机YZ14B碾压2～3遍，使表面土基本密实光滑，防止过分扰动原状土的承载力。路基横向每间隔20cm做一15cm×15cm的盲沟，通向排水沟内，盲沟内用碎石填充。
（2）30cm水泥石灰综合稳定土采用厂拌法，分两层施工，每层15cm，第一层用YZ14B光轮压路机碾压密实后，及时摊铺第二层，用YZ16B光轮压路机中等振动压实，每层均做成3%的双面排水坡，施工后洒水养生7天以上。
（3）级配碎石施工。在经过处理基本平整密实的原地面摊铺20cm厚级配碎石（1-2cm碎石40%，2-4cm碎石60%），用YZ16B光轮压路机振动碾压3-4遍，使其密实度达到90%以上，并将表面平整，再用厂拌法拌合水泥、石灰稳定土（4:6:90）均匀摊铺在碎石表面碾压密实，使其表面也成3%的双面坡，施工后洒水养生至少7天，其断面形式如图1。
图1水泥石灰综合稳定土处理断面图
3.2处理效果
经上述两种方法处理后，由原来重型机械无法压实、重载汽车通过后形成弹簧等现象改善为可采用任何路基施工机械、机型通过并压实。
压实度、强度经过现场检测，级配碎石和综合稳定土压实度均达到90%以上，稳定土7天无侧限抗压强度在0.8MPa以上。
4.膨胀土填筑路堤施工方法
4.1施工原则
膨胀土路基发生胀缩变形，主要由于路基土含水量变化引起的，采取有效措施使路基土的水分趋于稳定，对保证膨胀土路基的稳定具有根本性意义。为此对原地面处理，封闭底部以防止毛细水上升而影响路基，对保证路基稳定具有重要意义。同时施工路堤时采用包心封填方法，即在路堤两侧各2米范围内，填筑非膨胀土与中心填土同步进行，在施工过程中保持最佳含水量，不使其变化；上部1.5米采用普通土填筑，即形成“包心”方法填筑，以防止后期水分的进入和散失，施工断面见图3。
4.2生石灰粉改良膨胀土
4.2.1生石灰粉改良膨胀土的机理
为加快路堤施工进度，改善中、强膨胀土的自由膨胀率，经试验采用6%的生石灰改性处理，试验最大干密度分别为1.74、1.75、1.70 g/cm3，最佳含水量分别为14.5%、16.6%、16.8%，改性后的膨胀土强度及其性质符合填筑路基需要，使其胀缩总率接近零值。
在使用前对生石灰粉的等级进行测定，有效MgO、CaO含量达到80%以上，属I级钙质生石灰，生石灰与膨胀土的反应简述如下：
（1）离子交换
生石灰掺入膨胀土中，在水的作用下产生氢氧化钙(Ca(OH)2),形成碱性环境,大量钙离子(Ca++)与膨胀土颗粒发生阳离子交换。
因此改变膨胀土颗粒表面带电状态,有利于膨胀土颗粒凝聚,提高改良土的初期强度。
(2)硬凝反应
在碱性环境中,生石灰与膨胀土中的二氧化硅、三氧化二硅在水的作用下发生反应，生成水化硅酸钙，水化铝酸钙和水化铝酸钙凝胶，反应如下：
CaO+SiO2+nH2O→ CaO.SiO2.nH2O CaO+AL2O3+nH2O →CaO.AL2O3.nH2O
CaO+ AL2O3+SiO2+ nH2O→CaO.AL2O3.SiO2.nH2O
生成的三种胶凝性极强的物质，具有良好的水稳定性，它能把土颗粒紧密地胶结在一起，这是石灰土强度提高的主要原因。
(3)碳酸化作用
土中多余的生石灰，经消解生成熟石灰，在二氧化碳的作用下生成具有较高强度的碳酸钙，发生缓慢的化学反应，对提高石灰土的后期强度，有一定效果。
（4）生石灰剂量龄期与强度关系
在选定生石灰剂量时，经反复试验，发现石灰土的抗压强度与生石灰的剂量有一个最佳用量关系，与龄期无关，与拌合水的用量有关，最佳值以6-10%为宜，从工程质量考虑，以掺灰后土的膨胀率为零最佳。
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