高液限土用于土基填料时,需采取一定的工程措施,以保证其长期性能的稳定。常用的工程措施包括物理措施和化学处治措施。物理措施包括设置排水隔离垫层、包边封闭层,以及外掺砂砾、粉煤灰、碎石等物理改良;化学改良措施主要是外掺石灰、水泥等无机结合料进行改良处治。
1、换填法该方法是将高液限土全部弃掉,采用性质较好的填料进行土石方填筑。该方法成本极高,且造成大量弃方和外购土方,对环境造成较大影响。但该方法简单易行,在工期紧张,且附近有大量易获取的填料时,可作为一种处理方案。
2、化学改良法化学改良措施主要是外掺石灰、水泥等无机结合料进行改良处治。
(1)外掺石灰生石灰的化学成分主要是CaO,加入高液限土中后,会发生吸水放热反应、离子交换反应、碳酸化反应及与Ca(OH)2的结晶反应。这些反应的结果使高液限土含水率降低、粘土颗粒表面的热力点位下降、结合水膜减薄,粘土胶粒絮凝,生产晶体氢氧化钙和含水硅铝酸钙等胶结物,这些胶结物逐渐由凝胶状态向晶体状态转化,致使石灰土的刚度不断增大,强度和水稳性不断提高。
当采用石灰改良高液限土时,掺量应介于4%~8%,具体应根据根据土体天然含水率及液限,通过试验确定。研究表明:
①掺加石灰,高液限土最佳含水率提高,最大干密度降低,含水率降低,更有利土体压实;
②掺加石灰,高液限土液限与塑性指数显著降低,CBR大幅度提高;
③从降低含水率角度而言,生石灰的效果远比熟石灰要好,且《公路路基设计规范》(JTGD0-)条文说明中建议:对于石灰处治高液限土,通常采用“二次掺灰处治方法”。第一次在取土场先掺人1/2~2/设计掺灰量的石灰,掺灰后对土料进行翻拌,并在取土场中堆放l~d,进行“闷灰”;然后,将经第一次掺石灰处治的土料运到路基作业面,再进行第二次掺石灰处治,掺灰量为余下的1/设计剂量。
(2)外掺水泥外掺水泥也是化学改良高液限土的一种方式,一般水泥掺量在2%~4%。与外掺石灰相比,外掺水泥效果略差。