高含水率粘土掺加生石灰分层碾压土施工方法探析 .pdfVIP

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高含水率粘土掺加生石灰分层碾压土施工方

法探析

作者：祁得志杨文志

来源：《中国科技博览》2014年第07期

[摘要]溪洛渡右岸电站送电广东±500kV同塔双回直流输电工程昭通换流站场平工程土体

含水率比最有含水率高出10%左右，对其进行合理利用可以节约土地、保护环境，采用掺石灰

的改良方法能够快速降低粘土的含水率，使土体从块状变成散粒状，可作为场平工程回填材

料。

[关键词]场平工程高含水率粘土石灰改良

中图分类号：Tu414文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）07-0380-02

1.概述

国内外学者对石灰作为改性剂改良粘性土进行了长期研究[1]，为该改良技术在工程上推

广应用和有效的质量控制奠定了基础，本文尝试采用掺石灰的方法快速降低高含水率粘土的含

水率使其能够直接作为场平填料，为我国南方地区高含水率粘土资源化利用提供参考。

2.高含水率粘土物理性质

溪洛渡右岸电站送电广东±500kV同塔双回直流输电工程昭通换流站处于高低起伏超过

60m的数个山丘包及溶沟槽组成的缓丘陵地形地貌，场平采用高挖高填方法形成，需要开挖高

含水率粘土80万m？并就地回填，为了保证工期、充分利用现有的高含水率粘土，采用石灰

改良高含水率粘土作为场平填土，快速完成场平工作，为顺利西电东送节约宝贵的时间。现场

取土区土层的初始含水率为30-35%，取土到室内进行试验得到土料的基本物理指标为：相对

密度2.84，液限62%，塑限39%，塑性指数23，为高液限粘土，最大干密度1.53，最有含水

率27%。

由于工程所在地一年四季阴雨绵绵，受雨水天气的影响，土料回填时的含水率在34%-

38%。比最优含水率高出8%-11%。难以直接作为场平压实填土使用，需要晾晒或改良后才能

作为回填土，该工程天气雨水较多晴天稀少，地下水位高，难以快速晾干。为此提出掺拌石灰

的方法改良土料的压实性和力学性质。

3.高含水率粘土的砂化试验

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昭通换流站高含水率粘土利用料的含水率在34%-38%，远高于可压实的范围，为了能够

快速降低含水率，提高强度并改善压实特性。经试验验证，可以采用掺生石灰和其它外加剂的

办法对土体进行改良，在天然含水率的土体中掺加不同剂量的生石灰改性是一种快速有效和经

济可行的办法，向土料中掺生石灰以后，土体的状态就发生了明显的变化，粘性降低，土体

朝散粒方向变化，工程上称作砂化。素土呈泥块状，用手捏只发生形状改变，土体不能被压

实。掺石灰后，土体从团块状变成散体状，大土块和土块很容易用手捏碎，随着灰剂量增加，

土块越来越容易捏碎，表明在外力作用下越来越容易碾压。

4.高含水率粘土改良配比的确定

从前面的砂化试验可见，粘土在自然状态下含水率高，不能直接用土料进行场平施工，而

需要对土体进行改良。经研究含水率降低率随掺生石灰比例的变化规律几乎与初始含水率无

关，含水率降低率随着掺灰比的增加而线性增加，尤其当掺灰比低于15%时，线性关系更为

明显[2]。

与原料土的初始含水率和掺灰比均无关，m是由原料土的固有特性决定的，针对某种原料

土为常数，以上结果表明，只要对某一初始含水率的素土进行某个掺灰比的改良土进行含水率

试验，则可通过式（3）确定值，然后利用式（4）进行预测使得不同初始含水率的软粘土达到

最佳含水率所需掺入的生石灰比例，这样可以大幅度减少试验的配方数量，便于实际工程的应

用。

为此现场经过多组不同掺灰比的拌合试验，采用传统烤箱烘干法分别测定原料土和改良土

的含水率，经整理得到表1和图1，经过x线行回归，得到含水率降低率与掺灰比回归直线的

斜率为5.0881，这样也就得到了常数=5.0881.

在掺灰比3%～5%时，改良土的最大干密度比素土低9%-10%，改良土的最优含水率比素

土提高5%-6%，在素土与石灰拌和养护过程中，还可以使土体含水率降低2%-4%[2]。同时为

了节约成本，掺灰比选择时，式（4）分情况进行选择：

5.现场拌合及分层碾压

由于改良土含水率随着龄期的增加而减小，含水率的减小主要发生在龄期的前3d[3]。为

了保证回填土压实系数，同时节约工期一般在拌合三天后开始摊铺碾压。