陈丽丽
中铁七局集团郑州工程有限公司 河南省 450052
摘要：本文主要结合宁西铁路（河南南阳地区）弱膨胀土路基改良土试验，研究不同的改良方法对路基填料基本物理、力学性质的影响，对不同掺量下填料的性质变化进行对比分析，得出合理的改良方案。
关键词：膨胀土 路基 改良土 试验
1、工程概况
宁西铁路西安至合肥段增建第二线工程（郑州局管段）NX5标三分部施工范围为宁西正线K405+350-K417+295以及南阳西疏解区，全长19.8公里。涵盖路基、桥梁、公跨铁立交桥、涵洞、轨道、站场改造等专业。主要工程数量：路基挖方185.6万立方；改良土填筑34.7万立方；A组填料填筑9.8万立方；路基附属工程混凝土23.8万方；桥涵工程等。合同工期为42个月，开工日期为2012年9月20日，竣工日期为2016年3月20日；合同价约4.13亿元。
2、试验准备与方案
2.1 土质概况
目测土呈棕黄色，多裂隙，且方向不规则，尤其是风干或暴晒后裂隙更明显，具有膨胀土的特征。
2.2试验方案
2.2.1自由膨胀率试验
依据TB10102-2010自由膨胀率试验要求测定自由膨胀率。测定用水为室温蒸馏水；试剂为氯化钠基准试剂，溶液浓度为5%；电子天平为量程1000g，精度0.01g。
自由膨胀率包括素土自由膨胀率；2%、4%、6%、8%石灰土自由膨胀率；2%、4%、6%、8%水泥土自由膨胀率。
2.2.2液塑限试验
依据TB10102-2010液塑限联合测定仪法测定。规范要求下沉2mm为土的塑限，下沉10mm为10mm液限，下沉17mm为液限。由于联合测定仪测定过程中偏差较大，尤其是在双对数坐标纸上将三点连线过程中，人为误差较大，线的粗细、线是否通过交点圆心都会给结果带来很大偏差，我们直接测定下沉2mm塑限，下沉10mm测10mm液限，下沉17mm测17mm液限。在试验过程中直接测定2mm、10mm、17mm是非常困难的，所以我们假设土在下沉2mm、10mm、17mm的时候为理想模型，其在下沉量±0.5mm范围内与含水率呈线性，从而我们可以通过多组数据进行回归分析，规避误差，找出最接近于真值的数据。
为了保证数据真实可靠，我们模拟现场施工，在试验前两小时左右将石灰或水泥加入已闷制好的土中。
液塑限包括素土液塑限；2%、4%、6%、8%石灰土液塑限；2%、4%、6%、8%水泥土液塑限。
2.2.3击实试验
依据TB10102-2010进行击实试验。采用符合规范要求的锤重4.5kg的重型击实仪。土按规范要求烘干，并碾碎过筛；石灰消解后烘干，并过筛；水泥为P·C32.5。
为了保证数据真实可靠，我们模拟现场施工，在试验前两小时左右将石灰或水泥加入已闷好的土中。
2.2.4无侧限抗压强度
依据TB10102-2010进行无侧限试验。根据击实试验求得的最佳含水率和最大干密度进行无侧限试验。试样的含水率为最佳含水率，采用φ50mm×50mm试模，利用压力试验机进行静压成型。成型后，在恒温恒湿水泥标准养护箱内箱（温度20±2℃，相对湿度≥95%）内养护6天，然后泡水24h饱和后进行抗压试验。抗压试验分别采用量程为2kN测力环和5kN的微电脑控制万能材料试验机。
为了保证数据真实可靠，我们模拟现场施工，在试验前两小时左右将石灰或水泥加入已闷好的土中。
3、试验数据分析
检测结果汇总表
3.1自由膨胀率试验结果
素土自由膨胀率为40%，液塑限指数为19.1%，初步判定为弱膨胀土。
图4 水泥改良液塑限
由图4可以看出：土随水泥掺量的增大液限增大，但增长缓慢，趋势不明显，几乎没有变化；10mm液限随水泥掺量的增大而增大，趋势较明显，掺量2%-4%增长明显，6%-8%增长缓慢；10mm液限时的塑性指数随水泥掺量的增大而增大，趋势较明显，掺量2%-4%增长明显，6%-8%增长缓慢；17mm液限随水泥掺量的增大而增大，趋势较明显，掺量2%时增长不明显，几乎没有增长，2%-8%增长较大，趋势明显；17mm液限时的塑性指数随水泥掺量的增大而增大，趋势较明显，掺量2%时增长不明显，几乎没有增长，2%-8%增长较大，趋势明显。
有图3图4可以看出：掺入石灰和水泥后土的塑性增大，从而出现塑性指数减小。
3.3击实试验结果
由图5可以看出：石灰改良时，最佳含水率随石灰掺量的增大而增大，2%-6%增长明显，曲线趋势变化明显，但6%-8%时，变化趋势又趋于平缓；水泥改良时，最佳含水率随水泥掺量的增大而减小，掺量2%-4%曲线趋势下降较明显，但6%时又突然增大，8%时又突然下降，整条曲线没有规律，呈波动状态。
由图6可以看出：石灰改良时，最大干密度随石灰掺量的增大而减小，减小趋势明显，6%-8%时减小趋势趋缓，变化量减小；水泥改良时，随水泥掺量的增大最大干密度增大，掺量2%时，最大干密度突然增大，4%-8%时，又突然下降，4%-8%时的最大干密度几乎没有变化，整条曲线趋势没有规律。
3.4无侧限抗压试验结果：
图7 石灰、水泥改良无侧限抗压强度
由图7可以看出：石灰、水泥改良时无侧限抗压强度均随掺量的增大而增大；石灰改良时，强度增大较小，2%-6%增长趋势明显，6%-8%增长趋势趋于平缓，但强度均低于掺入水泥改良；水泥改良时，强度增长效果明显，4%-8%强度增长几近呈线性增长。
4、施工控制的比选
采用水泥改良应注意碾压的时间控制，由于水泥为水硬性材料，一但与含有水份的填料结合，水泥就会水化，为保证填料的压实度与强度，要求必须在水泥初凝前碾压完毕，这就要求现场进行严格的施工时间控制，以避免出现压实质量不合格的现象出现。
采用石灰改良相对水泥改良的碾压时效控制要宽松，根据相关资料显示：石灰固化一般不受时效限制。从施工控制上讲石灰改良更有利于施工。
5、经济性的比选
通过对当地的P.O32.5水泥与石灰价格进行调查寻价，结果表明：P.O32.5水泥为245元/吨，石灰为150元/吨，从材料单价来看，采用石灰改良优势明显。
结束语
采用两种不同类型的固化剂进行试验研究，根据路基填料改良结果的统计分析，通过物理指标、力学指标、经济性的比选，可以看出采用石灰做为膨胀土质路基改良更合理。
参考文献：
［1］ TB10001-2016铁路路基设计规范
［2］ TB10033-2006铁路特殊土路基设计规范
［3］ TB10621-2014高速铁路设计规范
［4］ TB10077-2001铁路工程岩土分类标准
［5］ TB10102-2010铁路工程土工试验规程
论文作者:陈丽丽
论文发表刊物:《防护工程》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/22
标签：水泥论文; 石灰论文; 路基论文; 趋势论文; 填料论文; 可以看出论文; 自由论文; 《防护工程》2018年第4期论文;