方案
改良剂为广西鱼峰水泥股份有限公司生产的“鱼峰牌”P·O42.5水泥。
水泥改良膨胀土试验按《铁路工程土工试验规程》中的要求进行，制成不同水泥掺量的土样标准试件，在标准条件下养护，测试试件28 d内摩擦角、自由膨胀率、收缩率、无侧限抗压强度、界限含水率。
水泥掺量按0%、3%、5%、7%、9%级差。试验土样主要取自开挖断面最大的D1K739+590、+650 2处，以下分别称为A、B土样。
5 试验结果及分析
5.1 不同水泥掺量对土体内摩擦角的影响
不同水泥掺量与土体内摩擦角之间的关系见表3和图1。
在掺入水泥后，膨胀土的内摩擦角提高效果十分明显，即掺入水泥后使其抗剪强度得到大幅度增强。虽随着水泥掺量的提高，其内摩擦角也随之增大，但增长幅度是由快至慢，甚至水泥掺量从7%增至9%时，内摩擦角增幅少于5%。
可见，在提高膨胀土抗剪强度指标方面，从效果及经济方面综合考虑，水泥最佳掺量为7%。
5.2 自由膨胀率
自由膨胀率试验为素土散样掺入水泥。因水泥改良膨胀土效果评价最关键指标为膨胀率，为了获得更为准确及详尽的试验结果，本项指标试验增加了一个C土样，且水泥掺量级差由2%减少到1%。结果见表4和图2。
A、B、C 3个土样的自由膨胀率随水泥掺量的变化曲线趋势相同，线型相似。当水泥掺量为5%时，土样的膨胀率均小于40%，可见改良效果非常明显。
随着水泥掺量的增加，自由膨胀率降幅由快逐渐趋缓，当水泥掺量超过6%后，自由膨胀率曲线基本呈现为水平状态，甚至A土样在9%水泥掺量时，自由膨胀率较8%水泥掺量时稍有提高。表明水泥掺量为6%～7%时效果最佳，当水泥掺量超过7%后，效果趋弱，甚至起反作用。
5.3 收缩试验
由表5可知，随着水泥掺量增大，膨胀土的收缩系数、线收缩率、体缩率均出现明显下降，改性效果非常明显。但随着水泥掺量超过7%以后，各收缩指标下降幅度非常小。表明在水泥掺量为7%时，达到最佳综合效果。
5.4 无侧限抗压强度试验
水泥改良膨胀土，起到团粒、凝结及碳酸反应3种作用，其构成改良土的承载骨架，提高了土体承载能力，也是采用水泥改良期望达到的目的之一。结果见表6和图3。
随着水泥掺量的增加，土体强度提高明显，且强度与掺量基本呈正比关系。在本试验中选择最大水泥掺量（9%），可得到最高抗压强度。
5.5 界限含水量
土体的界限含水量是体现土颗粒与水之间相互作用程度的关键及敏感指标，常常在进行膨胀土初判时，将液限、液性指数与自由膨胀率作为三大指标进行判断。当符合液限≥40%，液性指数≤0.25，自由膨胀率≥40%时，可初步认定为膨胀土。
膨胀土掺水泥进行改良时，水泥在膨胀土内的化学反應及物理变化降低了土的阳离子交换性能，团聚了土颗粒，减少了土颗粒的比表面积，从而降低改良土的亲水性，改善了工程地质特性。结果见表7和图4。
由图4可得，在不同水泥掺量情况下，膨胀土的液、塑限均出现较大下降，在水泥掺量为7%的情况下，塑性指数为最低，改善膨胀土亲水性的最佳水泥掺量为7%。
6 确定水泥最佳掺量
不仅自由膨胀率和塑性指数2顶指标作为判别膨胀土的重要指标，对于工程设计及施工而言，无侧限抗压强度无疑也是重要指标。因此，本项目根据上述试验中各种水泥掺量下自由膨胀率、塑性指数及无侧限抗压强度的指标来确定水泥的最佳掺量，具有实际的工程意义。
进行水泥掺量确定时，也要将其他指标及工程造价作为评判的指标之一，确保在技术、经济等各方面达到综合最佳的水泥掺量。
通对膨胀土改良指标并结合经济指标进行综合分析，确定本项目改良膨胀土的水泥最佳掺量为7%，因考虑现场施工条件与试验室的差异，将实际水泥掺量提高至7.5%。
7 结语
本项目通过试验确定了水泥改良膨胀土的最佳掺量，施工时的检测结果表明，降低了膨胀土的胀缩性，提高了土体的强度，达到了预期的良好效果。
由于各地区膨胀土具有地域差异及不同的水泥由不同成分组成，所以其水泥改良最佳掺量需通过试验确定。
参 考 文 献
[1]TB 10038—2001，铁路工程地质膨胀土勘查规程[S].
[2]铁道部第一工程局.铁路工程施工技术手册（路基）[M].北京：中国铁道出版社，2000.
[3]朱志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京：中国建材工业出版社，2004.
[4]陈明.膨胀土掺石灰作铁路路基填料的试验研究[J].企业科技与发展，2014（7）.
[责任编辑：钟声贤]
【作者简介】李水英，女，广西柳州人，本科，广西恒信工程质量检测咨询有限责任公司主管工程师，从事工程试验及检测工作。
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