路基膨脹土改良方法及施工控制研究

胡評(píng)馨

摘要：本文結(jié)合實(shí)際工程案例，對(duì)膨脹土的改良方法、填筑質(zhì)量、質(zhì)量控制措施等進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在增強(qiáng)施工的合理性，為同行提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：路基;膨脹土;改良方法;塑性指數(shù);控制研究

一、工程案例

某公路全長(zhǎng)為2km，4.5m-12m為路基填高，基床表層級(jí)配碎石和中粗砂為32208m，基床以下路拌改良土量為318934m，基床底層廠拌改良土為67552m。線路的直線地段路基面寬度為13m，按照設(shè)計(jì)的要求，曲線地段需要進(jìn)行加寬處理，路肩的寬度為1m。路基整體呈現(xiàn)出三角形，基床的結(jié)構(gòu)形式比較特殊，基床表層的厚度為0.7m，在填筑的時(shí)候，選用的是厚度為0.5m的中粗砂級(jí)配碎石，將復(fù)合土工膜覆蓋在下斷面，填料的主要成分為廠拌石灰改良膨脹土。

二、改良膨脹土和改良土室內(nèi)試驗(yàn)

（一）良膨脹土試驗(yàn)

試驗(yàn)段的取土場(chǎng)有兩處，地勢(shì)比較平坦，四周為耕地?；驳奶盍蠟榧?jí)配碎石，厚度為0.5m，地基系數(shù)在190以上;基床底層選用厚度為0.2m、地基系數(shù)大于130，孔隙率小于18的中粗砂;基床以下的路堤選用路拌改良土，厚度根據(jù)實(shí)際情況選擇。使用級(jí)配碎石的部位有路基與涵洞的過渡段、基床表層和表層以下的位置，地基系數(shù)分別大于190和150，孔隙率分別在18和28以下。必須按照規(guī)定要去選擇合適的填料并進(jìn)行壓實(shí)。

（二）改良土室內(nèi)試驗(yàn)

對(duì)于改良土的最佳摻灰比，需要使石灰的性能充分發(fā)揮，強(qiáng)度在穩(wěn)定的趨勢(shì)內(nèi)平穩(wěn)增長(zhǎng)，將無荷膨脹率控制在1%以內(nèi)，荷載狀態(tài)下的有荷膨脹率在0以下，膨脹的總率小于0，將其浸泡在水中48小時(shí)，沒有發(fā)生崩解現(xiàn)象即達(dá)到要求。根據(jù)強(qiáng)度指標(biāo)，在本工程中，石灰的摻量應(yīng)小于5%，試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用石灰對(duì)膨脹土進(jìn)行改良后，有效改善了脹縮性，在摻灰量增大的情況下，無荷膨脹率的指標(biāo)出現(xiàn)縮小現(xiàn)象，在計(jì)算之后，膨脹總率在5%和60/a的時(shí)候，總膨脹率均在0以下。

三、改良膨脹土拌合機(jī)路基填筑施工方法

（一）集中路拌法

施工前需要結(jié)合石灰的消解情況，清理和平整場(chǎng)地，根據(jù)地勢(shì)、地形、水文等。集中堆放石灰，合理布置相關(guān)設(shè)施。在處理基底的時(shí)候，需要采取分段進(jìn)行的方式，整個(gè)過程保持排水的暢通，當(dāng)基底不符合規(guī)定要求時(shí)，必須采取相應(yīng)的改良加固措施。按照工藝確定的要求，對(duì)自卸車的容量進(jìn)行確定，填筑松鋪厚度，將距離控制在合適的范圍內(nèi)，可以在路基兩層加寬50cm的長(zhǎng)度，使機(jī)械能夠發(fā)揮出應(yīng)用的價(jià)值。攤鋪整平工作完成之后，需要對(duì)改良土的含水量、均勻性、密實(shí)性等進(jìn)行檢驗(yàn)，保證其滿足施工的標(biāo)準(zhǔn)，最后采取相應(yīng)的措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

（二）集中預(yù)拌路拌法

在改良膨脹土中適合此類方法的應(yīng)用。對(duì)取土場(chǎng)的情況和挖掘機(jī)的性能進(jìn)行詳細(xì)考察，使取土的范圍和深度能夠保持在合適范圍內(nèi)，對(duì)土的干度和密度等進(jìn)行測(cè)定。推平布灰面，呈網(wǎng)格狀進(jìn)行分布，根據(jù)厚度大小的不同進(jìn)行攤鋪，保證其均勻性。預(yù)拌過程中，在預(yù)定的范圍內(nèi)，使挖掘機(jī)能夠快速取土，安排專業(yè)的人員，對(duì)整個(gè)測(cè)量過程進(jìn)行監(jiān)控，采取橫向與縱向相互結(jié)合的方式一次取齊。如果土塊較大，需要及時(shí)進(jìn)行粉碎，使其大小能夠符合施工要求。在卸料的過程中，需要從頂部進(jìn)行灑落，使其能夠自然進(jìn)行，避免對(duì)環(huán)境造成較大的影響。按照分層填筑的方式，將拌制好的混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，利用路拌機(jī)進(jìn)行拌和，安排專人進(jìn)行監(jiān)督和控制，使石灰量、顆粒大小、密實(shí)性等能夠滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，及時(shí)調(diào)整拌和的遍數(shù)和力度。

（三）二次摻灰預(yù)拌路拌法

利用這種方法，需要按照預(yù)拌的工藝，將部分劑量的石灰摻入到混合料中，使剩余劑量的石灰也能夠得到充分利用。首先進(jìn)行取土運(yùn)輸，攤鋪填料之后對(duì)其含水量進(jìn)行檢測(cè)，然后才去快速靜壓的方式，使路面的平整度得到提高。然后對(duì)密度進(jìn)行確定，計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)值，然后對(duì)施工的摻灰比等進(jìn)行確定，劃分出相應(yīng)的網(wǎng)格，使布灰的計(jì)量工作能夠順利完成。再次檢測(cè)混合料的顆粒大小，符合要求之后集中堆放，之后進(jìn)行碾壓夯實(shí)工作，完成第一層的攤鋪和碾壓工作之后進(jìn)行下一層的施工。

（四）廠拌法

（1）備土。在取土場(chǎng)對(duì)取土的范圍和深度進(jìn)行測(cè)定，在篩選之后，對(duì)石灰的含水量進(jìn)行詳細(xì)測(cè)定，當(dāng)達(dá)到2%指標(biāo)的時(shí)候，對(duì)施工的摻灰比進(jìn)行計(jì)算，整平表面，使用挖掘機(jī)進(jìn)行3-5遍的拌和。將混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，使用機(jī)械進(jìn)行粉碎，將土砂礫的顆粒大小控制在15mm以內(nèi)。（2）備灰。在裝生石灰的時(shí)候，需要采用袋裝的方式，將塊灰完全消解并過篩，裝運(yùn)到布灰面和廠拌骨料倉(cāng)。（3）在拌和的時(shí)候，需要對(duì)破碎土的含水量進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)將廠拌摻灰比進(jìn)行換算，將配料系統(tǒng)進(jìn)行合理調(diào)試，使拌和試生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行，持續(xù)進(jìn)行供土和供灰工作。（4）選擇車輛將不合格的填料及時(shí)運(yùn)輸至填筑區(qū)以外的路段。

四、石灰改良膨脹土施工質(zhì)量控制

（一）土體含水量的控制

在摻灰量相同的情況下，改良土的凝聚力和內(nèi)摩擦角受初始含水率的影響，進(jìn)而影響改良土的強(qiáng)度。如果初始含水量的范圍未能確定，在摻灰量達(dá)到最佳數(shù)值的時(shí)候，很難實(shí)現(xiàn)含水率的科學(xué)準(zhǔn)確。需要對(duì)拌和法、摻灰、路拌、養(yǎng)護(hù)等施工工藝進(jìn)行控制，根據(jù)不同的初始含水率，對(duì)土樣進(jìn)行配置，隨著時(shí)間的變化，對(duì)不同時(shí)刻的數(shù)值進(jìn)行記錄，使含水率達(dá)到規(guī)定的數(shù)值。

（二）原材料的質(zhì)量控制

一般來說，在施工中的同一路段，應(yīng)保持膨脹土土源的一致性，不能將不同的土源進(jìn)行混用，避免填筑時(shí)候出現(xiàn)水囊或者表面破裂的現(xiàn)象。需要詳細(xì)分析土源的物理性質(zhì)，對(duì)土源與試驗(yàn)土的相似性進(jìn)行對(duì)比，分析膨脹土改良的可能性。對(duì)于生石灰，需要詳細(xì)考察生產(chǎn)廠家的規(guī)格，存放期間要做好相應(yīng)的覆蓋措施，保證原材料質(zhì)量符合規(guī)定的要求。

（三）路基壓實(shí)度的控制

如果最佳含水率與最佳摻灰量一定，壓實(shí)遍數(shù)在很大程度上決定著路基的壓實(shí)度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)路基壓實(shí)度的變化趨勢(shì)，詳細(xì)控制壓實(shí)遍數(shù)，使其能夠科學(xué)合理。前期的壓實(shí)速度較快，中期速度出現(xiàn)放緩趨勢(shì)，到后期的時(shí)候，改良土的性質(zhì)已經(jīng)達(dá)到比較高的性能。必須充分考慮經(jīng)濟(jì)、質(zhì)量、環(huán)境、人工、機(jī)械等綜合因素，使膨脹土的地區(qū)壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

五、結(jié)束語

膨脹土在公路施工中是一種特殊并且常用的材料，在使用的過程中，需要對(duì)膨脹土進(jìn)行一定的改良，使膨脹土的性質(zhì)充分發(fā)揮。需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，做好相關(guān)的試驗(yàn)工作，選擇合適的方法，嚴(yán)格控制含水率，加大路基的壓實(shí)度，使路基的壓實(shí)效果得到有效保障，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性與堅(jiān)固性，實(shí)現(xiàn)理想的效果，促進(jìn)公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇偉，曾娟娟，白銀涌.益婁高速公路膨脹土石灰摻量的試驗(yàn)確定[J].湖南文理學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2017（03）：22-23.