論石灰改性膨脹土路基填筑施工技術(shù)

劉曉永

（中鐵二十五局集團第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

論石灰改性膨脹土路基填筑施工技術(shù)

劉曉永

（中鐵二十五局集團第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

摘 要：本文先介紹了膨脹土和石灰改性膨脹土的基本性質(zhì)，然后具體闡述了石灰改性膨脹土填筑路基的施工過程。

關(guān)鍵詞：膨脹土；石灰改性膨脹土；路基填筑；施工技術(shù)

一、項目概述

某鐵路全長34.8km，設(shè)計時速100km，所經(jīng)地區(qū)廣泛分布膨脹土，主要位于地表層，厚度大概在5m～14m，屬中性膨脹土，且該地區(qū)雨量充沛，地表水系發(fā)達，路基施工難度較大。經(jīng)項目初步策劃，決定采用石灰對該土質(zhì)進行改良。

膨脹土屬于高液限粘土，具有吸水膨脹、失水收縮雙重特性，性質(zhì)不穩(wěn)定，容易發(fā)生變形，且吸水后強度急劇衰減，干縮后裂隙發(fā)育較快，對路基危害極大，常使路基產(chǎn)生豎向及水平變形，造成位移、開裂、傾斜破壞等，很容易形成網(wǎng)狀裂縫。膨脹土之所以有這樣的特性是因為它的成分中含有較多諸如蒙脫石、硫化鐵、伊利石等親水性礦物質(zhì)。為了更好的采取措施進行施工，判定膨脹土?xí)r要結(jié)合現(xiàn)場實際情況，主要依據(jù)對土質(zhì)自由膨脹率、液限和塑性指數(shù)指標(biāo)的檢測來判斷。膨脹土根據(jù)自由膨脹率大小可以劃分為三個等級：弱膨脹土、中性膨脹土、強性膨脹土。經(jīng)試驗測得該段沿線的膨脹土自由膨脹率在65%～90%之間，屬于中性膨脹土，經(jīng)改良后可以用于鐵路路基填料。而強性膨脹土是不能作為路基填料的。設(shè)計采用摻加5%劑量石灰進行改性處理，石灰選用二級以上生石灰。經(jīng)石灰改性后的膨脹土，性質(zhì)發(fā)生了很大變化，土體天然含水量大大降低，液限和塑性指數(shù)也都降低，強度明顯增加，脹縮總率基本接近0，能夠達到規(guī)范要求的路基填料標(biāo)準(zhǔn)。

二、石灰改性膨脹土填筑路基施工工藝

1 施工前準(zhǔn)備工作。施工前準(zhǔn)備工作主要包括試驗準(zhǔn)備，材料準(zhǔn)備、松鋪厚度確定、測量準(zhǔn)備、人工機械準(zhǔn)備等。施工前首先需對準(zhǔn)備作為填料的取土場進行取樣，把符合Ⅱ級以上級別的石灰和土樣按設(shè)計要求的摻配比例混合后進行土工試驗，確定路基填筑時的控制標(biāo)準(zhǔn)，如最大干密度和最佳含水量。然后進行現(xiàn)場備料，石灰存放場地應(yīng)選在取土場附近和地勢較高的位置，最好臨近水源，如果長時間堆放需覆蓋封存。生石灰在使用前7-10天進行消解，消解后的石灰應(yīng)該能通過10毫米篩孔的篩。根據(jù)每段每層路基填筑的寬度、厚度、長度和測得的干密度計算所需要的石灰量和灰土數(shù)量，根據(jù)石灰摻配比例、材料含水量以及現(xiàn)場料車運輸能力計算每種材料用量和每車料的堆放距離。

接下來是松鋪厚度的確定，松鋪厚度是根據(jù)拌合設(shè)備的拌合能力、壓路機壓實效果等通過試驗來確定的。本段落松鋪厚度確定為20cm～25cm，壓實后厚度大概在15cm～20cm。最后進行測量準(zhǔn)備工作，需進行施工放樣，訂出中線樁、邊樁、高程控制樁的位置，繪制縱斷面圖、樁點分布圖、排水系統(tǒng)圖等。這里特別值得一提的是，膨脹土路基填筑要特別重視排水系統(tǒng)的施工，設(shè)置縱橫向排水系統(tǒng)，疏通水系，降低路基施工范圍內(nèi)的地表水位，為填前碾壓質(zhì)量控制、路基基底順利封底提供保障。

2 清表處理、填前碾壓。路基填土前先要清除地表土、雜草等，并挖出淤泥，泥質(zhì)軟土等進行填筑前碾壓，壓實度要符合圖紙要求，檢測合格后才開始填筑石灰改性膨脹土。如果路基填土高度在一米以內(nèi)，需挖除30cm～60cm膨脹土后換填石灰改性膨脹土。

3 石灰改良土的初步拌合。石灰改良土的備料一定要選在取土場附近或路基零填挖斷面內(nèi)比較平坦的場地集中進行，可以避免對周圍環(huán)境的污染。清除地表土后先用挖掘機或推土機在土場取土，然后根據(jù)取土深度計算出的石灰用量摻配石灰，所取土的含水量要控制在最佳含水量提高3%～4%，用挖掘機或裝載機將石灰土進行初步拌合一到兩遍，燜料24h～48h。燜好的石灰土顆粒不宜大于10cm，最大不能超過15cm，拌合好的石灰土可以采用EDTA法進行石灰劑量的檢測，如果摻灰不足，在路拌時需根據(jù)試驗結(jié)果增加石灰劑量，直至達到設(shè)計要求，石灰土的含水量應(yīng)大于試驗最佳含水量2%左右。

4 運輸和攤鋪。石灰土在備料場初步拌合后運到填筑現(xiàn)場，每臺運輸車輛所裝灰土數(shù)量應(yīng)大致相等，便于松鋪厚度的控制，厚度按照試驗確定的厚度控制，不能過厚，否則灰土拌和機拌合深度達不到，造成底部石灰土拌合不到位。根據(jù)計算確定卸料距離，灑上縱橫石灰網(wǎng)格線，從路基一端開始，左右成行，前后等距離布土，注意不能長時間堆放，應(yīng)盡快用推土機和挖掘機進行攤鋪。

5 路拌機二次拌和。在拌合前要檢測石灰土的含水量，如果含水量過小，應(yīng)適當(dāng)灑水；含水量過大，攤鋪時應(yīng)晾曬，在灑水或晾曬期間要及時檢測灰土的含水量，使含水量大于最佳含水量的1%～2%。拌合設(shè)備要采用專用灰土拌和機充分拌合，拌合過程要隨時檢查拌合的深度、均勻性、顆粒粒徑，使拌合均勻，不存在夾層，為碾壓創(chuàng)造有利條件。注意不得在雨天施工，雨季要采取必要的防護措施。

6 整型與碾壓。路基整型要按照圖紙規(guī)定的坡度和路拱進行，在灰土拌合均勻后先用平地機初步整平和整型，在直線段，平地機由路邊向路拱中心進行刮平，然后用鋼輪壓路機快速碾壓一遍，以突出潛在不平整部分，再用平地機將不平地方進行精平，如遇到局部低洼處機械不容易整平的地方應(yīng)配合人工整平。碾壓前檢查鋪裝石灰土層的寬度和厚度。在整平過程中一定要處理好接縫，接縫要順直平整。整平之后就是碾壓，采用18t振動壓路機進行碾壓，碾壓應(yīng)該遵循“先邊后中，先輕后重，先穩(wěn)后振，先慢后快，由弱至強”的原則，控制好碾壓速度，直至達到規(guī)定的壓實度為止。

7 養(yǎng)護。為了保證灰土施工完后表面不開裂，上下層灰土施工應(yīng)連續(xù)進行，最好不要超過24h。否則需要采取必要的養(yǎng)護措施進行保濕處理。如果已經(jīng)出現(xiàn)裂紋，在上層灰土施工前需對下層進行灑水重新碾壓，封閉裂紋。

8 石灰改性膨脹土路基質(zhì)量檢測。石灰改性膨脹土路基質(zhì)量檢測最重要的檢測項目就是壓實度。壓實度采用灌砂法，由于壓實度檢測的頻率較高，強度較大，檢測需要時間長，因此根據(jù)路基實際情況，采用分組方式，運用多個檢測設(shè)備同時進行，還可以根據(jù)各區(qū)域壓實度標(biāo)準(zhǔn)不同適當(dāng)運用核子儀輔助檢測，以提高檢測效率，但應(yīng)做對比試驗。

結(jié)語

石灰改性膨脹土路基填筑施工技術(shù)作為一項成熟的施工技術(shù)已經(jīng)被工程廣泛使用，但是其施工過程仍有很多需要改進之處，這就需要我們不斷通過實踐去探索，去研究，通過精細化施工、管理、控制來更好的保證工程質(zhì)量，節(jié)約建設(shè)成本，提高經(jīng)濟效益，實現(xiàn)企業(yè)名利雙收。

參考文獻

[1]TB10102-2010，鐵路工程土工試驗規(guī)程[S].

中圖分類號：TU74

文獻標(biāo)識碼：A