公路石灰改良膨脹土施工技術(shù)分析

趙東均+花振軍

摘 要： 伴隨社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，我國公路事業(yè)也得到了極大發(fā)展。石灰改良膨脹土技術(shù)的合理應(yīng)用，可全面提升工程建設(shè)質(zhì)量。為此，本文在全面分析膨脹土性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對公路石灰改良膨脹土施工工藝進(jìn)行了探究，以期提高路基穩(wěn)定性、延長公路使用年限。

關(guān)鍵詞： 公路工程；施工工藝；膨脹土

一、膨脹土構(gòu)成及性質(zhì)分析

1、膨脹土構(gòu)成。膨脹土主要由蒙脫石礦物成分組成，強(qiáng)親水性礦物質(zhì)是膨脹土的粘粒成分。硅氧四面體片以及氫氧化鋁八面體片對土體物理性質(zhì)起著重要的作用。膨脹土主要由夾著一個八面體片的兩個四面體片重復(fù)堆積組成，從而形成三層型。根據(jù)層間水化離子的吸附水性，結(jié)構(gòu)單位填充會造成晶格活動較大，從而讓整個土體的壓縮性和膨脹性變大。

2、膨脹土性質(zhì)。膨脹土和其他粘性土有很大的區(qū)別，具有強(qiáng)烈的吸水膨脹、失水收縮、易裂縫、易固結(jié)以及強(qiáng)度容易衰減等特性。在公路建設(shè)中必須處理好改性，避免對公路建設(shè)造成巨大損害。不同情況下的壓力膨脹率和自由膨脹率可以反映土的具體膨脹性能。膨脹土的含水量和膨脹率大小成反比關(guān)系，膨脹率越高，土的含水量就越低。因此，自由膨脹率是反映膨脹土工程地質(zhì)分類最主要的因素。交通部門根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定：Fs≥90%的為膨脹土；Fs在65%～90%之間的是中性膨脹土；Fs在45%～65%之間的是弱性膨脹土。土體當(dāng)中含水量是施工性能改性的重要條件。

二、公路石灰改良膨脹土施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

依照設(shè)計規(guī)定，施工前有效處理天然原地面、溝塘，檢測原材料的質(zhì)量，選用不同劑量灰土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，按照具體施工現(xiàn)狀進(jìn)行作業(yè)區(qū)段的合理劃分，以100到200m作為各個作業(yè)區(qū)段。按照填土高度、分層填筑厚度等進(jìn)行各個區(qū)段壓實(shí)度、灰劑量位置填土層數(shù)的劃分及確定。

2、取土悶灰

選取生石灰作為取土悶灰的材料，要求施工前將土坑內(nèi)的雜物清理干凈，如地表耕直土、腐渣土等，隨后推平地表，通過原狀土的相關(guān)參數(shù)對各車生石灰的攤鋪面積進(jìn)行準(zhǔn)確計算，隨后將方格打在地面上，且利用人工的方式把生石灰均勻地攤鋪到各個方格內(nèi)，并利用挖掘機(jī)進(jìn)行3到4天挖土悶料。為確保土料含水量最佳化及產(chǎn)生土料“砂化”效果，要求通過挖掘機(jī)在悶料環(huán)節(jié)每天都進(jìn)行1遍土料翻拌。

3、上土攤鋪

選取水平分層填筑法填筑路基，填筑是路基2側(cè)需多出30到50cm。按照土的壓實(shí)厚度、松鋪系數(shù)等進(jìn)行各車土松鋪面積的確定，且將方格打在地面上，并有效控制方格內(nèi)土的用量。運(yùn)土一般都會選取自卸汽車，推土機(jī)攤鋪施工中應(yīng)具有均勻性。

4、翻曬破碎

土料在第一次摻灰處理且攤鋪后，可及時翻曬、破碎土料。按照當(dāng)天天氣情況進(jìn)行翻曬，定時選取鏵犁翻耕土料，并進(jìn)行土塊破碎施工。翻曬土料環(huán)節(jié)，要求對土料含水量進(jìn)行定期測量，并對土塊破碎具體情況進(jìn)行檢查及進(jìn)行第二次摻灰時間的確定。

5、二次摻灰

第二次摻灰時間，以土料內(nèi)土料粒徑在8cm以下且土料含水量為最佳值范圍內(nèi)時進(jìn)行施工。選取消石灰作為第二次摻灰材料，施工前土層表面需選取輕型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，隨后通過平地機(jī)做好整平工作，且根據(jù)壓實(shí)土層的實(shí)際干密度、厚度等技術(shù)指標(biāo)對二次摻灰量、每車攤鋪面積加以準(zhǔn)確確定，同第一次摻灰一樣，要求將方格打在地面上，且控制每車石灰攤鋪量，隨后通過人工結(jié)合平地機(jī)的方式均勻攤鋪石灰，確保其平整度。

6、粉碎拌和

均勻攤鋪、整平石灰材料后，需及時進(jìn)行土料粉碎施工，選取的機(jī)械為穩(wěn)定土拌和機(jī)。粉碎施工階段，要求指派專人對拌和機(jī)的拌和深度進(jìn)行詳細(xì)檢測，防止素土夾層問題產(chǎn)生。除此之外，要求進(jìn)行一次粉碎施工，就必須對土料的含水量、土顆粒分布情況進(jìn)行一次檢測，直到土顆粒在5cm以上的材料含量在5%以下，及土顆粒在2cm以上的含量在20%以下即可。

與此同時，土料粉碎后在對其石灰劑量、含水量進(jìn)行測試時，相比設(shè)計石灰劑量，各個測點(diǎn)石灰劑量應(yīng)多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范圍內(nèi)，就可以實(shí)施整平、碾壓施工。當(dāng)具有較低灰劑量，需進(jìn)行石灰快速補(bǔ)充及拌和施工，當(dāng)具有較高含水量時，可通過鏵犁不間斷地進(jìn)行翻拌施工，以此達(dá)到含水量減小的目的。

7、穩(wěn)壓整平

粉碎土料后，可選取光輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍穩(wěn)壓施工，隨后按照相關(guān)規(guī)定通過平地機(jī)進(jìn)行整平施工，其施工順序?yàn)閺倪厒?cè)到中間。整平施工中，需對土層厚度進(jìn)行及時測量，且按照此時土料松鋪系數(shù)進(jìn)行土層厚度合理化調(diào)整。進(jìn)行頂層施工時，在穩(wěn)壓、整平土層后需進(jìn)行高程測量，且根據(jù)設(shè)計高程、土料松鋪系數(shù)等再次整平土料，直到土層各項(xiàng)條件與設(shè)計規(guī)定相符。

8、碾壓

完成土料整平作業(yè)后，需及時進(jìn)行碾壓施工，應(yīng)具有連續(xù)性，直到其能夠滿足規(guī)定壓實(shí)度、外觀質(zhì)量。通過試驗(yàn)段確定碾壓機(jī)械組合、遍數(shù)，各層土碾壓時間必須控制在12h小時以內(nèi)。碾壓施工中，如表層含水量不足，出現(xiàn)松散問題，需及時進(jìn)行水分補(bǔ)充，并保證材料與輪胎不產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，隨后進(jìn)行碾壓施工。如局部位置出現(xiàn)彈簧問題，應(yīng)及時將彈簧土挖除，且回填質(zhì)量合格的土料，并做好壓實(shí)施工。碾壓施工順序?yàn)閺倪厒?cè)逐步碾壓到中間位置，壓路機(jī)需進(jìn)行40到50cm重疊，與其他位置相比，路基邊側(cè)位置應(yīng)多進(jìn)行2遍碾壓。

9、臺后填土

各層填土碾壓成型后，需組織相關(guān)人員進(jìn)行及時驗(yàn)收，具體內(nèi)容涵蓋壓實(shí)度、灰劑量、高程等，彎沉驗(yàn)收作業(yè)需用于上路床頂層。隨后選取薄層填筑橋臺背后、涵洞等位置的土層，且在20cm以內(nèi)控制其松鋪厚度，因施工作業(yè)面相關(guān)因素制約，此位置土料需在相近路段完成各項(xiàng)施工流程后，通過推土機(jī)向所填位置放置，且做好整平、碾壓作業(yè)。如邊角位置壓路機(jī)碾壓難度大時，可選取小型夯實(shí)機(jī)械進(jìn)行施工，以此確保其壓實(shí)度滿足施工規(guī)定。

三、公路石灰改良膨脹土施工質(zhì)量控制

1、質(zhì)量檢測

壓實(shí)質(zhì)量是路基施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有充分壓實(shí)，才能保證路基的強(qiáng)度、剛度、平整度以及使用壽命?，F(xiàn)場用灌砂法分層檢測壓實(shí)度，只有檢驗(yàn)值合格后方能進(jìn)入下一道工序。若抽檢點(diǎn)壓實(shí)度均不合格，要求進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，或靜置1d后繼續(xù)碾壓，直至滿足規(guī)范要求為止。

2、分層填筑厚度控制

根據(jù)行車荷載在土中分布的特點(diǎn)，路基填筑施工中，不同填筑層位要求達(dá)到的壓實(shí)度不盡相同，且每填筑一層，均受其下層基土的含水率和壓實(shí)度影響，填筑層位低，要求的壓實(shí)度較小，而層位高則較大，因此要求石灰土分層填筑厚度隨路基下層含水率和相應(yīng)壓實(shí)度做出相應(yīng)調(diào)整。施工前先按填土厚度、松鋪系數(shù)計算出試驗(yàn)路段的用土量，進(jìn)場卸土?xí)r安排專人指揮車輛倒土、收方計量，并隨時檢測、調(diào)整、記錄松鋪厚度。填料粒徑控制該試驗(yàn)路段在灰-土摻拌過程中，土塊粒徑控制在60mm以內(nèi)，不允許含有大塊土團(tuán)，以免影響改良土的性能。

四、結(jié)束語

綜上所述，膨脹土是一種分散性較高、脹縮性能大的特殊粘土，具有多裂隙性、超固結(jié)性和濕脹干縮等特性。為此，必須根據(jù)膨脹土具體特點(diǎn)，對膨脹土進(jìn)行適當(dāng)處理，并制定有效的措施，保證施工的整體質(zhì)量?！?/p>

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