公路石灰改良膨脹土路基施工技術(shù)探討

王赟赟+陳毅

摘 要： 路基作為公路施工的主要結(jié)構(gòu)層，膨脹土無法直接作為路基填料，應(yīng)采取科學(xué)有效的措施進(jìn)行處理，才能滿足路基強(qiáng)度、穩(wěn)定性需求及路基使用性能。目前公路路基施工中石灰改良膨脹土工藝極為常見，該技術(shù)的應(yīng)用可大大提升施工質(zhì)量、縮短工期及具有良好經(jīng)濟(jì)效益。為此，本文結(jié)合具體工程案例，對公路石灰改良膨脹土路基施工原理、施工工藝進(jìn)行了分析與探討。

關(guān)鍵詞： 公路工程；石灰；膨脹土；路基施工

一、工程案例分析

某公路工程沿線具有較大地勢起伏，且地形極為復(fù)雜，總長度為1190m，40m為其全寬，兩塊板為其橫斷面，28560㎡為道路施工面積。膨脹土為本路段主要土質(zhì)類型，其中10224㎡為膨脹土地質(zhì)道路施工面積，干燥情況下膨脹土較硬，吸水后則呈現(xiàn)為流塑形，且強(qiáng)度、硬度快速降低，進(jìn)而對路基施工質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。本工程根據(jù)施工現(xiàn)場具體情況，拌和施工現(xiàn)場弱、中膨脹土及非膨脹土填料，以此將其物理性質(zhì)加以改善，且選取石灰改良膨脹土路基，降低施工成本，加快施工進(jìn)度。

二、石灰改良膨脹土施工原理

在潮濕膨脹土內(nèi)通過生石灰產(chǎn)生水化作用及離子交換作用，將2%生石灰添加到取料坑內(nèi)，進(jìn)行堆土悶料，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)土含水量有效降低，且減少土顆粒表面活性，短時間內(nèi)達(dá)到土顆粒之間粘聚力減小的作用，促使土料砂化。土料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，即可嚴(yán)格遵循設(shè)計要求，進(jìn)行消石灰適當(dāng)摻加，待完成粉碎、拌和、整平及碾壓作業(yè)后，可通過熟石灰的結(jié)晶效應(yīng)、熟石灰和土的長期火山灰效應(yīng)等，進(jìn)一步提高石灰—土體系的總體強(qiáng)度、穩(wěn)定性。

三、公路石灰改良膨脹土路基施工工藝

1、施工準(zhǔn)備

施工前準(zhǔn)備工作主要包括試驗(yàn)準(zhǔn)備，材料準(zhǔn)備、松鋪厚度確定、測量準(zhǔn)備、人工機(jī)械準(zhǔn)備等。施工前首先需對準(zhǔn)備作為填料的取土場進(jìn)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(jìn)行土工試驗(yàn)，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(jìn)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(jìn)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(yùn)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(jī)壓實(shí)效果等通過試驗(yàn)來確定的。本段落松鋪厚度確定為20cm～25cm，壓實(shí)后厚度大概在15cm～20cm。最后進(jìn)行測量準(zhǔn)備工作，需進(jìn)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(diǎn)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

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(jìn)行填筑前碾壓，壓實(shí)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、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(jìn)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(jī)或推土機(jī)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(jī)或裝載機(jī)將石灰土進(jìn)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(jìn)行石灰劑量的檢測，如果摻灰不足，在路拌時需根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果增加石灰劑量，直至達(dá)到設(shè)計要求，石灰土的含水量應(yīng)大于試驗(yàn)最佳含水量2%左右。

4、運(yùn)輸及攤鋪

石灰土在備料場初步拌合后運(yùn)到填筑現(xiàn)場，每臺運(yùn)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(yàn)確定的厚度控制，不能過厚，否則灰土拌和機(jī)拌合深度達(dá)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(jī)和挖掘機(jī)進(jìn)行攤鋪。

5、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(jī)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(hù)措施。

6、整型及碾壓

路基整型要按照圖紙規(guī)定的坡度和路拱進(jìn)行，在灰土拌合均勻后先用平地機(jī)初步整平和整型，在直線段，平地機(jī)由路邊向路拱中心進(jìn)行刮平，然后用鋼輪壓路機(jī)快速碾壓一遍，以突出潛在不平整部分，再用平地機(jī)將不平地方進(jìn)行精平，如遇到局部低洼處機(jī)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(jī)進(jìn)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(qiáng)”的原則，控制好碾壓速度，直至達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度為止。

7、養(yǎng)護(hù)

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(jìn)行，最好不要超過24h。否則需要采取必要的養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)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(jìn)行灑水重新碾壓，封閉裂紋。

四、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。

五、結(jié)束語

綜上所述，石灰改性膨脹土路基施工技術(shù)作為一項(xiàng)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(jìn)之處，這就需要我們不斷通過實(shí)踐去探索，去研究，通過精細(xì)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(jì)效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)名利雙收。

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