公路工程膨脹土路基施工技術及質(zhì)量控制

李搖搖 荊杰

摘 要：在公路施工中，有時會不可避免地遇到沿線分布有不良土質(zhì)地段和土源，如膨脹土等，如何確保工程的穩(wěn)定與安全，是工程建設成敗的關鍵。膨脹土是一種分散性較高、脹縮性能大的特殊粘土，主要由親水性較強的蒙脫石或伊利石等礦物組成，它具有多裂隙性、超固結性和濕脹干縮等特性。若對其處治不當，極易產(chǎn)生溜坍、滑坡等事故，還會產(chǎn)生收縮開裂、松散、剝落等病害，而且病害一旦發(fā)生，將大大增加處理難度。為此，本文在充分了解膨脹土影響因素的基礎上，對公路工程膨脹土路基施工技術要點及質(zhì)量控制進行了分析與探究。

關鍵詞：公路工程；膨脹土路基；質(zhì)量控制

一、膨脹土的影響因素

膨脹土是土中黏粒成分主要由親水性礦物組成同時具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石，為一種高塑性粘土，一般承載力較高。同時具有吸水膨脹、失水收縮和反復脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形造成位移、開裂、傾斜甚至破壞。對膨脹土造成影響的主要因素包括以下幾點：

1、內(nèi)部因素。主要是指礦物成分及微觀結構兩方面。礦物成分膨脹土含大量的活性粘土礦物如蒙脫石和伊利石尤其是蒙脫石比表面積大在低含水量時對水有巨大的吸力土中蒙脫石含量的多寡直接決定著土的脹縮性質(zhì)的大小。

微觀結構這些礦物成分在空間上的聯(lián)結狀態(tài)也影響其脹縮性質(zhì)。經(jīng)對大量不同地點的膨脹土掃描電鏡分析得知面——面連接的疊聚體是膨脹土的一種普遍的結構形式這種結構比團粒結構具有更大的吸水膨脹和失水吸縮的能力。

2、外部因素。水分的遷移是控制土脹、縮特性的關鍵外在因素。因為只有土中存在著可能產(chǎn)生水分遷移的梯度和進行水分遷移的途徑才有可能引起土的膨脹或收縮。盡管某一種粘土具有潛在的較高的膨脹勢但如果它的含水量保持不變則不會有體積變化發(fā)生相反含水量的輕微變化哪怕只是1%～2%的量值實踐證明就足以引起有害的膨脹。因此判斷膨脹土的脹縮性指標都是反映含水量變化時膨脹土的脹縮量及膨脹力大小的。

二、公路工程膨脹土路基施工要點分析

1、施工準備

依照設計規(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行標準試驗，按照具體施工現(xiàn)狀進行作業(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、分層填筑厚度等進行各個區(qū)段壓實度、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，通過原狀土的相關參數(shù)對各車生石灰的攤鋪面積進行準確計算，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)，并利用挖掘機進行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，要求通過挖掘機在悶料環(huán)節(jié)每天都進行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側需多出30到50cm。按照土的壓實厚度、松鋪系數(shù)等進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。運土一般都會選取自卸汽車，推土機攤鋪施工中應具有均勻性。

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。按照當天天氣情況進行翻曬，定時選取鏵犁翻耕土料，并進行土塊破碎施工。翻曬土料環(huán)節(jié)，要求對土料含水量進行定期測量，并對土塊破碎具體情況進行檢查及進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進行壓實，隨后通過平地機做好整平工作，且根據(jù)壓實土層的實際干密度、厚度等技術指標對二次摻灰量、每車攤鋪面積加以準確確定，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，隨后通過人工結合平地機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，需及時進行土料粉碎施工，選取的機械為穩(wěn)定土拌和機。粉碎施工階段，要求指派專人對拌和機的拌和深度進行詳細檢測，防止素土夾層問題產(chǎn)生。除此之外，要求進行一次粉碎施工，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、含水量進行測試時，相比設計石灰劑量，各個測點石灰劑量應多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范圍內(nèi)，就可以實施整平、碾壓施工。當具有較低灰劑量，需進行石灰快速補充及拌和施工，當具有較高含水量時，可通過鏵犁不間斷地進行翻拌施工，以此達到含水量減小的目的。

7、穩(wěn)壓整平

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

8、碾壓

完成土料整平作業(yè)后，需及時進行碾壓施工，應具有連續(xù)性，直到其能夠滿足規(guī)定壓實度、外觀質(zhì)量。通過試驗段確定碾壓機械組合、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，需及時進行水分補充，并保證材料與輪胎不產(chǎn)生粘結現(xiàn)象，隨后進行碾壓施工。如局部位置出現(xiàn)彈簧問題，應及時將彈簧土挖除，且回填質(zhì)量合格的土料，并做好壓實施工。碾壓施工順序為從邊側逐步碾壓到中間位置，壓路機需進行40到50cm重疊，與其他位置相比，路基邊側位置應多進行2遍碾壓。

三、公路工程膨脹土路基施工質(zhì)量控制

1、壓實度檢測

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

2、原材料質(zhì)量控制

原材料主要有膨脹土和石灰，把好其質(zhì)量關是確保路基施工質(zhì)量的首要任務。、（1）膨脹土。為保證填土的質(zhì)量，要在來源土中取足夠代表性土樣進行試驗，獲取包括液塑限、塑性指數(shù)、重型擊實參數(shù)及膨脹性等基本參數(shù)，要求滿足規(guī)范規(guī)定的相應指標值時方可使用。另外，當土源變化時，應增加對不同土場的土進行檢驗，且不同土源不得混用，以免填筑時內(nèi)部形成水囊或薄弱面。（2）石灰。石灰的質(zhì)量直接影響改良效果，應抽樣檢驗每一批進場的石灰，測定其有效氧化鈣和氧化鎂的含量，因這兩個參數(shù)最能反映石灰的活性，不合格者不能采用。檢驗合格的石灰應盡快使用，盡量縮短存放時間，且存放期間一定要做好覆蓋防雨。

四、結束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家對公路建設投入不斷增多，公路施工建設過程中常常會遇到膨脹土，為減少其對公路質(zhì)量的危害，施工單位必須運用科學的措施方法進行膨脹土路基施工，只有這樣才能最大限度提升工程質(zhì)量。

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