分析高速公路石灰改良膨脹土路基施工技術(shù)

張 靜

(山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600)

公路工程建設(shè)對路基土有著很高的要求，尤其是高速公路路基，膨脹土作為變形現(xiàn)象顯著的土體，一般不允許在路基中直接使用，需要通過摻入適量的石灰來改良處理，消除膨脹土的脹縮性，保證路基施工質(zhì)量。

1 工程概況

膨脹土不僅具有粘性土所有性質(zhì)，還具有吸水后明顯膨脹和軟化而失水后明顯收縮和硬裂的特點(diǎn)。某高速公路工程C標(biāo)段范圍內(nèi)的土質(zhì)都屬于強(qiáng)膨脹土，按照設(shè)計(jì)要求，保證路基施工順利完成和路基施工質(zhì)量，需要對膨脹土段進(jìn)行有效改良。改良方法為在基床范圍內(nèi)采用A、B組填料和中粗砂進(jìn)行換填，并鋪設(shè)土工布。而基床下部通過生石灰的摻加進(jìn)行改良。

2 施工準(zhǔn)備

施工開始前做好石灰采購與配制，在進(jìn)場之后對石灰進(jìn)行取樣檢測，經(jīng)檢測合格后在指定的地點(diǎn)堆放，施工時(shí)使用的石灰都要達(dá)到三級與以上。取土坑中，需將表層清除干凈，如果土中有機(jī)質(zhì)含量在10%以上或存在強(qiáng)膨脹土，都不允許在路基施工中使用。以膨脹土基本特性為依據(jù)，在路基施工過程中應(yīng)盡量避開雨季，若由于工期要求必須在雨季進(jìn)行施工，則要采取有效的防護(hù)措施。施工前，根據(jù)地形在場地上做好清表，并設(shè)置臨時(shí)和永久的排水設(shè)施，設(shè)置適當(dāng)?shù)臋M坡，以利于排水。

3 施工工藝

3.1 下承層準(zhǔn)備

在施工開始前，需要對包含平整度、橫坡度和壓實(shí)度等在內(nèi)的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，還要對路塹段進(jìn)行各項(xiàng)檢測，以確認(rèn)能否達(dá)到要求。完成下承層的準(zhǔn)備后，根據(jù)要求進(jìn)行控制樁的設(shè)置。

3.2 備土與鋪灰

根據(jù)松鋪厚度要求將土攤鋪均勻，使其保持一致，為后續(xù)的機(jī)械化施工提供方便。完成鋪土后，用推土機(jī)將其大致攤平，再用平地機(jī)進(jìn)行整平，使厚度盡可能保持一致。在備灰之前，以灰劑量和不同含水量條件下石灰松散狀態(tài)下的干容量為依據(jù)確定單位面積石灰用量。同時(shí)，還要在灰條處灑出灰線，保證線路的順直性。在鋪灰開始前，現(xiàn)在邊緣處畫出相應(yīng)的標(biāo)線，再利用人工把石灰均勻的灑在標(biāo)線圍成的范圍之內(nèi)。

3.3 拌和

拌和使用專門的拌和機(jī)實(shí)施，附以必要的工具和設(shè)備。如果土的實(shí)際含水量較小，則先翻拌一遍，使石灰處在中下層，再灑適量的水，繼續(xù)翻拌，保證水分的分布達(dá)到均勻。由于在拌和與整平時(shí)水分會(huì)有所損失，所以含水量應(yīng)略大一些，具體需要以氣候情況與拌和整平時(shí)間為依據(jù)確定，如果個(gè)別位置由于灑水不均勻?qū)е峦馏w時(shí)間含水量過大，則應(yīng)繼續(xù)翻拌進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧罆?。待水分含量合適后，先用平地機(jī)進(jìn)行粗平，再用拌和機(jī)進(jìn)行第一遍拌和。在實(shí)際的拌和過程中，要安排專人跟蹤檢驗(yàn)，按照5～10 m的間隔距離檢驗(yàn)，通過檢驗(yàn)確定拌和能夠到底。在拌和沒有到位的部位，應(yīng)立即提醒操作人員重新進(jìn)行拌和。對于橋涵缺口兩端，需要在備土的過程中留出一定空間，把土攤?cè)氲礁浇?，在拌和過程中先沿橫向持續(xù)拌和兩個(gè)單程，然后沿縱向進(jìn)行拌和，保證缺口部位灰土拌和達(dá)到均勻。在第二遍拌和開始前，要使用平地機(jī)先進(jìn)行一遍粗平，再實(shí)施拌和。如果土體塑性指數(shù)較高，則土塊不容易被破碎，此時(shí)要增加一定攪拌的遍數(shù)，同時(shí)注意在下次拌和開始前需要對完成拌和的灰土實(shí)施粗平與碾壓，之后再進(jìn)行拌和，直到均勻，滿足相關(guān)規(guī)范提出的要求。在拌和過程中，拌和機(jī)不同行程之間要有30 cm以上的搭接寬度。

3.4 整平

整平使用平地機(jī)進(jìn)行，輔以必要的人力。將灰土拌和至滿足要求后，先用平地機(jī)進(jìn)行粗平，消除由于拌和產(chǎn)生的溝槽及土坎，確保表面達(dá)到平整。完成以上操作后，用振壓機(jī)連續(xù)穩(wěn)壓1～2遍。測量放樣使用水準(zhǔn)儀根據(jù)控制樁進(jìn)行，并用石灰粉灑出明顯的標(biāo)記，具體的樣點(diǎn)分布密度需根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。平地機(jī)按照從外到內(nèi)的方向行駛。對以上幾個(gè)步驟進(jìn)行重復(fù)，直到標(biāo)高與平整度都達(dá)到要求。在接頭、缺口與邊緣等部位，平地機(jī)可能無法正常行駛，此時(shí)要組織人工將其整平。整平時(shí)產(chǎn)生的灰土不可堆放在邊坡的表面。在最后一遍整平開始前，需要利用灑水車進(jìn)行均勻?yàn)⑺?，補(bǔ)充表面上由于之前施工蒸發(fā)的水分，為之后的碾壓成型奠定基礎(chǔ)，在最后一遍整平過程中，需帶土作業(yè)，不可薄層找補(bǔ)，實(shí)際的備土和備灰都要考慮一定富余量，在整平時(shí)要做到寧刮不補(bǔ)。

3.5 碾壓

碾壓使用不同壓路機(jī)相互結(jié)合完成。在整平完成且檢查確認(rèn)合格后，在直線段按照從兩側(cè)到中心的方向碾壓，在曲線段按照從內(nèi)到外的方向碾壓。在碾壓過程中，后輪要保持輪寬1/2的重疊，通常要連續(xù)碾壓4～5遍，第一遍和第二遍的碾壓速度按1.5～2.0 km/h控制，之后均按照2.0～2.5 km/h的范圍控制，到表面沒有明顯的輪跡后方可完成碾壓。另外，碾壓還應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：先輕壓后重壓，先緩慢再快速，碾壓應(yīng)連續(xù)完成，中途不允許停頓。

3.6 檢驗(yàn)

現(xiàn)場的試驗(yàn)員要在碾壓完成后立刻取樣檢驗(yàn)，確定壓實(shí)度，如果壓實(shí)度不足，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)壓，直到壓實(shí)度能夠達(dá)到要求。在碾壓成型后，要在兩天的時(shí)間內(nèi)完成各項(xiàng)檢驗(yàn)工作，如果檢驗(yàn)結(jié)果不滿足要求，則要采取有效措施進(jìn)行處理。當(dāng)表面存在外觀缺陷時(shí)，不予驗(yàn)收，要徹底的處理，當(dāng)標(biāo)高不合適時(shí)，對高出的部分可使用平地機(jī)將其刮除，而偏低的部位不可進(jìn)行貼補(bǔ)，強(qiáng)度與壓實(shí)度都要達(dá)到相關(guān)要求，否則要進(jìn)行返工處理。

3.7 接頭處理

在碾壓完成后，要立刻把拌和不均勻或標(biāo)高存在較大誤差或不平整度的地方的掛線沿垂直方向切除，以此使接頭部位保持順直與整齊，對于下一個(gè)作業(yè)端和它的銜接部位，無論是鋪土還是拌和都要空出2 m，將其整平后再按照設(shè)計(jì)要求的松鋪厚度將其整平。缺口處應(yīng)采用以上方法進(jìn)行處理，先沿橫向攪拌2遍，再沿縱向進(jìn)行攪拌完，將其整平后再按照設(shè)計(jì)要求的松鋪厚度將其整平。

3.8 養(yǎng)生

對無法立即覆蓋的灰土，要進(jìn)行至少7 d的連續(xù)養(yǎng)生，養(yǎng)生的方法為均勻?yàn)⑺?，在養(yǎng)生過程中應(yīng)始終確保灰土的表面保持濕潤。在養(yǎng)生過程中，應(yīng)做好交通封閉，灑水車意外的其它車輛均不允許進(jìn)入。在精檢驗(yàn)確認(rèn)合格后，方可開始下一道工序的施工。

3.9 注意事項(xiàng)

若工程必須將膨脹土作為路基填料，則為了提高它的穩(wěn)定性，應(yīng)使用石灰進(jìn)行處治，石灰的摻入量按照10%～20%的范圍控制，完成摻灰后，它的脹縮率應(yīng)盡量達(dá)到零。

路堤兩側(cè)邊坡與邊坡的頂面不可使用膨脹土，而是要用其它土做一道封層，并在必要的情況下鋪設(shè)一道土工布，以此形成包心。

路塹邊坡不可一次性開挖至設(shè)計(jì)線，而是要沿著邊坡走向預(yù)留30～50 cm，在路塹的開挖施工完成后，將留下的部分削掉，最后用漿砌花格網(wǎng)進(jìn)行封閉。

4 結(jié)束語

綜上所述，在高速公路工程施工中，如果遇到膨脹土，必須通過石灰摻加來處理，以保證路基土的使用性能。目前該工程的膨脹土路基石灰改良施工已順利完成，經(jīng)檢測，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范的要求，說明以上施工技術(shù)合理可行，可為類似工程提供參考借鑒。