淺析公路工程膨脹土路基處治施工技術(shù)要點(diǎn)

丁磊

摘 要：隨著公路里程的不斷增加，越來越多公路修建于不良地基之上，比如膨脹土路基。若處理不當(dāng)，極易出現(xiàn)路面沉降、開裂等病害。為此，必須采取合理的改良方案。本文首先闡述了膨脹土路基常用的幾種路基改良方法，并結(jié)合具體案例，提出了相應(yīng)的處治措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：公路工程;膨脹土;改良方法

中圖分類號(hào)：U416.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 膨脹土路基改良常見方法

膨脹土是一種多縫隙、膨脹性顯著的土體形式，主要構(gòu)成部分包括：蒙脫石、伊利時(shí)等。膨脹土作為一種不良土質(zhì)，其主要特征為吸水易膨脹、失水易收縮。若在此類土質(zhì)上修筑公路工程，極易破壞工程結(jié)構(gòu)，引發(fā)交通安全事故。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，越來越多新技術(shù)、新工藝被廣泛用于公路建設(shè)。結(jié)合國內(nèi)外膨脹土研究現(xiàn)狀，目前，膨脹土路基改良技術(shù)主要包括夯實(shí)法、化學(xué)改良法等，具體方法與特點(diǎn)如下：

（1）夯實(shí)法。通過夯實(shí)處理，可以有效提升膨脹土的密實(shí)度，與此同時(shí)，其內(nèi)摩擦角和粘聚力也隨之提升，從而提高地基承載力。作為一種經(jīng)濟(jì)、高效的處治方法，在弱膨脹土地基改良處理中具有良好適用性。

（2）換土法。在膨脹土處理中，換土法較為直接，可直接利用普通土體進(jìn)行地基膨脹土換填，通過該方式，可有效提升基礎(chǔ)強(qiáng)度，防治膨脹土危害工程質(zhì)量與安全。一般情況下，多在強(qiáng)膨脹土地基處治中采用換土法，其缺點(diǎn)為成本偏高。

（3）保濕法。通過不改變土體內(nèi)的含水率，達(dá)到膨脹土地基脹縮性統(tǒng)一的目的。在工程實(shí)踐當(dāng)中，多采用密封法用于已成型的地基頂部處理，比如，密封土工布、灑布瀝青材料等。相比其他改良方法，保濕法效果有限，僅能起到輔助作用。

（4）化學(xué)改良法。作為膨脹土路基改良最常用的一種方法，化學(xué)改良法是指將不同類型的無機(jī)物質(zhì)或有機(jī)物質(zhì)摻入土體內(nèi)，通過改變膨脹土顆粒的表面活性，促使膨脹土和水之間關(guān)系的改變，最終保證在吸水條件下膨脹土仍可滿足工程強(qiáng)度規(guī)定。

（5）生物改良法。將微生物附著于膨脹土土體表面，以此減小粘土礦物液面張力，并實(shí)現(xiàn)粘土礦物表面疏水化，大大增強(qiáng)顆粒間的粘聚力和土的抗剪強(qiáng)度，滿足工程建設(shè)需求。

2 工程概況

某公路路基土石方工程，主要工程量如表1所示。在道路全線內(nèi)存在大量膨脹土，無法用于路基直接填筑。在全線共設(shè)棄土場(chǎng)5個(gè)，占地面積達(dá)到223畝，棄土場(chǎng)占地面積過大，其中占用耕地情況嚴(yán)重，加之后期棄土場(chǎng)維護(hù)管理難度較大。為了保護(hù)耕地資源，減少對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的不利影響，應(yīng)采取一定措施，充分利用挖方棄方，降低借方量。通過勘查結(jié)果顯示，本路段多為中、微膨脹土，為減少棄方，合理利用資源，決定采用生石灰改良膨脹土，并用于填筑路基。

為確保路基填筑質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求，可選取具有代表性的路段作為試驗(yàn)段，即k10+210～k10+410，共200 m，采用生石灰改良膨脹土，1 m為填筑厚度。

3 膨脹土路基處治施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 測(cè)量放樣

利用GPS、全站儀等設(shè)備，結(jié)合復(fù)測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，將路線中樁放出。同時(shí)，還要將路基邊緣、護(hù)坡道邊緣等位置準(zhǔn)確標(biāo)注出來，并復(fù)核用地寬度，進(jìn)行橫斷面測(cè)量和繪制。

3.2 填前處理

填筑路基前，要清理干凈施工范圍內(nèi)的雜物，比如樹根、表土、垃圾、淤泥等，并運(yùn)送至棄土場(chǎng)。本工程路基原地面坡度在1：5以下，路表清理干凈后，可直接采用壓路機(jī)碾壓原地表，保證壓實(shí)度大于90%。

3.3 原地表下封層施工

采用碎石土用于原地表下封層，50 cm為總厚度，可分2層進(jìn)行壓實(shí)厚度控制。當(dāng)下層屬于特殊路基段的情況下，需處理完特殊路基之后，便可進(jìn)行膨脹土改良處治，無需下封層施工。

3.4 改良膨脹土施工

根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，決定采用路拌法進(jìn)行膨脹土改良施工，施工工藝流程如圖1所示。

（1）擺放生石灰。結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)情況，采用袋裝生石灰用于本工程。在袋裝生石灰攤鋪前，可按照摻灰用量，在素土上打出方格，做好生石灰用量合理控制。按照試驗(yàn)室配合比情況，確定4%為生石灰摻量，根據(jù)規(guī)范要求，路拌法施工時(shí)，摻量可適當(dāng)提升0.5%，因此，實(shí)際生石灰摻量為4.5%。按照5 m×5 m網(wǎng)格間距計(jì)算，松鋪厚度及密度分別以30 cm、1.30 kg/ m3×103 kg/ m3為準(zhǔn)，經(jīng)計(jì)算可得：

V=5×5×0.3=7.5 m3;M=7.5×1.30×103=9 750 kg。

基于生石灰摻量4.5%，最終得出生石灰摻量：

9 750×4.5%=438.75 kg

待每格用灰量確定后，即可擺放生石灰。通過人工方式，將生石灰均勻撒布其上，保證攤鋪均勻。

（2）拌和。待完成上述施工后，可通過路拌機(jī)進(jìn)行拌和，拌和遍數(shù)和時(shí)間由現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況為準(zhǔn)，保證混合料粒徑在≤150 mm。拌和過程中，要指派專人進(jìn)行拌和厚度的檢查，拌和機(jī)需向下一層打入1 cm～2 cm，避免素土夾層現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)，需按照“兩側(cè)—中間”的順序拌和。并詳細(xì)檢查拌和中生石灰土的含水量和生石灰劑量，若不符合施工規(guī)定，需及時(shí)補(bǔ)灑，并重新進(jìn)行均勻拌和，直至滿足施工要求。

（3）初步整型。拌和均勻之后，可先通過人工方式找平不平整部位，隨后再利用推土機(jī)進(jìn)行排壓。松鋪系數(shù)設(shè)為1.18，通過木樁控制標(biāo)高。整平時(shí)，可采用平地機(jī)，保證整平后各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到規(guī)定要求。

（4）碾壓。在混合料含水量滿足最佳含水量要求的基礎(chǔ)上，即可合理配置壓路機(jī)設(shè)備進(jìn)行碾壓施工。碾壓過程中，可采用振動(dòng)壓路機(jī)先進(jìn)行2遍小振，隨后進(jìn)行大振，保證壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，隨后進(jìn)行1遍靜壓，直到表面無顯著輪跡現(xiàn)象。碾壓施工后，需進(jìn)行壓實(shí)度的準(zhǔn)確記錄，若壓實(shí)度不符合，應(yīng)再次進(jìn)行壓實(shí)，直至滿足壓實(shí)度要求，才能結(jié)束碾壓施工。

（5）養(yǎng)生。完成上述施工后，需進(jìn)行7天以上的灑水養(yǎng)生，在此期間禁止車輛通行，待滿足施工要求后，便可進(jìn)行上層施工。

（6）檢測(cè)。施工結(jié)束后，要對(duì)灰劑量、壓實(shí)度、厚度、高程等進(jìn)行檢測(cè)，保證生石灰改良膨脹土路基質(zhì)量良好。

4 結(jié)束語

綜上所述，作為一種常見的土質(zhì)結(jié)構(gòu)，膨脹土力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性較差，一旦遇到外界水分，極易發(fā)生膨脹問題。若在此類土質(zhì)上修建公路工程，將會(huì)對(duì)路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成不利影響，因此，必須做好膨脹土改良處治。摻加生石灰，可以有效改善原有土體結(jié)構(gòu)，改善膨脹土的使用性能。在實(shí)際施工中，必須嚴(yán)格按照施工規(guī)定要求，規(guī)范施工流程，加強(qiáng)質(zhì)量控制，才能最大限度減少膨脹土危害，提高路基承載力與穩(wěn)定性，延長工程使用年限。

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