路基膨脹土路基處治施工技術(shù)分析

李娟 王艷麗

摘 要：自改革開放以來，我國公路建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，基礎(chǔ)設(shè)施投資力度不斷加大，我國公路網(wǎng)基本完善。公路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，越來越多公路工程修建在膨脹土地區(qū)。然而，膨脹土屬于一種特殊性黏土，其具有強(qiáng)親水性、多裂隙性、反復(fù)脹縮性等特性，若處理不好必將嚴(yán)重破壞工程質(zhì)量，甚至產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，必須重視膨脹土改性問題，采取措施提高膨脹土施工質(zhì)量，為公路施工提供強(qiáng)有力的保障。

關(guān)鍵詞：路基工程;膨脹土;特征

DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.25.302

1 膨脹土的特征

膨脹土也被叫做“脹縮性土”，土體在浸水之后，其體積將發(fā)生巨大變化，迅速膨脹。而失水之后，其體積同樣會發(fā)生改變，將嚴(yán)重收縮變小，屬于一種特殊的黏性土。在膨脹土內(nèi)含有大量黏土礦物，如蒙脫石、伊利石等，因此屬于強(qiáng)親水性。若具有較大含水率，浸水之后，膨脹量和膨脹力則會有所下降，而當(dāng)失水之后，則其收縮量和收縮力將會增大。也就是說，含水率大小，同樣會影響膨脹土的收縮現(xiàn)狀。一般來講，在此類土上建設(shè)工程往往會具有極大危害性，若出現(xiàn)不當(dāng)，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重?fù)p失。但隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路建設(shè)規(guī)模、里程均在不斷增大，大量公路工程不得不修建于膨脹土地基之上。為了消除膨脹土的危害，需做好地表防滲、排水等工作，或直接挖除持力層范圍內(nèi)的膨脹土，回填砂等非膨脹土即可。

2 工程概況

某公路工程施工段起止樁號為K0+000～K17+506.65，總長度為17.507km。路線所經(jīng)區(qū)域具有較為單一的地層結(jié)構(gòu)，主要為三迭系中統(tǒng)個舊組上段、上第三系半成巖及第四系沖洪積與殘坡積土層。本路段存在大量不良地質(zhì)，如膨脹土、軟土等。本工程全線填方171.145萬m?，挖方178.223萬m?，因膨脹土為全線土質(zhì)，不適應(yīng)進(jìn)行路基直接填筑施工。本路線棄土場共設(shè)置5個，為加大耕地保護(hù)，應(yīng)進(jìn)一步增加挖方棄方利用率，加快工程施工進(jìn)度。通過檢測利用生石灰對中、微膨脹土實(shí)施改良，用于填筑路基，可充分利用，降低棄方。為保證施工質(zhì)量，試驗(yàn)段可選取K10+000～K11+000，選取生石灰改良膨脹土，1m為膨脹土填筑厚度。

3 路基膨脹土填筑施工技術(shù)要點(diǎn)

1）材料準(zhǔn)備。施工前對多個取土場、部位、深度的膨脹土進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)，以此對膨脹土的指標(biāo)進(jìn)行確定。主要試驗(yàn)內(nèi)容為自由膨脹率、比重、天然含水量等。除此之外，還要取樣檢測石灰質(zhì)量，如鈣、鎂含量等，并對其等級進(jìn)行準(zhǔn)確評定，如質(zhì)量與施工規(guī)范規(guī)定不符，則不得使用，要求在二級以上控制石灰技術(shù)指標(biāo)。一般在較高地勢位置放置石灰，并接近水源，便于運(yùn)輸。石灰等級、類型不同需分別放置，特殊情況下進(jìn)行隔墻砌筑，如存放時間過長需做好覆蓋封存工作。除此之外，還應(yīng)做好石灰加工工作，按照設(shè)計(jì)規(guī)定，需選取熟石灰進(jìn)行膨脹土改良，施工前，需先消解、過篩石灰，并集中堆放、處理消解后的剩余料。嚴(yán)格按照配合比例的要求確定各項(xiàng)原材料用量，將誤差值控制在條件允許范圍之內(nèi)，混合料拌制完成之后應(yīng)對其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，確保整體強(qiáng)度滿足公路工程施工要求。由于公路工程施工周期相對較長，在此過程中還應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)及維護(hù)工作，定期檢驗(yàn)設(shè)備使用性能，避免在施工中出現(xiàn)機(jī)械故障，不僅影響正常的施工進(jìn)度，還可能會降低路面施工質(zhì)量。

2）基底清表。遵循施工互不干擾原理進(jìn)行作業(yè)區(qū)段合理劃分，本工程以100—200m作為區(qū)段劃分長度，隨后將基底表層雜物，如植被等清理干凈，并做好臨時排水系統(tǒng)，加強(qiáng)臨時排水設(shè)施修建，避免水分浸泡、侵蝕路基結(jié)構(gòu)，盡量利用原有水文及河道，減少對周邊自然環(huán)境影響。取土場也應(yīng)設(shè)置排水系統(tǒng)，將膨脹土含水率控制在合理范圍之內(nèi)，利用灑水或晾曬方式處理填筑材料，將其含水率調(diào)整至最佳。為使膨脹土結(jié)構(gòu)達(dá)到緊密狀態(tài)，填料粒徑應(yīng)盡量均勻，不宜存在粒徑過大顆粒，在路拌施工過程中，必須保證填料攪拌均勻后方可進(jìn)行碾壓施工，有效提升路基強(qiáng)度。隨后平整、碾壓基底，待其質(zhì)量檢測合格后即可進(jìn)行以下作業(yè)。

3）施工放樣。間隔20m進(jìn)行一中樁放置，且按照本層高層將邊樁準(zhǔn)確放出。通過白灰打方格，以此對土方量加以控制，確定施工用量。

4）上土、粗平。運(yùn)輸車輛以自卸車為準(zhǔn)，粗平施工以推土機(jī)作為主要施工機(jī)械，根據(jù)20cm推平。弱膨脹土土厚度可通過人工挖坑方式進(jìn)行厚度檢測，保證在合理范圍內(nèi)加以控制。上土后通過推土機(jī)整平，避免夾層等問題產(chǎn)生。

5）翻曬、粉碎。膨脹土含水率高于最佳含水量允許范圍時，應(yīng)及時采取科學(xué)有效的進(jìn)行予以處理，本文以翻曬法為主，以此達(dá)到含水量減小的目的。粉碎、翻曬時可選取的機(jī)械設(shè)備主要包含鏵犁、圓盤耙等，待其含水量滿足設(shè)計(jì)要求后，可利用壓路機(jī)將翻曬土封住，防止土內(nèi)進(jìn)入潮氣，對翻曬效果造成嚴(yán)重影響。

如膨脹土具有較高干硬強(qiáng)度，砂化土含水率滿足設(shè)計(jì)要求后，拌和仍無法達(dá)到良好粉碎效果，這種情況下，應(yīng)在摻灰前進(jìn)行一次粉碎，提高粉碎效果，這樣可達(dá)到顆粒徑減小的作用。粉碎效果最佳狀態(tài)時的含水率一般為28%左右，且在5cm以內(nèi)控制顆粒徑。拌和前可選取推土機(jī)進(jìn)行整平，選取壓路機(jī)進(jìn)行適當(dāng)靜壓施工。

6）布灰拌和。拌和時可選用路拌機(jī)就地拌和，一般僅做小面積均勻拌和即可，因此必須確保布灰具有良好均勻度。土體平整施工后，應(yīng)間隔3m進(jìn)行方格打設(shè)，且按照含灰率，對各個方格內(nèi)石灰用量加以確定，本工程為0.82m?。同時確定掛線高度，并向方格網(wǎng)內(nèi)堆放材料，通過人工方式攤鋪，堆放于方格網(wǎng)內(nèi)灰料可選取木板耙均勻鋪設(shè)。如施工當(dāng)天風(fēng)力在4級以上，不得進(jìn)行布灰施工。施工過程中極易損失大量石灰內(nèi)的有效鈣鎂含量，為確保石灰劑量與施工規(guī)范規(guī)定相符，摻入石灰量應(yīng)高于設(shè)計(jì)要求1%左右。為降低補(bǔ)料難度，應(yīng)遵循“寧高勿低”原則，攤鋪石灰、土厚度，隨后選取平地機(jī)將高出部分刮平。完成灑布石灰作業(yè)后，即可進(jìn)行拌和施工，拌和深度應(yīng)深入下承層2cm左右，且在50cm以上控制輪跡搭接寬度。指派專人做好檢查工作，保證能夠及時調(diào)整。待拌和料粒徑滿足設(shè)計(jì)要求后，石灰劑量可選取EDTA滴定法進(jìn)行檢測。如石灰劑量較少，則應(yīng)進(jìn)行石灰補(bǔ)充，隨后再次進(jìn)行拌和直至滿足施工規(guī)定。

7）填料平整。拌和灰土后，需選取平地機(jī)進(jìn)行1遍粗平施工，保證表面基本平整，將土坎、溝槽等及時消除。隨后進(jìn)行2遍穩(wěn)壓，機(jī)械設(shè)備以振動壓路機(jī)為準(zhǔn)。按照“由外—內(nèi)”順序進(jìn)行刮平，直到滿足標(biāo)高、平整度要求。并做出4%路拱，保證縱向平順。

8）碾壓夯實(shí)。選取20t振動式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓施工，按照密實(shí)度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)、填土厚度等條件確定碾壓遍數(shù)，以4到6遍作為碾壓遍數(shù)?？勺裱皟蓚?cè)—中間、慢—快、輕壓—靜壓—重壓”原則施工，且在40cm以上控制兩輪跡搭接寬度，2m以上控制兩區(qū)段縱向搭接長度。一般可選取對接方式進(jìn)行兩工作段搭接。拌和前一段后，碾壓預(yù)留長度控制在5到8m之間，碾壓后一段時，可同時拌和前段預(yù)留部位。施工過程中，為避免損壞表層，不得在碾壓后的土層上急轉(zhuǎn)彎、剎車等。

9）養(yǎng)生。完成下層施工前，無法進(jìn)行上層及時鋪筑時，需保濕養(yǎng)生暴露在表層的改良土，可選取灑水等方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通常在7d以上控制養(yǎng)護(hù)期，保證路面表層始終濕潤。

4 結(jié)束語

綜上所述，在公路結(jié)構(gòu)中，路基是最為關(guān)鍵的部位，其承載力的高低直接關(guān)系著公路工程建設(shè)的質(zhì)量。膨脹土是一種不良地基土，在這個地基土上無法直接修筑路基，必須針對工程實(shí)際情況，合理選擇措施，改良路基膨脹土，只有這樣才能提高路基承載力，才能達(dá)到路基穩(wěn)定的效果，這也是推進(jìn)我國公路建設(shè)事業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展的重要途徑。

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