淺談膨脹土路基施工的技術(shù)控制

修佳岳

摘要：本文介紹膨脹土作為路基填筑材料的施工技術(shù)，以便這種材料在以后路基施工過程中的應(yīng)用及質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：膨脹土;施工技術(shù);控制

1膨脹土的特點(diǎn)及其危害

膨脹土系指粘粒成分主要由強(qiáng)親水性礦物（蒙脫石和伊利石）組成的特殊粘性土，具有較強(qiáng)的膨脹性、崩解性、多裂隙性結(jié)構(gòu)、超固結(jié)性、風(fēng)化特性、有顯著的強(qiáng)度衰減期、對公路路基及工程建筑有較強(qiáng)的潛在破壞作用等性質(zhì)。凡是同時具備以下兩個條件的粘土即可判斷為膨脹土：土的液限大于或等于40%;塑性指數(shù)大于17，一般在在22-35之間，自由膨脹率大于或等于40%;根據(jù)膨脹率（Fs）大致可將膨脹土分為強(qiáng)、中、弱三級。

強(qiáng)性膨脹土：Fs≥90%

中性膨脹土：65%≤Fs<90%

弱性膨脹土：40%≤Fs<65 %

膨脹土具有顯著的吸水膨脹、失水收縮兩種變形特性，一般強(qiáng)度較高，壓縮性低，易被誤認(rèn)為是較好地基土。膨脹土對道路危害較大，其變形破壞具有多次反復(fù)性，膨脹土地區(qū)的公路路面常常大段出現(xiàn)大幅度的隨季節(jié)變化的波浪變形。由于膨脹土的特點(diǎn)，利用其填筑路基可能會帶來如下危害：路塹段易產(chǎn)生剝落、沖蝕、泥流、溜塌、滑坡等病害。路堤段易產(chǎn)生沉陷、縱裂、路肩坍塌、邊坡溜塌、坍滑、滑坡等病害，嚴(yán)重影響路基穩(wěn)定和行車安全。

2路基填料的選擇

2.1強(qiáng)膨脹土穩(wěn)定性差，不應(yīng)作為路填料;中等膨脹土宜經(jīng)過加工、改良處理后作為填料;弱膨脹土可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?、水文情況及道路等級加以應(yīng)用，對于直接使用中、弱膨脹土填筑路堤時，應(yīng)及時對邊坡及頂部進(jìn)行防護(hù)。

2.2 高速公路、一級公路、二級公路等采用中等膨脹土用作路基填料時，應(yīng)做摻灰改性處理，處理后要求膨脹總率不超過0.7為宜。

2.3. 限于條件，高速公路、一級公路用中等膨脹土填筑路堤時，路堤填成后，應(yīng)立即作漿砌護(hù)封閉邊坡

2.4使用膨脹土作填料時，為增加其穩(wěn)定性，可采用石灰處治，石灰劑量可通過試驗(yàn)確定，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。

3施工控制的措施

3.1填前碾壓

原地表填前碾壓壓實(shí)度要求為≥90%，由于地表天然含水量為23～26%，碾壓時最佳含水量為14.3%，因此必須需降低含水量進(jìn)行處理。一般的天氣晴朗季節(jié)用五鏵犁、旋耕機(jī)進(jìn)行翻拌、晾曬，在雨季天氣或趕工期需摻拌3%～5%白灰降低含水量。根據(jù)膨脹土自由膨脹率的大小，選用工作質(zhì)量適宜的碾壓機(jī)具，碾壓時應(yīng)保持最佳含水量;壓實(shí)土層松鋪厚度不得大于30cm;土塊應(yīng)擊碎至粒徑5cm以下。在路堤與路塹交界地段，應(yīng)采用臺階方式搭接，其長度不應(yīng)小于2m，并碾壓密實(shí)。

特別在雨季施工時，根據(jù)天氣情況做好施工計劃，遇雨及時將路基進(jìn)行整平碾壓，并做好排水措施，避免路基受雨水淋濕或浸泡。一般路基施工都有便道，在雨季來臨前盡量將路基填出便道以上，避免路基積水。

3.2膨脹土地區(qū)路塹開挖

挖方邊坡不要一次挖到設(shè)計線，沿邊坡預(yù)留厚度30～50cm一層，待路塹挖完時，再削去邊坡預(yù)留部分，并立即漿砌護(hù)坡封閉。 膨脹土地區(qū)的路塹，高速公路、一級公路的路床應(yīng)超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨脹土分層回填或用改性土回填，按規(guī)定壓實(shí)，其他各級公路可用膨脹土摻石灰處治。

3.3路基填筑

雖然膨脹土路堤施工可能出現(xiàn)很多問題，鑒于非膨脹土運(yùn)距太遠(yuǎn)，通過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較，下路堤采用弱膨脹土填芯，非膨脹土或改良后的膨脹土做邊坡包邊。上路堤至上路床部分采用灰土處理，使弱膨脹土經(jīng)摻灰后改良為非膨脹土。

3.3.1邊坡包邊

下路堤路堤邊坡采用垂直厚度為60厘米，6%石灰土包邊，路面結(jié)構(gòu)層以下高度采用非膨脹土或弱膨脹土包邊處理，包邊垂直厚度為50厘米。壓實(shí)度按照規(guī)范對各層的具體要求辦理。包邊土要與石灰處治土或弱膨脹土下路堤填料同層碾壓，培路肩要求采用非膨脹土或低劑量石灰處理的膨脹土。邊坡包邊用的膨脹土一般在土場按比例進(jìn)行摻灰處理，經(jīng)運(yùn)輸車運(yùn)至現(xiàn)場進(jìn)行培槽，然后填筑弱膨脹土。

3.3.2路基填芯

如果做為填芯用的弱膨脹土含水量較大時，需翻拌、晾曬降低至最佳含水量，弱膨脹土施工還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.3.2.1自由膨脹率越大的土應(yīng)采用的壓實(shí)機(jī)具越重。土塊擊碎在5cm以下，可使土塊中水分易于蒸發(fā)，減少土塊本身的膨脹率，有利于提高壓實(shí)效率。

3.3.2.2雨季施工或因故中斷施工時，必須將施工層表面及時修理平整并壓實(shí)。保證壓實(shí)均勻，同時注意壓實(shí)順序，并經(jīng)常檢查土的含水量。

3.3.2.3若路基填筑分幾個作業(yè)段施工，如兩段交接處不在同一時間填筑時，則先填地段應(yīng)按1：1坡度分層留臺階。若兩個地段同時填筑，則應(yīng)分層相互交疊銜接，其搭接長度不得小于2米。

3.3.3摻灰處理

上路堤、下路床、上路床根據(jù)試驗(yàn)確定分別摻4%，5%，6%的石灰進(jìn)行處理。石灰的有效鈣、鎂含量在70%以上，三級以上灰的標(biāo)準(zhǔn)，在石灰進(jìn)場時應(yīng)嚴(yán)格控制，根據(jù)取樣試驗(yàn)時結(jié)果確定石灰是否合格。

4膨脹土路基的施工工藝

4.1路基斷面。路基斷面橫坡盡可能大，必要時設(shè)防滲層;路肩盡可能寬一些，以利于保持路面下土基內(nèi)水分的穩(wěn)定，最好不小于2.0～2.5m;路肩橫坡要盡可能大一些，以利于排水;路肩與路面結(jié)構(gòu)層用相同的材料鋪砌，以利于保持路幅內(nèi)土基水分的均勻性，并鋪較薄的不透水面層或做防滲處理，以防水分下滲;邊溝適當(dāng)加寬、加深，溝底應(yīng)在土基頂面以下至少20～30cm，并盡可能離路面結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)一些;路側(cè)不應(yīng)種樹，特別是不應(yīng)種生長快、吸水和蒸發(fā)量大的樹種，如桉樹等;若成排種樹，其距離應(yīng)在邊溝外側(cè)1.4～1.5倍成長后的樹高以外，至少也得是成長后的樹高以外，但不得小于5m。

4.2路基高度。根據(jù)膨脹土風(fēng)化作用后可能出現(xiàn)濕脹干縮效應(yīng)的特點(diǎn)，為了避免膨脹土高路堤后期產(chǎn)生很大的沉陷量，則膨脹土路堤不宜過高，一般宜控制在3m以內(nèi);如超過3m則須考慮沉降穩(wěn)定問題;如超過6m還須考慮預(yù)留沉降量和路基的加寬。

4.3路基排水。路基排水設(shè)施對膨脹土路基的穩(wěn)定尤為重要，所有排水設(shè)施均應(yīng)精心設(shè)計，要做好路基地面排水工程，使排水通暢，防止地表水下滲，浸潤土質(zhì)。所有地面排水溝渠，尤其是近路溝渠均應(yīng)鋪砌和加固，防止沖刷滲漏。邊溝應(yīng)比一般地區(qū)適當(dāng)加寬加深，路塹邊溝外側(cè)應(yīng)設(shè)平臺，保護(hù)坡腳免遭水浸，并防止剝落物堵塞邊溝。塹頂設(shè)截水溝，以防水流沖蝕坡面和滲人坡體，截水溝縱坡應(yīng)利于排水。對于臺階形高邊坡應(yīng)在每一級臺階內(nèi)設(shè)截水溝以截排上部坡面水，且在截水溝與坡腳之間設(shè)一定寬度的平臺以利坡腳穩(wěn)定。另外還要注意防止基底蒸發(fā)失水引起膨脹土干裂收縮。4.路塹。路塹施工前，應(yīng)先進(jìn)行截、排水設(shè)施的施工，將水引至路幅以外;邊坡施工中，宜采取臨時防水封閉措施保持土體原狀含水量;挖方邊坡不要一次挖到設(shè)計線，沿邊坡預(yù)留厚度30～50cm一層，待路塹挖完時，再削去邊坡預(yù)留部分，并立即進(jìn)行加固和封閉處理;宜用支擋結(jié)構(gòu)對強(qiáng)膨脹土邊坡進(jìn)行防護(hù)，支擋結(jié)構(gòu)基坑應(yīng)采取措施防止暴曬或浸水。膨脹土地區(qū)的路塹，高速公路、一級公路的路床應(yīng)超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨脹土分層回填或用改性土回填，按規(guī)定壓實(shí)，其他各級公路可用膨脹土摻石灰處治。

5結(jié)束語

膨脹土作為路基填料有很多病害，但在膨脹土地區(qū)施工時，無非膨脹土的情況下，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的比較，選擇較佳的技術(shù)方案。我部承擔(dān)該路基施工，能夠完成符合質(zhì)量要求的精品工程，證明膨脹土做為路基填料可行，但要嚴(yán)格進(jìn)行施工過程控制，嚴(yán)格監(jiān)理，嚴(yán)格驗(yàn)收。

參考文獻(xiàn)：

[1]柳莉，魯玉芬，開明，朱毅.高速公路膨脹土地段路基施工技術(shù)[J].露天采礦技術(shù)，2006，（1）.