膨脹土基層水泥改良施工技術研究

李建偉 張景皓 王文波

（中鐵三局集團第二工程有限公司 河北石家莊 050000）

1 工程概況

新伊高速公路XYTJ-2A標內K5+750～K17+800段落，主線總長11.6km，因道路段地質多屬軟弱膨脹土和濕陷性黃土，采用摻如水泥進行改良。道路主線（含互通）總開挖方189.16萬方，填方140.74萬方，其中水泥改良土填筑120.14萬方，試驗段選擇K11+860-K12+000路基段，平均寬度為32.15 m，虛鋪厚度暫定22 cm一層，壓實度94%，該層水泥土848.76 m3，1523.4 t，其中水泥摻量為3%、45.7 t，土1477.7 t。

2 施工工藝控制要點

2.1 施工準備

（1）本段路基施工順序為先地基處理，最后路基填筑。地基處理前認真核實地質情況，采用水泥進行改良后填筑路基，保證工后沉降；（2）實行全面機械化施工作業(yè)，組成了挖、裝、運、卸（棄）、鋪、平、壓、檢一條龍的機械化作業(yè)體系，按“三階段、四區(qū)段、八流程”進行；（3）測量準備：按照設計，利用電子全站儀放樣出路基段的起訖位置和邊樁，中樁、用白灰和樹樁等作醒目標識，并做好臨時排水設備；試驗準備：對現(xiàn)場土樣進行取樣檢測，擊實檢測最大干密度1.821g/cm3、最佳含水率14.9%，掌握現(xiàn)場實際含水量，根據(jù)含水量情況指導現(xiàn)場施工。

2.2 路基填料

改良3%水泥膨脹土施工。所需水泥采用路拌法，將3%的水泥均勻撒布至膨脹土中，先用路拌機進行拌和。拌合均勻后，現(xiàn)場測試人員進行土壤含水量、水泥用量等的采樣檢查，符合設計和規(guī)范規(guī)定可繼續(xù)填筑;反之，則進行灑水或增加水泥用量，再次拌和均勻。水泥用量嚴格控制在3%，含水率限制在設計最佳含水率的±2%。

2.3 試驗段選取

選取K11+870-K12+000路段作為填筑壓實試驗段，擬定松鋪厚度為22 cm標準，確保達到設計壓實度的最大厚度、最高含水率，選取合適噸位振動壓路機及最大壓實遍數(shù)、速率等，從而成為指導道路段填筑壓實工程建設的重要依據(jù)。

2.4 填筑、攤鋪、碾壓

上土前，檢測工作人員在道路兩邊各二十米處安放高程控制樁?；旌喜牧蠑備伕叨劝?2 cm控制。施工區(qū)域內每一百米處為一次卸土段，當一次卸土段推進至一半高度（50 m）時，推土機就可完成粗略整平。在整平時應確保無缺口處，缺土時可補卸或用裝填手鏟運。推土機粗略整平之后檢測高程，將厚度限制在22 cm以內，并將檢測結果傳遞給平地機操縱者。整平過程中要及時測定土壤的含水率。當土壤含水率低于最佳含水量時，應及時用灑水車灑水。在灑水悶料5～8小時后，檢查土壤的含水率能否滿足需要，土壤含水率能否平衡，合格后再開始下一道工序。

2.5 撒布水泥、拌合、整形

撒布水泥前，先按照處理寬度，核算相應的水泥用量，經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)理人員檢查過水泥用量后再進行撒布。在水泥混和料攤鋪好后，立即用路拌機拌合均勻，將行駛車速限制在1 km/h。拌和時，現(xiàn)場工作人員要注意檢驗拌和物料是否均勻，有沒有水泥團或土團，以防止出現(xiàn)素土夾層。拌和從邊到中進行，調節(jié)好拌和機器的位置。

2.6 碾壓

混合料攪拌均勻后，馬上用電動推土機穩(wěn)壓一遍，穩(wěn)壓完成后，進行高度測定，每隔二十米處布設白灰控制點，指導平地機整形。平地機每刮平地面一次，由人工隨即再次在控制點上撒白灰。在整形過程中，由測量員全程抄平控制高度。電動推土機在整平后、再利用振動壓路機開始碾壓，碾壓工作方式為首先靜壓1遍、接著弱振2遍、再強振2遍、最終靜壓收面一遍。碾壓機器的行駛車速為先慢后快，從填筑區(qū)一邊開始順次碾壓，前二次輪軌之間側向交叉約22 cm輪跡，將碾壓速率限制在2-4 km/h，同時進行無漏碾壓、無漏震，以保證振壓平穩(wěn)、邊角到位。

2.7 質量控制要點

（1）嚴格控制填筑路基材料，不得使用非適用材料填筑；（2）嚴格控制對填筑地基材料的標準干密度取樣測試和平行驗證測試，并嚴格規(guī)范對干燥密度的審核程序；（3）是否符合試驗段擬定的松鋪厚度要求；（4）碾壓前，現(xiàn)場檢查含水率是否控制在最佳含水率±2%以內；（5）邊角是否碾壓或夯實到位；（6）是否達到試驗段擬定的碾壓遍數(shù)。

3 試驗段數(shù)據(jù)及質量檢驗

3.1 試驗段數(shù)據(jù)

試驗段的各項檢測數(shù)據(jù)：水泥劑量檢測數(shù)據(jù)，見表1；壓實度檢測數(shù)據(jù)，見表2；虛鋪、壓實厚度及松鋪系數(shù)，見表3。

表1 水泥劑量檢測數(shù)據(jù)

表2 壓實度檢測數(shù)據(jù)

表3 虛鋪、壓實厚度及松鋪系數(shù)

壓實度、縱斷平均高程、長度、中點偏位、橫坡、邊坡等檢驗資料數(shù)據(jù)均按《路面建設工程質檢評價規(guī)范》JTG F80/1-2017規(guī)定執(zhí)行。

3.2 試驗段結果分析

3.2.1 施工機械組合及碾壓工藝

（1）在每個作業(yè)面建設的碾壓作業(yè)機械設備:25T振動壓路機2臺、電動推土機1臺、自卸車二臺，灑水車1臺、平地機1臺、裝載機1臺、鏟運設備1臺、水泥撒布機械設備1臺、路拌機2臺、鏵犁1臺；（2）碾壓工藝：施工中壓路機的碾壓速率——最大振動壓力為4～5 km/h，靜壓力為6 km/h；碾壓遍數(shù)——用25 t壓路機，靜壓1遍、弱振2遍、強振3遍、靜壓一遍后處理。

3.2.2 施工過程問題

采用水泥撒布機機械化施工，總體施工質量較好，提高了施工效率。但是路拌機數(shù)量1臺，制約現(xiàn)場施工進度，不滿足大面積施工要求;無翻曬設備，制約現(xiàn)場施工進度。為了提高施工效率、加快施工進度，能夠更好的滿足施工現(xiàn)場要求需增加路拌機、壓路機、鏵犁設備各1臺，以滿足現(xiàn)場施工要求。

4 結語

通過對K11+860——K12+000試驗路段整個施工過程分析，作業(yè)區(qū)所確定的道路施工技術條件、管理人員、機具等都能滿足道路施工的基本條件，從而可以指導作業(yè)區(qū)大面積道路施工。而通過試驗段施工經(jīng)驗，可以看出，施工過程中控制的關鍵工序是（1）水泥撒布的均勻性；（2）水泥用量直接關系壓實情況，用量要充足；（3）拌和的均勻性至關重要，消除夾層是檢測的重點；（4）振動壓路機的功率與壓實遍數(shù)是水泥改良膨脹土施工的關鍵；在今后大面積施工中發(fā)揮首件施工的技術優(yōu)勢，延續(xù)并完善優(yōu)化工藝方法，以避免首件施工的相同問題再次發(fā)生，高質量、安全進行作業(yè)區(qū)內所有路段的水泥改良膨脹土路基的填方施工