公路路基膨脹土改良方法與質(zhì)量控制措施

隨安琦

（邢臺市公路工程管理中心，河北邢臺 054000）

0 引言

膨脹土又稱為脹縮性土，屬于黏性土范疇，浸水后體積會膨脹，失水后體積會收縮，具有較強(qiáng)的親水性，無法直接作為路基填料使用。當(dāng)公路挖方路段存在大量的膨脹土?xí)r，若是全部廢棄，則會導(dǎo)致借土量增大，工程造價隨之提高，并且大量棄土?xí)加幂^大面積的空間，可能造成環(huán)境污染。為避免此類問題的發(fā)生，可以采取有效的方法改良膨脹土，增強(qiáng)工程性能，滿足路基填筑要求。

1 工程概況

某公路工程全長67.503km，在三、四、五標(biāo)段內(nèi)發(fā)現(xiàn)斷續(xù)分布的膨脹土，土層薄厚不等，多集中在挖方路段，經(jīng)過現(xiàn)場統(tǒng)計，約為68萬m3左右。通過對膨脹土進(jìn)行取樣檢測后發(fā)現(xiàn)，液限和膨脹率較高，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，在公路路基填筑中，不可以將高液限的膨脹土作為攤鋪主材料直接使用，但由于本工程中膨脹土的方量較大，若全部廢棄處理，則需要大量借土，不僅如此，還會導(dǎo)致棄土的占地面積增加，工程造價隨之提高，甚至引起環(huán)保問題。經(jīng)研究，決定采取有效的措施對膨脹土進(jìn)行改良，使其性質(zhì)滿足路基填筑工程的要求。為此，本文重點(diǎn)對該公路工程中路基膨脹土改良方法與施工質(zhì)控措施展開分析。

2 膨脹土改良方法與施工質(zhì)量控制措施

2.1 膨脹土改良

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，高液限膨脹土不可以直接作為填料用于路基填筑，而大量挖方廢棄不用，勢必會造成借土量增加，棄土的占地面積也會隨之增大，工程造價進(jìn)一步提升?；诖耍诔浞挚紤]保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境的前提下，決定采用膨脹土改良的方法，即向膨脹土中摻入適量的無機(jī)結(jié)合料，增強(qiáng)膨脹土的工程性能，滿足路基填筑要求。通過無機(jī)結(jié)合料的摻入可以使膨脹土本身的膨脹性顯著降低，不同的無機(jī)結(jié)合料對膨脹土的改良效果有所差別，通過對石灰、水泥以及粉煤灰三種無機(jī)結(jié)合料進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，石灰在改善膨脹土抗剪強(qiáng)度和膨脹性方面，要明顯優(yōu)于水泥和粉煤灰，因此，本工程選擇石灰作為膨脹土改良劑。采用室內(nèi)試驗(yàn)的方法，最終確定石灰的最佳摻入量為6%[1]。

2.2 石灰改良膨脹土施工工藝

2.2.1 鋪土

（1）以地面高程作為主要依據(jù)，對路堤的填筑邊界加以確定，并在現(xiàn)場準(zhǔn)確測出中樁和邊樁，隨后將層厚標(biāo)注于邊樁上，使用尼龍繩將邊樁連接到一起，以此達(dá)到控制填筑寬度的目的。為確保填料攤鋪的均勻性，用石灰在路基上劃出方格，每個格子內(nèi)可以堆放一車填料。

（2）在運(yùn)輸填料的過程中，使用挖掘機(jī)挖土裝車，通過自卸式車輛運(yùn)至現(xiàn)場作業(yè)段后將土卸入提前劃好的石灰格子中，松鋪厚度控制在30cm左右，每個方格大約為一輛自卸式汽車的裝載量。卸土?xí)r，以料場作為基點(diǎn)，遵循由遠(yuǎn)到近的原則，由專人指揮卸土，選擇上午卸土，晾曬2h后再攤鋪、整平[2]。

（3）使用掛線對每層填料的厚度和寬度加以控制，使用推土機(jī)將填料攤開，將粒徑較大的填料破碎，確保最大粒徑在37.5mm以內(nèi)。為使填料達(dá)到最佳含水量的要求，通過酒精法在現(xiàn)場對填料快速檢測，含水量過高可采用翻拌晾曬的方法處理，含水量偏低，可采用灑水的方法處理。

2.2.2 鋪灰

（1）在初步整平的填料上，用石灰布設(shè)格子，尺寸為5m×5m，松鋪厚度控制在30cm左右，經(jīng)計算每個格子的鋪灰量為0.45m3，據(jù)通過推土機(jī)鋪灰并以人工整平，確保初始鋪灰的均勻性。

（2）使用推土機(jī)整平格子內(nèi)生石灰的過程中，可借助履帶碾壓大塊的生石灰，或以人工的方式將粒徑超限的生石灰撿出，確?；覊K的最大粒徑在37.5mm以內(nèi)[3]。

2.2.3 拌灰

（1）生石灰鋪好后，使用路拌機(jī)拌和2～3遍，灰土混合均勻即可；隨后使用光面壓路機(jī)對拌和好的灰土碾壓1遍，使生石灰與膨脹土之間發(fā)生理化反應(yīng)，避免后期碾壓時生石灰出現(xiàn)爆花的情況[4]。

（2）碾壓后現(xiàn)場悶灰，時間控制在6h左右，通過悶灰可以加快生石灰的熟化反應(yīng)速度，隨后再次用路拌機(jī)拌和2～4遍，可以按照EDTA測定結(jié)果，從而確定最終的拌和遍數(shù)。

（3）以隨機(jī)方式抽取若干試樣，通過酒精法快速檢測改良膨脹土的含水量是否與最佳含水量的要求相符，確認(rèn)達(dá)到要求后，便可開始平整碾壓[5]。

2.2.4 碾壓

（1）先用推土機(jī)將灰土粗整平，隨后用平地機(jī)修平，做出4%的路拱；使用光輪壓路機(jī)對平整后的灰土層靜壓1～2遍，靜壓后再用平地機(jī)精平。

（2）使用振動壓路機(jī)對灰土層振動碾壓，以3～5遍為宜，先從路基兩側(cè)開始碾壓，逐步向中間推進(jìn)，碾壓要先慢后快，橫向接頭重疊2/3輪寬，確保無漏壓、無死角[6]。

2.3 石灰改良膨脹土質(zhì)控措施

為確保石灰改良膨脹土施工的質(zhì)量達(dá)到現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，可采取合理可行的措施控制施工質(zhì)量。

2.3.1 原材料

（1）路基填筑施工中使用的填料為膨脹土，在同一填筑路段內(nèi)，膨脹土必須保證同源，不同源的膨脹土不得混用，避免填筑過程中形成薄弱面。由土體檢測結(jié)果可知，本工程中的膨脹土具有較為相似的工程特性，所以在同一路段內(nèi)的膨脹土可摻拌均勻后使用，但不同路段的膨脹土不可以直接混合后使用，要分析物理特性，如果性質(zhì)相似，則可混合均勻后使用。

（2）生石灰作為膨脹土的改良材料，要保證其質(zhì)量合格，選擇大廠家的產(chǎn)品，不可以從不正規(guī)的廠家購置石灰，以免對后期的施工改良效果造成不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致工程質(zhì)量下降。生石灰中氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)需要達(dá)到70%以上，氧化鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)則要超過2%，鈣質(zhì)石灰的類別不得低于三類?，F(xiàn)場鋪灰施工前，要對每個批次到場的生石灰抽樣檢驗(yàn)，測定氧化鈣及氧化鎂的含量，看是否達(dá)標(biāo)，檢驗(yàn)合格后材料要盡快使用，防止存放時間過長影響石灰的性質(zhì)，存放時，要采取有效的防雨防潮等措施[7]。

2.3.2 填筑

（1）填筑施工中，要對填料的分層厚度有效控制，以路基下層的壓實(shí)度及含水率作為主要依據(jù)，調(diào)整石灰土的分層填筑厚度，施工前對用土量準(zhǔn)確計算，自卸式汽車進(jìn)場卸土?xí)r，由專人負(fù)責(zé)指揮，對松鋪厚度進(jìn)行檢測和調(diào)整并做好相關(guān)記錄。

（2）嚴(yán)格控制填料的粒徑，確保施工中膨脹土的最大粒徑在37.5mm以內(nèi)，生石灰與膨脹土拌和時，不得存在大塊的土團(tuán)，發(fā)現(xiàn)后要及時處理，防止對改良膨脹土的性能造成影響。

（3）用于路基填筑施工的膨脹土初始含水率要控制在25%以內(nèi)，經(jīng)過生石灰改良后的膨脹土含水率要控制在17%～21%。采用分層的方法對路基填筑時，每段每層的填料要保證同源，集中填筑，保證含水率一致，可通過酒精法對含水率進(jìn)行快速測定。

（4）為確保填筑后的壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，必須選擇適宜的壓路機(jī)對各層全面碾壓。碾壓施工中，遵循先慢后快、先輕后重的原則，從路基兩側(cè)逐步向中心方向推進(jìn)。質(zhì)量檢查人員可采用跟蹤監(jiān)控的方法，對壓實(shí)質(zhì)量全面檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部位置存在未壓實(shí)或含水量過大的情況時，可要求作業(yè)人員采取相應(yīng)的措施處理，保證壓實(shí)效果[8]。

3 結(jié)語

膨脹土作為一種較為特殊的土體，無法直接用于路基填筑，為此可以采取相應(yīng)的方法改良膨脹土，提升其工程性能，滿足路基填筑要求。在改良的過程中，可以摻入適量的石灰，同時為確保膨脹土的施工質(zhì)量，要采取合理可行的措施，對施工過程進(jìn)行有效控制。