淺析石灰改良膨脹土路基施工工藝

張遠征 徐斌

摘 要：膨脹土作為常見土質(zhì)結(jié)構(gòu)，力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇到外界水分會產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，影響路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，必須對其進行改良處理。通過摻入石灰的方式能夠改善原有土體結(jié)構(gòu)，增強膨脹土耐久性。在具體施工操作過程中，應(yīng)嚴格遵循技術(shù)標準，加強質(zhì)量控制措施，減少潛在質(zhì)量隱患，切實提升路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承載能力，延長公路工程使用壽命。

關(guān)鍵詞：石灰;膨脹土;施工工藝

作為一種特殊性黏土，膨脹土的特點為易風(fēng)化、膨縮性顯著，及多裂隙等，如施工不當極易產(chǎn)生工程病害。為此，將公路工程建于膨脹土路段，必須做好膨脹土處治工作，便于處理膨脹土工程問題，確保公路建設(shè)質(zhì)量。目前，常選用物理處治法、化學(xué)改良法、生物改良法等用于膨脹土改良處治。由于地域差異性特點，工程性質(zhì)也存在極大不同，為此，要因地制宜地合理選用膨脹土處治措施。其中，石灰改良膨脹土的方法應(yīng)用最廣，最為成熟。

1 膨脹土的概述

作為一種膨脹性顯著的土體，膨脹土的特點為吸水膨脹、失水收縮，是工程領(lǐng)域最為常見的隱形地質(zhì)災(zāi)害，對工程結(jié)構(gòu)破壞嚴重，尤其是公路路基施工中破壞作業(yè)較為嚴重。為此，必須了解膨脹土構(gòu)成及性質(zhì)。

1）膨脹土構(gòu)成。膨脹土主要由蒙脫石礦物成分組成，強親水性礦物質(zhì)是膨脹土的粘粒成分。硅氧四面體片以及氫氧化鋁八面體片對土體物理性質(zhì)起著重要的作用。膨脹土主要由夾著一個八面體片的兩個四面體片重復(fù)堆積組成，從而形成三層型。根據(jù)層間水化離子的吸附水性，結(jié)構(gòu)單位填充會造成晶格活動較大，從而讓整個土體的壓縮性和膨脹性變大。

2）膨脹土性質(zhì)。膨脹土和其他粘性土有很大的區(qū)別，具有強烈的吸水膨脹、失水收縮、易裂縫、易固結(jié)以及強度容易衰減等特性。在公路建設(shè)中必須處理好改性，避免對公路建設(shè)造成巨大損害。不同情況下的壓力膨脹率和自由膨脹率可以反映土的具體膨脹性能。膨脹土的含水量和膨脹率大小成反比關(guān)系，膨脹率越高，土的含水量就越低。因此，自由膨脹率是反映膨脹土工程地質(zhì)分類最主要的因素。交通部門根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定：Fs≥90%的為膨脹土;Fs在65%～90%之間的是中性膨脹土;Fs在45%～65%之間的是弱性膨脹土。土體當中含水量是施工性能改性的重要條件。

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。本工程全線填方171.145萬m3，挖方178.223萬m3，因沿線膨脹土較多，無法進行路基直接填筑施工。本工程共設(shè)5個棄土場，為加大耕地保護，應(yīng)進一步增加挖方棄方利用率，加快工程施工進度。通過檢測利用生石灰對中、微膨脹土實施改良，用于填筑路基，可充分利用，降低棄方。為保證施工質(zhì)量，選取K10+200～K10+400段為試驗段，共200m，采用石灰改良膨脹土。

3 石灰改良膨脹土路基施工工藝

1）測量放樣。依據(jù)復(fù)測獲取的導(dǎo)線點數(shù)據(jù)，利用GPS等設(shè)備將路線中樁放出，按照路線中樁填筑高度等將路基邊緣、邊溝等部位準確定位，并復(fù)核用地寬度，進行橫斷面測量及繪制，同時做好現(xiàn)場開挖界限的確定。

2）填前處理。填筑路基前，需清理干凈場地內(nèi)的所需雜物，如有機物殘渣、淤泥等，并在棄土場內(nèi)堆放。隨后選取推土機進行表土清理。要求在1：5以內(nèi)控制路基原地面坡度，隨后選取壓路機碾壓原地表，且在90%以上控制壓實度。

3）原地表下封層施工。選取碎石土用于下封層，其特點為高強度、易壓實及透水性良好等。根據(jù)施工實際情況，可分2層進行施工，25cm為各層厚度。（1）攤鋪及整平。根據(jù)路面平行線進行填方路基分層攤鋪施工，并做好填土標高控制。以30cm以內(nèi)合理控制攤鋪厚度，為保證路基邊緣壓實度，在路基鋪筑時，相比路基兩側(cè)，實際填筑需多出50cm以上，嚴禁產(chǎn)生貼坡現(xiàn)象。推土機粗平后，選用振動壓路機進行一遍靜壓施工，隨后在選取平地機進行精平。（2）碾壓施工。完成上述作業(yè)后，需及時進行碾壓施工，機械以振動壓路機、重型光輪壓路機為主，并按照“輕—重、慢—快”順序施工，完成碾壓作業(yè)后，其壓實度需滿足設(shè)計要求值，且保證無明顯輪跡。

4）改良膨脹土施工。選取路拌法進行改良膨脹土施工，具體施工流程如下：（1）在路基填筑各個作業(yè)段連接部位，可根據(jù)1：1坡度在先填路段分層留設(shè)臺階。按照實測高程、土灰配合比進行計算，以此獲取具體用土量，根據(jù)運輸車車輛裝載量，將方格劃于原地表。為滿足計量的準確性，應(yīng)選用基本相同的裝土數(shù)量。要求卸土嚴格按照方格實施，防止土量過多過少，為均勻攤鋪提供方便。（2）根據(jù)施工現(xiàn)狀，本工程選取袋裝生石灰用于本試驗段施工。袋裝生石灰攤鋪前，需在素土上按照摻灰用量將方格準確打出，以此進行生石灰用量的合理控制。按照配合比將各個方格灰劑量計算出來，并按照灰用量進行生石灰擺放。生石灰撒布時可選取人工方式均勻灑布，保證攤鋪均勻。（3）完成生石灰撒布作業(yè)后，可通過路拌機進行施工，拌和過程中，必須對其厚度進行隨時檢查，拌和機需向下一層1～2cm深打入，避免產(chǎn)生素土夾層現(xiàn)象。拌和施工中，需對生石灰土含水量、劑量進行詳細檢查，保證其質(zhì)量符合施工規(guī)定。（4）均勻拌和混合料后，需通過人工方式，找平坑洼部位，隨后進行一遍排壓施工。按照1.18松鋪系數(shù)進行水準測量，通過木樁控制其標高，隨后通過平地機進行整平施工。（5）初步整型后，混合料滿足最佳含水量需求時，即可進行碾壓施工。如表面含水量小，干燥程度高，需適量灑水保濕。碾壓過程中，需選取振動壓路機先進行2遍小振施工，隨后進行大振碾壓，直到壓實度與設(shè)計要求相符，最終以一遍靜壓結(jié)束，直到表面輪跡不在顯著。碾壓施工后，應(yīng)對其壓實度進行準確記錄，如與設(shè)計要求不符，需再次進行壓實，直到滿足設(shè)計要求。碾壓時，應(yīng)先碾壓兩側(cè)再進行中間部位施工。按照縱向進退式進行壓路機運行，且在每小時4km以內(nèi)控制其運行速度。一般壓路機橫向輪跡重疊寬度可控制在0.5m左右，相鄰前后2段縱向重疊寬度可控制1.5m左右，以此做到碾壓無死角。碾壓施工中，嚴禁任意轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭。

根據(jù)碾壓工序要求，要求先選取振動壓路機進行1遍靜壓施工，隨后選取振動壓路機進行1遍輕振施工，最后選取振動壓路機進行3遍重振。兩側(cè)邊緣位置碾壓遍數(shù)可適當增加，如出現(xiàn)松散、起皮等問題，需將該部位及時挖除。完成上述作業(yè)后，需在7d以上控制養(yǎng)生時間，此階段需封閉交通，如分層連續(xù)施工可進行上層直接施工。

5）雨季路基施工。根據(jù)氣象預(yù)報情況，做好雨季施工安排。雨季施工工作面需合理控制，可選取分段、分片、分期的方式完成施工。填筑路基時，需完善排水、防水系統(tǒng)，采取行之有效的措施及時排除地面水。填筑路基時，需將橫坡2%～4%設(shè)置到各層表面，以此便于排水。在路堤路肩位置完成填筑施工后，需進行縱向臨時擋水土埂設(shè)置，間隔相應(yīng)距離需進行出水口、排水槽設(shè)置，為雨水排除提供便利。雨季填筑路基時，如路基在降雨前沒有完成填筑、碾壓施工，需在雨后需先翻除，再次進行鋪筑、碾壓施工。

4 結(jié)束語

綜上所述，伴隨社會經(jīng)濟發(fā)展速度的快速提升，我國公路事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。石灰改良膨脹土技術(shù)的合理應(yīng)用，可全面提升工程建設(shè)的質(zhì)量，為此得到了廣泛的應(yīng)用。為此，必須全面掌握膨脹土改良施工原理，進一步規(guī)范施工工藝，以期提高路基穩(wěn)定性、延長公路使用年限。

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