膨脹土路塹施工工藝要點淺析

張海建

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

0 概況

膨脹土即裂隙黏土，是一種具有裂隙性、脹縮性和超固性的高塑性粘土。具有失水收縮開裂，吸水膨脹軟化，強度可大幅度衰減等特征。膨脹土路基施工必須充分考慮這些特性，嚴格按照設計要求和有關規定組織施工，防止邊坡溜坍甚至垮塌等不利因素。

1 膨脹土路基施工特點

膨脹土路塹施工要與邊坡防護相結合，做到邊開挖，邊防護。路塹的開挖要與線路縱向設計坡度相一致，分層開挖，挖一層，防護一層。每一層的開挖深度和速度視膨脹土的膨脹強弱和天然含水量而定。膨脹性強，含水量大，每次開挖深度不宜過大，速度相對放慢；反之可以適當加大每一循環的開挖深度，加快施工速度。一般每次的開挖深度以2～3 m 為宜。

膨脹土路塹施工要盡量避開雨季施工，旱季施工要注意膨脹土對大氣的呼吸作用,掌握24 h大氣濕度的變化規律，確定每次的開挖和防護時間。

2 路塹開挖與邊坡防護工作的配合

路塹開挖與邊坡防護工作的配合，是根據膨脹土的特性和大氣影響因素來確定的,一般情況下:傍晚至次日凌晨這個時段大氣中的濕度較大，膨脹土強度較低，有利于路塹的開挖施工，凌晨時段大氣的濕度最大，膨脹土強度最低，清刷邊坡較容易。白天，隨著大氣濕度的不斷減小，膨脹土強度逐步增強，邊坡剛性防護逐步完善，到了傍晚，邊坡被剛性防護牢牢鎖定。被鎖定的膨脹土受大氣的呼吸作用只能在有限的柔性空間內進行，因此，路塹開挖與邊坡防護工作的配合主要是按照時段來進行的，開挖（每天的傍晚至次日的凌晨）→清刷邊坡（凌晨至上午）→坡面防護（傍晚以前的整天）→下一開挖循環。在施工路塹的全施工過程中，每一次開挖循環，都要在當天將次日剛性防護的原材料準備就緒，人員落實到位，當天的剛性防護必須完成。

3 工藝流程及操作要點

3.1 施工工藝流程

膨脹土路塹施工工藝流程為:施工準備→路塹開挖→清刷邊坡→檢查路基中線及邊坡→邊坡防護→依次層層開挖。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

1）施工前認真閱讀設計文件，搞好現場調查，對膨脹土特性路基施工應有較深入的了解，以備在施工前做好周密安排，在施工過程中及時應對現場變化。

2）根據設計圖紙實施施工放樣,放設出塹頂線，做好截水溝。

3）做好施工組織設計。膨脹土的施工組織設計特別強調施工方法和施工安排。前者主要強調在施工過程中的施工工藝程序，后者強調施工過程中的上下工序的銜接。施工組織設計中必須有應對膨脹土遇雨天時的措施。

4）實施路塹開挖之前，要對設計邊坡防護的類型認真研究，做好剛性材料的準備工作，有預制件的（如框架梁等）要提前預制，有錨桿的要提前加工好錨桿待用。加工的預制件、錨桿等至少要夠一個循環邊坡使用方可開挖路塹,以便開挖后迅速加固。

5）準備好夜間施工照明設施及錨桿施工的機具。晚間施工要將整個工地的照明燈光全部落實到位，如探照燈，點鎢燈或是其他照明設施。錨桿施工的鉆機，砂漿拌和機，以及其他原材料，如水泥、砂、水、膨脹劑等或其他添加劑。

3.2.2 施工工藝要點

路塹開挖時，要根據棄方的運距作好機械設備的合理搭配，挖、裝、運不得窩工。

第一循環開挖完成后，塹頂封閉與邊坡防護同時進行，若設計封閉工藝復雜，也可在路塹開挖之前封閉塹頂，塹頂封閉寬度不小于5 m。

按照施工組織設計嚴格控制每一循環的開挖層厚,開挖高度不宜大于2 m,開挖時邊坡不得超挖,留有保護層，使用人工清刷。

邊坡防護設施及擋土構筑物應做到隨挖隨做。高路塹邊坡防護可采用分段施工分段防護，如防護不能緊跟完成時,應暫留不小于0.5 m的保護層，以防土體風化開裂。

清刷邊坡時要由測量人員控制邊坡坡面，作到不超挖、不欠挖、坡面平順、圓滑。

坡面清刷完成后，要及時放出錨桿位置，施工錨桿。

若路塹邊坡設有重力式擋土墻或抗滑樁等構筑物時，施工應嚴格按設計文件做好各項工程工序調整。

開挖時應自兩端向中間開挖，自路肩標高低的一端向路肩標高高的一端開挖，分段開挖長度不宜大于100 m,嚴禁大拉槽開挖，嚴禁從中間向兩側開挖。

4 質量控制

1）路塹開挖時要嚴格控制一個循環的開挖深度，并使縱向開挖與線路縱坡保持一致。

2）每開挖一層，必須作邊坡剛性防護工程，否則，不得開挖下一層。

3）邊坡剛性防護（如錨桿）的孔位，孔徑，孔深符合設計要求，錨桿，漿液要進行試驗，并通過拉拔試驗驗證施工質量，保持注漿飽滿。

4）每一循環的邊坡剛性防護要連接成為一個整體，嚴防脫節。

5 安全措施

5.1 安全控制要點

1）路塹開挖前，要確保施工機械設備完好，挖掘機，自卸汽車不得帶病工作。

2）邊坡防護要按照清刷邊坡→打孔→安放錨桿→壓漿→框架梁安放→鋼筋焊接→節點混凝土施工的順序依次進行，不得重疊作業。

3）注意觀察邊坡動態，尤其是清晨，當路塹開挖完成刷邊坡時,是空氣中的含水量最大的時候，如果邊坡有異動現象,施工人員應立即撤離現場，防止邊坡塌傷人。

5.2 安全保證措施

1）對所有進場的施工機械進行仔細檢查，不符合施工要求的，嚴禁進入施工現場。

2）設置專人負責觀察、測量邊坡的變化情況，確保不發生邊坡滑踏等安全風險。

3）按照施工方案中制定的各項技術措施，組織工程施工，不得簡化施工工序、減弱防護措施，對錨桿、框架梁等要按要求加工施作，不得偷工減料。

6 環保措施

6.1 水環境保護

針對現場實際情況，在施工時，不對原地層造成較大的破壞，確保當地居民的生活用水；廢水排放前要經過處理并排放到遠離居民的生活用水區，做到生產生活用水集中排放、集中處理、集中控制，減少污染范圍。并定期對施工附近水質進行檢驗，確保當地水質不被污染。

6.2 生態環境保護

在施工準備階段，要詳細謀劃，對現場棄碴場的選擇、施工便道的設置等進行進一步的調查，以“減少植被破壞，少占耕地”為原則，合理規劃臨時用地，最大限度地減少施工用地。嚴格遵守《環境保護法》以及相關的法律、法規、規章制度，采取一切合理措施保護現場內外的環境。

7 工程應用實例

某工程膨脹土路塹開挖的最大深度為5～24 m,錨桿框架護坡垂直高度為6 m，框架梁網格中采取植生袋裝植草，邊坡坡率為1:1.5，其下為抗滑樁，抗滑樁之間為外掛式鋼筋混凝土擋土板，塹頂采用漿砌片石封閉。

在路塹橫斷面上，左右兩側一、二級邊坡上設置鋼筋混凝土錨桿框架梁護坡，框架梁混凝土采用C30鋼筋混凝土現場立模澆筑，節點間距2.5 m，錨桿設置在框架梁的節點上，與坡面垂直施作，鉆孔直徑為91 mm，孔內灌注M30抗侵蝕性水泥砂漿，注漿壓力不小于0.4 MPa，錨桿采用單根φ32HRB335螺紋鋼筋制作，長度8 m。通過錨桿與框架梁的共同作用，限制邊坡膨脹變形，從而起到加固邊坡變形的作用。在框架梁中采取植生袋裝植草，防止坡面土體流失及沖刷。工程在邊坡開挖、邊坡防護、擋護工程等整個施工過程中，各施工隊伍緊密合作，保質保量的完成膨脹土路塹施工。

8 小結

膨脹土路塹開挖施工技術成功地避免了邊坡溜坍甚至垮塌等不利因素。在施工過程中有效地克服了因膨脹土遇水導致的坡面低強度及固結性問題。根據以往膨脹土路塹施工經驗，總結出一套經濟可行、技術先進的施工方案、方法及工藝，在膨脹土的開挖施工技術方面有所突破，為以后同類型膨脹土施工積累了經驗。

在施工過程中，對每一道工序的的方案都進行認真比選、論證，并在施工過程中不斷優化、調整，盡量根據現場實際，采用現有的開挖及錨桿施工機械設備達到預想的效果，節省施工的投入，縮短施工工期，有效地節約施工成本。