淺談公路工程膨脹土路基施工要點

李小艷

河南宏業建設管理有限公司（450000）

淺談公路工程膨脹土路基施工要點

李小艷

河南宏業建設管理有限公司（450000）

通過對膨脹土路基改良處理的技術要點進行分析，介紹了膨脹土處理工藝流程、操作要點、邊坡防護、質量控制措施和安全控制措施，可以為同類工程提供參考。

膨脹土路基；改良處理；工藝流程；操作要點；邊坡防護；質量控制；安全控制

1 膨脹土的特性及危害

膨脹土是一種遇水急劇膨脹，失水則嚴重干縮的高塑性黏土。它含有蒙脫石、伊利石、高嶺石等膨脹性礦物，具有很強的親水性、持水性和很高的可塑性及黏聚性，工程力學性質極不穩定。一些幾年修建的高等級公路受到了膨脹土的嚴重危害，出現了油面開裂、松散脫落、路基下沉、翻漿、邊坡沉塌、滑坡等質量問題。

1.1 沉陷變形

膨脹土初期結構強度較高，在施工時不易粉碎及壓實，但路堤建成后由于大氣物理風化作用和濕脹干縮效應，土塊崩解，在路面、路基自重及汽車荷載作用下，路堤極易產生不均勻下沉，如伴隨有軟化擠出則可產生很大的沉陷量。路堤愈高，沉陷量愈大、愈普遍，導致路面平整度下降，嚴重時可使路面變形破壞。

1.2 滑坡

滑坡具有弧形外貌，有明顯的滑床。滑床后壁陡直，前緣比較平緩，主要受裂隙控制?；露喑薁恳匠霈F，具疊瓦狀，成群發生，有的滑坡從坡腳可一直牽引到邊坡頂部。

1.3 溜塌

邊坡表層,強風化層內的土體吸水過飽和，在重力與滲透壓力的作用下，沿坡面向下產生塑流狀溜塌現象。這是膨脹土邊坡表層最普遍的一種病害，常發生在雨季，塌體移動距離較短，且很快自行穩定于坡面,厚度受風化層控制多在1.0 m以內，不超過1.5 m。

1.4 縱裂

路肩部位常因機械碾壓不到，使填土達不到要求的密實度，沉降量相對較大。又因路肩臨空，對大氣物理作用特別敏感，干濕交替頻繁，肩部土體失水收縮遠大于堤身，故在路肩上常發生順路線方向的開裂。

2 處理膨脹土的方案選擇與機理分析

目前我國對膨脹土地區工程設計和施工主要有換填和改性處理兩種方案。

換填是膨脹土路基最簡單而且有效的處理方法。即挖除膨脹土，換填非膨脹土或砂礫土，換土深度根據膨脹土的強弱和當地的氣候特點確定。在一定深度以下的膨脹土含水量基本不受外界氣候的影響，該深度和該含水量稱之為膨脹土在該地區的臨界深度和臨界含水量。各地的氣候不同，膨脹土的臨界深度也有所不同。通常弱、中膨脹土換填深度為1.0～1.5 m，強膨脹土為2 m。

改性處理就是在膨脹土體內均勻摻入固化材料，使膨脹土的物理、化學性質發生變化，以達到降低膨脹土膨脹潛勢、增加強度和提高水穩性的目的。

3 施工工藝流程

膨脹土路基施工工藝流程：施工準備→地基處理→測量放線→分層填筑→平整靜壓→摻灰拌和→測定摻灰量→碾壓→檢測。

4 施工工藝要點

膨脹土改性拌合有路拌、場拌和悶拌等幾種方法，這幾種方法各有優缺點，施工中最常用、最方便快捷的是路拌法。

4.1 填土

根據填料區段、松鋪厚度計算所需膨脹土的數量及每車料的堆放位置和間距，用石灰撒成方格，將填料卸至方格內。松鋪厚度一般不大于30 cm。

4.2 平整

用竹竿標尺及掛線標出填層高度，用推土機將填料攤鋪整平。若膨脹土較濕時，應用五鏵犁翻耕晾曬。施工時可用核子密度儀快速檢測含水量，以確定晾曬時間及灑水量。用平地機初平，使各處填土厚度均勻，用壓路機快速靜壓一遍。

4.3 摻石灰拌合

將攤鋪機平整的土用核子密度儀或用灌砂法、環刀法測土的干密度ρ土及含水量，用鋼釬和卷尺測量土的松鋪厚度。

將石灰運至填筑區段，用平地機按計算的厚度進行攤鋪，必要時采用人工配合。若石灰摻量少，按厚度攤鋪有困難,可折算每平方米路段所用的石灰量，用畫方格的方法，每一方格內按計算的石灰量進行攤鋪。攤鋪均勻后用五鏵犁翻耕，路拌機拌合均勻。

4.4 碾壓前檢測

首先是石灰劑量的檢測，將現場拌合好的石灰土取樣，通過EDTA二鈉標準液滴定，來確定石灰劑量是否符合設計規范要求，如果摻灰量不足則摻至滿足規范要求。其次測改性土的含水量，控制在最佳含水量的-2%～+3%范圍內，必要時需晾曬或灑水。

用重型振動壓路機進行碾壓，先靜壓、振動再靜壓。碾壓從兩邊往中間，先慢后快。壓實度與碾壓機械的選擇有關。土質變化時可適當調整碾壓遍數，直至壓實度滿足規范要求。

4.6 檢測

膨脹土的檢測頻率為4點/1 000m2。為保證工程質量，可用核子密度儀快速檢測，用灌砂法做對比進行校正，既保證了檢測頻率及準確性，又縮短了檢測時間，加快了作業循環及施工進度。

5 邊坡防護

5.1 膨脹土路堤邊坡防護

1）當路堤高度小于等于3 m時，采用植草和植矮灌木防護。邊坡應換填30 cm以上的種植土，保證草皮及矮灌木的成活率及覆蓋率。

2）邊坡高度大于3 m時采用拱型或人字型骨架防護，骨架內植草和植矮灌木，骨架嵌入坡面的深度不得小于0.8 m。骨架根據設計可采用M7.5漿砌片石或片石混凝土、素混凝土。骨架施工時注意控制好漿片或混凝土的密實度。每10～15 m留沉降縫，沉降縫用瀝青麻絮填塞以防水滲入。

3）路基邊坡平臺采用漿片或混凝土封閉，考慮到綠化需要在平臺上面設置種植槽。

1)運用關注點分析法分析問題，即將復雜問題簡化為簡單問題的累積。如這道題中，將最終結果的計算簡化為三個過程的累積：a.求和；b.選取最大值和最小值；c.計算平均值。

5.2 膨脹土路塹邊坡防護

一般來說，膨脹土低邊坡（高度小于3 m）的脹縮量小，側壓力也較小，對路基邊坡的穩定性影響較小。所以一般采用滿鋪草皮進行邊坡防護。

對于膨脹土高邊坡（高度大于3 m）路塹，一般采用擋墻加網格布防護，封閉整個坡面，達到盡量減小膨脹土脹縮量的目的。

6 施工注意事項

1）膨脹土攤鋪后，土塊應擊碎至粒徑5 cm以下，使土塊水分易于蒸發，減少膨脹率，易于摻灰均勻，有利于提高壓實效率。

2）采用濕度控制法填筑膨脹土時，宜采用非膨脹土性填料（石灰改性土）封閉邊坡及頂面，以減少路基土含水量受大氣、水文條件的影響。

3）水是影響膨脹土的最大因素，施工時應加強排水。施工前應開挖臨時排水溝至河道、塘、排洪渠內，降低膨脹土施工地段的地下水位，并保證路堤不浸水。施工中路堤要設路拱，路拱坡度為4%。確保路基頂部不積水，邊坡每50～100 m要設置急流槽排水，以防止邊坡被沖刷。

4）膨脹土路堤填筑時應避開雨季。施工時各道工序緊密銜接，連續施工，分段完成。路基填筑后不應間隔太久或越冬后再做路面。

5）膨脹土路堤按設計修整后，應立即進行邊坡防護工程施工，防止雨水侵蝕。

7 質量控制措施

1）嚴格控制摻灰量。摻灰量的多少直接決定膨脹土路基的填筑質量。摻灰量必須采用雙層控制，在攤鋪石灰前,必須根據填土厚度計算摻灰量，摻灰后，必須用滴定法測定摻灰量。

2）石灰的質量必須符合國家標準和規范要求，鈣、鎂含量必須大于75%。石灰必須攤鋪均勻，然后按照要求用路拌機充分拌合均勻，以保證路基的整體質量。

3）嚴格控制含水量。含水量較高時，必須晾曬。

4）路基填筑后，如果出現反彈現象，必須及時進行換填或改性處理。

8 安全控制措施

1）加強對施工人員進行安全教育，樹立安全第一的思想，文明施工。

2）建立健全安全領導機構，分工明確，責任到人。

3）嚴格規定機械行走路線，設置明顯的界限標志，防止機械相互干擾和碰撞。機械在路基邊沿作業時，應留出安全距離，防止機械下滑和翻車。