路基膨脹土摻石灰改良方案論證和施工技術

張仕雨

摘要： 公路工程中膨脹土摻石灰改良是一種切實可行的技術方案。文章以某一級公路的一段膨脹土摻石灰改良為例，對方案論證和施工技術進行討論和研究。

Abstract： Improvement of expansive soil with lime in highway engineering is a feasible technical solution. Taking improvement of a section of expansive soil with lime of a highway as an example， the article discusses and studies the scheme demonstration and construction technology.

關鍵詞： 路基；改良；方案論證

Key words： roadbed；improvement；scheme demonstration

中圖分類號：U213.1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）06-0147-02

0 引言

根據《公路路基施工技術規范》，中等膨脹土不能直接用于一級公路的路堤填料，需經技術處理后才可用于二級及二級以上公路的路堤填料。中、弱膨脹土改性即在施工時摻入一定比例的石灰，對土進行改性，即稱“砂化”，主要使膨脹土砂化，降低塑性指數、含水率，便于粉碎、壓實，同時也為降低膨脹土的膨脹量，提高膨脹土的強度和水穩定性。

某一級公路在路基正常挖填施工中，發現K44+280～K45+500挖方段表層4m以下部分均為含白色礦物質粘土，經檢測為中膨脹土，不能滿足路基填筑質量要求。對此，施工單位采取摻石灰方法進行土質改良為填方路基合格土料，取得了良好的綜合效果。

1 利用土方填筑改良原因

某一級公路K34+280～K60+080（終點）段路床采用本樁挖方優質土土方利用填筑。其中K42+122～K45+500段屬于丘陵地段，路基挖方大于填方，路基挖方主要集中在K44+600～K45+500段；其中挖方25.3萬方、填方19萬方，挖余6萬多方。根據施工組織設計土方調配方案，本段土方采取本樁利用，挖余土方遠調至K35+788～K40+818段作為路基填方用料。

在K44+280～K45+500挖方段開挖4m后，經檢測本段土方為含蒙脫石成分的中膨脹土，無法直接用于路基填筑，必須經過適當的技術措施改性后才可用作路基填料。根據多次試驗分析總結該膨脹土改性3%可滿足93、94、96區路基施工技術要求。

2 摻石灰改良方案論證

2.1 摻石灰改良方案

摻石灰改良方案的工藝原理是膨脹土土料上路后，按照設計石灰劑量摻足消石灰，經粉碎、拌和、整平、碾壓后，利用熟石灰的結晶效應、熟石灰與土的長期火山灰效應及熟石灰的長期碳酸化效應，提高石灰-土體系的整體強度和穩定性。石灰改良膨脹土的強度在7d內增長最快，以后逐漸趨于穩定。本段膨脹土改性采用路拌法摻入3%石灰，采用灰土拌和機在路上沿線就地拌和混合料的路拌法施工方法，是直接將膨脹土填料運至需要填筑路基處，將其均勻攤鋪，再均勻地撒布石灰然后用路拌機直接在其上進行拌和，拌和均勻后進行平整、壓實的路基施工方法。路拌法是一項工藝成熟、施工簡便、采用廣泛的施工技術。

2.2 摻石灰改良方案經濟對比分析

確定一個施工方案不僅要從技術角度進行分析，還要從經濟方面進行分析對比，做到既保證工程質量又節約工程造價是最理想的方案。本項目該路段膨脹土改性采用路拌法摻石灰方案，技術上是切實可行的。在此對經濟性進行對比分析。采用此方案主要涉及利用土改良3%石灰土、土方挖棄、借土填方、借土回填5%石灰土、臨時征地等項目，各自單價、工程量、經濟對比分別如表1、表2所示。經對比分析，膨脹土改良方案比借土回填節約成本674萬元。故該路基膨脹土摻石灰改良方案經濟可行。

3 改良方案施工技術

3.1 標準試驗及現場灰土含水量、灰劑量和壓實度的確定方法

土料的最大干密度和最佳含水量按照“濕法擊實試驗”方法確定。即從現場第一次摻石灰燜料到碾壓完畢的施工周期內，室內標準擊實試驗的取樣、試樣制備均模擬現場施工過程進行，最后通過不同含水量試樣的擊實試驗得出擊實曲線，獲得最大干密度和最佳含水量，用于現場施工壓實度的檢測。

3.2 施工準備

嚴格審核圖紙并結合施工現場實際情況確定需要摻石灰處理的位置及處理面積，熟悉摻石灰處理施工工藝流程。試驗室確定合格的改良材料并做好相關實驗。

現場各部位完成施工放樣工作。修通通往作業現場的施工便道。施工作業需要的主要施工機具和材料到達施工現場。

對原材料質量嚴格把關是保證工程實體質量的重要環節。石灰消解后鈣鎂含量不低于50%。檢測不合格的材料不得用于工程。

3.3 施工技術要點

3.3.1 試驗路段

在進行正式施工之前，必須進行試驗施工作業。也就是進行小段落的按照擬采用的方案實際操作，取得大面積展開施工作業的相關基礎數據。通過試驗路段施工，確定能達到最大壓實干密度的松鋪厚度、壓實機械型號及組合、壓實速度及壓實遍數、沉降差等參數等。

3.3.2 施工放樣

根據設計圖紙參數、測量控制網點等，利用經過檢測校驗合格的全站儀等把路基的中線和兩側邊樁放出來，用竹樁、紅色顯目布條標示在已填筑、驗收合格的路基上，每隔10～20m部設一根樁。樁上標記出灰土的設計高程。endprint

3.3.3 上土、布灰

根據填筑作業工程量規模，計算出需要用土料的數量，以及每車土能夠填筑的面積范圍，將土料運至施工現場，按照事先劃分的網格盡量均勻上土卸料。上土后，先用推土機大致推平，然后用平地機整平，盡量保證厚度均勻、表面基本平整。

計算每平方米灰土需要的石灰用量和運灰車每車能夠運輸的數量，確定石灰擺放的縱橫間距并標出明確的標線。在土料整平后，將經集中堆放、燜好的石灰運到現場，用人工將均勻地鋪撒在標線范圍內。石灰攤鋪完后，表面不得有空白位置現象。

3.3.4 拌和

采用灰土拌和機進行路拌法施工（如圖1），灰土拌和機進行灰土拌和時，現場施工技術人員隨時拌和的深度進行檢查，每間隔5～10m挖驗一處。發現拌和深度不符合要求時，立即通知拌和機操作手對拌和深度進行調整。拌和深度以達到下承層5～10mm為宜，以使上、下層之間良好粘結成整體。

3.3.5 碾壓

灰土拌和符合要求后，用平地機粗平一遍，消除拌和產生的土埂、溝槽等。用振動壓路機穩壓1～2遍。然后再用平地機由外側起向內側刮平，使路基高程滿足要求。

土料整平、灰劑量檢測滿足設計要求后，開始碾壓作業，碾壓作業必須連續進行至達到規定規定的質量要求為止。本項目碾壓機械組合及遍數見表3。

碾壓時必須做到無漏壓、無死角和碾壓均勻。碾壓時，壓路機沿線路方向按照由邊緣向中間的順序進行碾壓，振動壓路機重疊40～50cm，三輪壓路機重疊后輪寬的一半，路基邊緣部分應重復碾壓2遍。

4 施工注意事項

施工期間做好臨時排水措施，保證每層路堤填筑面作成不小于2%的橫坡，且表面無坑洼積水現象；路基兩側設置臨時排水溝；若在碾壓前降雨，則快速整平碾壓1遍，以防雨水大量滲入土層。每層土方碾壓完畢并經驗收合格后，立即進行下層土方的填筑施工，以防碾壓好的土層失水干裂。碾壓成型的路基越冬時，要采取覆土保溫措施，覆土厚度不小于25cm，壓實度不小于80%。

5 結束語

對于一個技術方案的選取要結合工程實際，經過嚴格、周密的技術分析對比、經濟分析對比。方案首先必須要保證工程質量，在確保工程質量的前提下盡量做到節約工程造價，以期取得良好的綜合效果。文中某一級公路對膨脹土進行摻加3%石灰改良作為路基填料方案不僅保證了工程質量，還節約了大量的工程造價，綜合效果極其顯著，在類似情況工程項目中借鑒、推廣意義巨大。

參考文獻：

[1]邊加敏，蔣玲，王保田.石灰改良膨脹土路基施工控制參數[J].長安大學學報（自然科學版），2014，34（2）：51-58.

[2]王曉娟，崔宗軍.石灰改良膨脹土路堤施工中路拌操作要點分析[J].工程技術（文摘版），2016（7）：84.

[3]交通部公路科學研究院.JTG E40-2007，公路土工試驗規程[S].北京：人民交通出版社，2007.endprint