公路工程膨脹土路基施工技術(shù)及質(zhì)量控制

李搖搖 荊杰

摘 要：在公路施工中，有時(shí)會(huì)不可避免地遇到沿線分布有不良土質(zhì)地段和土源，如膨脹土等，如何確保工程的穩(wěn)定與安全，是工程建設(shè)成敗的關(guān)鍵。膨脹土是一種分散性較高、脹縮性能大的特殊粘土，主要由親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石等礦物組成，它具有多裂隙性、超固結(jié)性和濕脹干縮等特性。若對(duì)其處治不當(dāng)，極易產(chǎn)生溜坍、滑坡等事故，還會(huì)產(chǎn)生收縮開(kāi)裂、松散、剝落等病害，而且病害一旦發(fā)生，將大大增加處理難度。為此，本文在充分了解膨脹土影響因素的基礎(chǔ)上，對(duì)公路工程膨脹土路基施工技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量控制進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：公路工程；膨脹土路基；質(zhì)量控制

一、膨脹土的影響因素

膨脹土是土中黏粒成分主要由親水性礦物組成同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。膨脹土的礦物成分主要是蒙脫石，為一種高塑性粘土，一般承載力較高。同時(shí)具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。常使建筑物產(chǎn)生不均勻的豎向或水平的脹縮變形造成位移、開(kāi)裂、傾斜甚至破壞。對(duì)膨脹土造成影響的主要因素包括以下幾點(diǎn)：

1、內(nèi)部因素。主要是指礦物成分及微觀結(jié)構(gòu)兩方面。礦物成分膨脹土含大量的活性粘土礦物如蒙脫石和伊利石尤其是蒙脫石比表面積大在低含水量時(shí)對(duì)水有巨大的吸力土中蒙脫石含量的多寡直接決定著土的脹縮性質(zhì)的大小。

微觀結(jié)構(gòu)這些礦物成分在空間上的聯(lián)結(jié)狀態(tài)也影響其脹縮性質(zhì)。經(jīng)對(duì)大量不同地點(diǎn)的膨脹土掃描電鏡分析得知面——面連接的疊聚體是膨脹土的一種普遍的結(jié)構(gòu)形式這種結(jié)構(gòu)比團(tuán)粒結(jié)構(gòu)具有更大的吸水膨脹和失水吸縮的能力。

2、外部因素。水分的遷移是控制土脹、縮特性的關(guān)鍵外在因素。因?yàn)橹挥型林写嬖谥赡墚a(chǎn)生水分遷移的梯度和進(jìn)行水分遷移的途徑才有可能引起土的膨脹或收縮。盡管某一種粘土具有潛在的較高的膨脹勢(shì)但如果它的含水量保持不變則不會(huì)有體積變化發(fā)生相反含水量的輕微變化哪怕只是1%～2%的量值實(shí)踐證明就足以引起有害的膨脹。因此判斷膨脹土的脹縮性指標(biāo)都是反映含水量變化時(shí)膨脹土的脹縮量及膨脹力大小的。

二、公路工程膨脹土路基施工要點(diǎn)分析

1、施工準(zhǔn)備

依照設(shè)計(jì)規(guī)定，施工前有效處理天然原地面、溝塘，檢測(cè)原材料的質(zhì)量，選用不同劑量灰土進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，按照具體施工現(xiàn)狀進(jìn)行作業(yè)區(qū)段的合理劃分，以100到200m作為各個(gè)作業(yè)區(qū)段。按照填土高度、分層填筑厚度等進(jìn)行各個(gè)區(qū)段壓實(shí)度、灰劑量位置填土層數(shù)的劃分及確定。

2、取土悶灰

選取生石灰作為取土悶灰的材料，要求施工前將土坑內(nèi)的雜物清理干凈，如地表耕直土、腐渣土等，隨后推平地表，通過(guò)原狀土的相關(guān)參數(shù)對(duì)各車(chē)生石灰的攤鋪面積進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，隨后將方格打在地面上，且利用人工的方式把生石灰均勻地?cái)備伒礁鱾€(gè)方格內(nèi)，并利用挖掘機(jī)進(jìn)行3到4天挖土悶料。為確保土料含水量最佳化及產(chǎn)生土料“砂化”效果，要求通過(guò)挖掘機(jī)在悶料環(huán)節(jié)每天都進(jìn)行1遍土料翻拌。

3、上土攤鋪

選取水平分層填筑法填筑路基，填筑是路基2側(cè)需多出30到50cm。按照土的壓實(shí)厚度、松鋪系數(shù)等進(jìn)行各車(chē)土松鋪面積的確定，且將方格打在地面上，并有效控制方格內(nèi)土的用量。運(yùn)土一般都會(huì)選取自卸汽車(chē)，推土機(jī)攤鋪施工中應(yīng)具有均勻性。

4、翻曬破碎

土料在第一次摻灰處理且攤鋪后，可及時(shí)翻曬、破碎土料。按照當(dāng)天天氣情況進(jìn)行翻曬，定時(shí)選取鏵犁翻耕土料，并進(jìn)行土塊破碎施工。翻曬土料環(huán)節(jié)，要求對(duì)土料含水量進(jìn)行定期測(cè)量，并對(duì)土塊破碎具體情況進(jìn)行檢查及進(jìn)行第二次摻灰時(shí)間的確定。

5、二次摻灰

第二次摻灰時(shí)間，以土料內(nèi)土料粒徑在8cm以下且土料含水量為最佳值范圍內(nèi)時(shí)進(jìn)行施工。選取消石灰作為第二次摻灰材料，施工前土層表面需選取輕型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，隨后通過(guò)平地機(jī)做好整平工作，且根據(jù)壓實(shí)土層的實(shí)際干密度、厚度等技術(shù)指標(biāo)對(duì)二次摻灰量、每車(chē)攤鋪面積加以準(zhǔn)確確定，同第一次摻灰一樣，要求將方格打在地面上，且控制每車(chē)石灰攤鋪量，隨后通過(guò)人工結(jié)合平地機(jī)的方式均勻攤鋪石灰，確保其平整度。

6、粉碎拌和

均勻攤鋪、整平石灰材料后，需及時(shí)進(jìn)行土料粉碎施工，選取的機(jī)械為穩(wěn)定土拌和機(jī)。粉碎施工階段，要求指派專(zhuān)人對(duì)拌和機(jī)的拌和深度進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，防止素土夾層問(wèn)題產(chǎn)生。除此之外，要求進(jìn)行一次粉碎施工，就必須對(duì)土料的含水量、土顆粒分布情況進(jìn)行一次檢測(cè)，直到土顆粒在5cm以上的材料含量在5%以下，及土顆粒在2cm以上的含量在20%以下即可。

與此同時(shí)，土料粉碎后在對(duì)其石灰劑量、含水量進(jìn)行測(cè)試時(shí)，相比設(shè)計(jì)石灰劑量，各個(gè)測(cè)點(diǎn)石灰劑量應(yīng)多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范圍內(nèi)，就可以實(shí)施整平、碾壓施工。當(dāng)具有較低灰劑量，需進(jìn)行石灰快速補(bǔ)充及拌和施工，當(dāng)具有較高含水量時(shí)，可通過(guò)鏵犁不間斷地進(jìn)行翻拌施工，以此達(dá)到含水量減小的目的。

7、穩(wěn)壓整平

粉碎土料后，可選取光輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍穩(wěn)壓施工，隨后按照相關(guān)規(guī)定通過(guò)平地機(jī)進(jìn)行整平施工，其施工順序?yàn)閺倪厒?cè)到中間。整平施工中，需對(duì)土層厚度進(jìn)行及時(shí)測(cè)量，且按照此時(shí)土料松鋪系數(shù)進(jìn)行土層厚度合理化調(diào)整。進(jìn)行頂層施工時(shí)，在穩(wěn)壓、整平土層后需進(jìn)行高程測(cè)量，且根據(jù)設(shè)計(jì)高程、土料松鋪系數(shù)等再次整平土料，直到土層各項(xiàng)條件與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。

8、碾壓

完成土料整平作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓施工，應(yīng)具有連續(xù)性，直到其能夠滿足規(guī)定壓實(shí)度、外觀質(zhì)量。通過(guò)試驗(yàn)段確定碾壓機(jī)械組合、遍數(shù)，各層土碾壓時(shí)間必須控制在12h小時(shí)以內(nèi)。碾壓施工中，如表層含水量不足，出現(xiàn)松散問(wèn)題，需及時(shí)進(jìn)行水分補(bǔ)充，并保證材料與輪胎不產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，隨后進(jìn)行碾壓施工。如局部位置出現(xiàn)彈簧問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)將彈簧土挖除，且回填質(zhì)量合格的土料，并做好壓實(shí)施工。碾壓施工順序?yàn)閺倪厒?cè)逐步碾壓到中間位置，壓路機(jī)需進(jìn)行40到50cm重疊，與其他位置相比，路基邊側(cè)位置應(yīng)多進(jìn)行2遍碾壓。

三、公路工程膨脹土路基施工質(zhì)量控制

1、壓實(shí)度檢測(cè)

壓實(shí)質(zhì)量是路基施工質(zhì)量管理最重要的內(nèi)在指標(biāo)之一，只有充分壓實(shí)，才能保證路基的強(qiáng)度、剛度、平整度以及使用壽命。現(xiàn)場(chǎng)用灌砂法分層檢測(cè)壓實(shí)度，只有檢驗(yàn)值合格后方能進(jìn)入下一道工序。若抽檢點(diǎn)壓實(shí)度均不合格，要求進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，或靜置1d后繼續(xù)碾壓，直至滿足規(guī)范要求為止。

2、原材料質(zhì)量控制

原材料主要有膨脹土和石灰，把好其質(zhì)量關(guān)是確保路基施工質(zhì)量的首要任務(wù)。、（1）膨脹土。為保證填土的質(zhì)量，要在來(lái)源土中取足夠代表性土樣進(jìn)行試驗(yàn)，獲取包括液塑限、塑性指數(shù)、重型擊實(shí)參數(shù)及膨脹性等基本參數(shù)，要求滿足規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)指標(biāo)值時(shí)方可使用。另外，當(dāng)土源變化時(shí)，應(yīng)增加對(duì)不同土場(chǎng)的土進(jìn)行檢驗(yàn)，且不同土源不得混用，以免填筑時(shí)內(nèi)部形成水囊或薄弱面。（2）石灰。石灰的質(zhì)量直接影響改良效果，應(yīng)抽樣檢驗(yàn)每一批進(jìn)場(chǎng)的石灰，測(cè)定其有效氧化鈣和氧化鎂的含量，因這兩個(gè)參數(shù)最能反映石灰的活性，不合格者不能采用。檢驗(yàn)合格的石灰應(yīng)盡快使用，盡量縮短存放時(shí)間，且存放期間一定要做好覆蓋防雨。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)公路建設(shè)投入不斷增多，公路施工建設(shè)過(guò)程中常常會(huì)遇到膨脹土，為減少其對(duì)公路質(zhì)量的危害，施工單位必須運(yùn)用科學(xué)的措施方法進(jìn)行膨脹土路基施工，只有這樣才能最大限度提升工程質(zhì)量。

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