石灰改良膨脹土路基施工技術分析

趙先宇

摘 要：路基是公路工程重要構成部分，其承載力直接影響工程質量及使用年限。膨脹土路基壓縮量較高，強度低，不利于公路工程穩定性，必須結合公路工程實際情況，選取相應施工技術，切實提升路基施工質量。石灰改良膨脹土技術能夠對膨脹土路基進行有效處理，提高路基承載力。為此，本文在充分了解膨脹土特性的基礎上，結合某具體工程案例，對石灰改良膨脹土路基施工準備、技術要點進行了分析與探究。

關鍵詞：膨脹土；路基工程；特性

1 膨脹土特性分析

膨脹土主要由蒙脫石礦物成分組成，強親水性礦物質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堆積組成，從而形成三層型。根據層間水化離子的吸附水性，結構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。膨脹土和其他粘性土有很大的區別，具有強烈的吸水膨脹、失水收縮、易裂縫、易固結以及強度容易衰減等特性。在公路建設中必須處理好改性，避免對公路建設造成巨大損害。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分類最主要的因素。交通部門根據相關法律規定：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 石灰改良膨脹土路基施工準備

某公路路基第一合同段共有156萬m3粘土、弱膨脹土路基改良處理工程，其中121萬m3為主線段K23+075—K35+508.5所需處理量。根據工程建設所需，本工程選取5%石灰改良處理路床，原地面清理后，可選取3%石灰改良處理路堤。

2.1 施工機械準備

施工前應嚴格按照經濟性、協作性原理合理配置施工機械設備，本工程以200m作為作業區段長度，可配備穩定土路拌機、振動壓路機、平地機、推土機等。

2.2 材料準備

施工前對多個取土場、部位、深度的膨脹土進行物理力學性能試驗，以此對膨脹土的指標進行確定。主要試驗內容為自由膨脹率、比重、天然含水量等。除此之外，還要取樣檢測石灰質量，如鈣、鎂含量等，并對其等級進行準確評定，如質量與施工規范規定不符，則不得使用，要求在二級以上控制石灰技術指標。一般在較高地勢位置放置石灰，并接近水源，便于運輸。石灰等級、類型不同需分別放置，特殊情況下進行隔墻砌筑，如存放時間過長需做好覆蓋封存工作。除此之外，還應做好石灰加工工作，按照設計規定，需選取熟石灰進行膨脹土改良，施工前，需先消解、過篩石灰，并集中堆放、處理消解后的剩余料。

3 石灰改良膨脹土路基施工技術要點

3.1 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，通過原狀土的相關參數對各車生石灰的攤鋪面積進行準確計算，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攤鋪到各個方格內，并利用挖掘機進行3到4天挖土悶料。為確保土料含水量最佳化及產生土料“砂化”效果，要求通過挖掘機在悶料環節每天都進行1遍土料翻拌。

3.2 上土攤鋪

選取水平分層填筑法填筑路基，填筑是路基2側需多出30到50cm。按照土的壓實厚度、松鋪系數等進行各車土松鋪面積的確定，且將方格打在地面上，并有效控制方格內土的用量。運土一般都會選取自卸汽車，推土機攤鋪施工中應具有均勻性。

3.3 翻曬破碎

土料在第一次摻灰處理且攤鋪后，可及時翻曬、破碎土料。按照當天天氣情況進行翻曬，定時選取鏵犁翻耕土料，并進行土塊破碎施工。翻曬土料環節，要求對土料含水量進行定期測量，并對土塊破碎具體情況進行檢查及進行第二次摻灰時間的確定。

3.4 二次摻灰

第二次摻灰時間，以土料內土料粒徑在8cm以下且土料含水量為最佳值范圍內時進行施工。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進行壓實，隨后通過平地機做好整平工作，且根據壓實土層的實際干密度、厚度等技術指標對二次摻灰量、每車攤鋪面積加以準確確定，同第一次摻灰一樣，要求將方格打在地面上，且控制每車石灰攤鋪量，隨后通過人工結合平地機的方式均勻攤鋪石灰，確保其平整度。

3.5 粉碎拌和

均勻攤鋪、整平石灰材料后，需及時進行土料粉碎施工，選取的機械為穩定土拌和機。粉碎施工階段，要求指派專人對拌和機的拌和深度進行詳細檢測，防止素土夾層問題產生。除此之外，要求進行一次粉碎施工，就必須對土料的含水量、土顆粒分布情況進行一次檢測，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，土料粉碎后在對其石灰劑量、含水量進行測試時，相比設計石灰劑量，各個測點石灰劑量應多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范圍內，就可以實施整平、碾壓施工。當具有較低灰劑量，需進行石灰快速補充及拌和施工，當具有較高含水量時，可通過鏵犁不間斷地進行翻拌施工，以此達到含水量減小的目的。

3.6 穩壓整平

粉碎土料后，可選取光輪壓路機進行1遍穩壓施工，隨后按照相關規定通過平地機進行整平施工，其施工順序為從邊側到中間。整平施工中，需對土層厚度進行及時測量，且按照此時土料松鋪系數進行土層厚度合理化調整。進行頂層施工時，在穩壓、整平土層后需進行高程測量，且根據設計高程、土料松鋪系數等再次整平土料，直到土層各項條件與設計規定相符。

3.7 碾壓

完成土料整平作業后，需及時進行碾壓施工，應具有連續性，直到其能夠滿足規定壓實度、外觀質量。通過試驗段確定碾壓機械組合、遍數，各層土碾壓時間必須控制在12h小時以內。碾壓施工中，如表層含水量不足，出現松散問題，需及時進行水分補充，并保證材料與輪胎不產生粘結現象，隨后進行碾壓施工。如局部位置出現彈簧問題，應及時將彈簧土挖除，且回填質量合格的土料，并做好壓實施工。碾壓施工順序為從邊側逐步碾壓到中間位置，壓路機需進行40到50cm重疊，與其他位置相比，路基邊側位置應多進行2遍碾壓。

4 結束語

綜上所述，作為公路施工常見路基填料，膨脹土因其自身性特點，無法直接用于路基填筑施工。為保證路基填筑質量、提高路基強度及穩定性，必須選取科學有效的措施予以處理。選取石灰改良膨脹土，可有效提升工程施工質量、加快施工進度，縮短施工工期，具有良好社會、經濟效益。

參考文獻

[1]楊俊，許威，張國棟，唐云偉，陳紅萍.不同材料對宜昌弱膨脹土膨脹性的改良效果研究[J].信陽師范學院學報（自然科學版），2014（01）.