公路工程石灰改良膨脹土路基施工措施

張留濤

摘 要：膨脹土作為常見土質(zhì)結(jié)構(gòu)，力學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，遇到外界水分會(huì)產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，影響路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，必須對(duì)其進(jìn)行改良處理。通過摻入石灰的方式能夠改善原有土體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)膨脹土耐久性。在具體施工操作過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)質(zhì)量控制措施，減少潛在質(zhì)量隱患，切實(shí)提升路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及承載能力，延長公路工程使用壽命。

關(guān)鍵詞：石灰;膨脹土;施工工藝

中圖分類號(hào)：U416.167 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 膨脹土的特征

膨脹土也被叫做“脹縮性土”，土體在浸水之后，其體積將發(fā)生巨大變化，迅速膨脹。而失水之后，其體積同樣會(huì)發(fā)生改變，將嚴(yán)重收縮變小，屬于一種特殊的黏性土。在膨脹土內(nèi)含有大量黏土礦物，如蒙脫石、伊利石等，因此屬于強(qiáng)親水性。若具有較大含水率，浸水之后，膨脹量和膨脹力則會(huì)有所下降，而當(dāng)失水之后，則其收縮量和收縮力將會(huì)增大。也就是說，含水率大小，同樣會(huì)影響膨脹土的收縮現(xiàn)狀。一般來講，在此類土上建設(shè)工程往往會(huì)具有極大危害性，若處理不當(dāng)，甚至?xí)霈F(xiàn)嚴(yán)重?fù)p失。但隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路建設(shè)規(guī)模、里程均在不斷增大，大量公路工程不得不修建于膨脹土地基之上。為了消除膨脹土的危害，需做好地表防滲、排水等工作，或直接挖除持力層范圍內(nèi)的膨脹土，回填砂等非膨脹土即可。

2 工程概況

某公路工程全長34.2 km，部分路段分布著厚薄不均的膨脹土，多為中、弱等膨脹性。集中分布于K26+000K～K26

+800段、k28+300～k28+700段等路段，多為挖方路基，共計(jì)62.3萬方。經(jīng)檢測(cè)可知，此類土具有較高自由膨脹率及液限。按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，在路基填筑施工中，不允許直接采用膨脹土用于施工，若廢棄不使用，將大大增加外運(yùn)成本及借土量，甚至?xí)a(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。基于上述因素，為滿足生態(tài)環(huán)保工程建設(shè)目標(biāo)，決定對(duì)膨脹土實(shí)施改良處理。

3 石灰改良膨脹土路基施工準(zhǔn)備

3.1 施工機(jī)械準(zhǔn)備

施工前應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)性、協(xié)作性原理合理配置施工機(jī)械設(shè)備，本工程以200 m作為作業(yè)區(qū)段長度，可配備穩(wěn)定土路拌機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、平地機(jī)、推土機(jī)等。

3.2 材料準(zhǔn)備

施工前對(duì)多個(gè)取土場、部位、深度的膨脹土進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)，以此對(duì)膨脹土的指標(biāo)進(jìn)行確定。主要試驗(yàn)內(nèi)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(cè)石灰質(zhì)量，如鈣、鎂含量等，并對(duì)其等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定，如質(zhì)量與施工規(guī)范規(guī)定不符，則不得使用，要求在二級(jí)以上控制石灰技術(shù)指標(biāo)。一般在較高地勢(shì)位置放置石灰，并接近水源，便于運(yùn)輸。按石灰等級(jí)、類型不同需分別放置，特殊情況下進(jìn)行隔墻砌筑，如存放時(shí)間過長需做好覆蓋封存工作。

4 石灰改良膨脹土路基施工工藝

4.1 測(cè)量放樣

依據(jù)復(fù)測(cè)獲取的導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)據(jù)，利用GPS等設(shè)備將路線中樁放出，按照路線中樁填筑高度等將路基邊緣、邊溝等部位準(zhǔn)確定位，并復(fù)核用地寬度，進(jìn)行橫斷面測(cè)量及繪制，同時(shí)做好現(xiàn)場開挖界限的確定。

4.2 填前處理

填筑路基前，需清理干凈場地內(nèi)的所需雜物，如有機(jī)物殘?jiān)⒂倌嗟龋⒃跅壨翀鰞?nèi)堆放。隨后選取推土機(jī)進(jìn)行表土清理。要求在1：5以內(nèi)控制路基原地面坡度，隨后選取壓路機(jī)碾壓原地表，且在90%以上控制壓實(shí)度。

4.3 原地表下封層施工

選取碎石土用于下封層，其特點(diǎn)為高強(qiáng)度、易壓實(shí)及透水性良好等。根據(jù)施工實(shí)際情況，可分2層進(jìn)行施工，25 cm為各層厚度。

（1）攤鋪及整平。根據(jù)路面平行線進(jìn)行填方路基分層攤鋪施工，并做好填土標(biāo)高控制。以30 cm以內(nèi)合理控制攤鋪厚度，為保證路基邊緣壓實(shí)度，在路基鋪筑時(shí)，相比路基兩側(cè)，實(shí)際填筑需多出50 cm以上，嚴(yán)禁產(chǎn)生貼坡現(xiàn)象。推土機(jī)粗平后，選用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行一遍靜壓施工，隨后在選取平地機(jī)進(jìn)行精平。

（2）碾壓施工。完成上述作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓施工，機(jī)械以振動(dòng)壓路機(jī)、重型光輪壓路機(jī)為主，并按照“輕—重、慢—快”順序施工，完成碾壓作業(yè)后，其壓實(shí)度需滿足設(shè)計(jì)要求值，且保證無明顯輪跡。

4.4 改良膨脹土施工

選取路拌法進(jìn)行改良膨脹土施工，具體施工流程如下：

（1）在路基填筑各個(gè)作業(yè)段連接部位，可根據(jù)1：1坡度在先填路段分層留設(shè)臺(tái)階。按照實(shí)測(cè)高程、土灰配合比進(jìn)行計(jì)算，以此獲取具體用土量，根據(jù)運(yùn)輸車車輛裝載量，將方格劃于原地表。為滿足計(jì)量的準(zhǔn)確性，應(yīng)選用基本相同的裝土數(shù)量。要求卸土嚴(yán)格按照方格實(shí)施，防止土量過多過少，為均勻攤鋪提供方便。

（2）根據(jù)施工現(xiàn)狀，本工程選取袋裝生石灰用于本試驗(yàn)段施工。袋裝生石灰攤鋪前，需在素土上按照摻灰用量將方格準(zhǔn)確打出，以此進(jìn)行生石灰用量的合理控制。按照配合比將各個(gè)方格灰劑量計(jì)算出來，并按照灰用量進(jìn)行生石灰擺放。生石灰撒布時(shí)可選取人工方式均勻?yàn)⒉迹ＷC攤鋪均勻。

（3）完成生石灰撒布作業(yè)后，可通過路拌機(jī)進(jìn)行施工，拌和過程中，必須對(duì)其厚度進(jìn)行隨時(shí)檢查，拌和機(jī)需向下一層1 cm～2 cm深打入，避免產(chǎn)生素土夾層現(xiàn)象。拌和施工中，需對(duì)生石灰土含水量、劑量進(jìn)行詳細(xì)檢查，保證其質(zhì)量符合施工規(guī)定。

（4）均勻拌和混合料后，需通過人工方式，找平坑洼部位，隨后進(jìn)行一遍排壓施工。按照1.18松鋪系數(shù)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，通過木樁控制其標(biāo)高，隨后通過平地機(jī)進(jìn)行整平施工。

（5）初步整型后，混合料滿足最佳含水量需求時(shí)，即可進(jìn)行碾壓施工。如表面含水量小，干燥程度高，需適量灑水保濕。碾壓過程中，需選取振動(dòng)壓路機(jī)先進(jìn)行2遍小振施工，隨后進(jìn)行大振碾壓，直到壓實(shí)度與設(shè)計(jì)要求相符，最終以一遍靜壓結(jié)束，直到表面輪跡不再顯著。碾壓施工后，應(yīng)對(duì)其壓實(shí)度進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，如與設(shè)計(jì)要求不符，需再次進(jìn)行壓實(shí)，直到滿足設(shè)計(jì)要求。碾壓時(shí)，應(yīng)先碾壓兩側(cè)再進(jìn)行中間部位施工。按照縱向進(jìn)退式進(jìn)行壓路機(jī)運(yùn)行，且在每小時(shí)4 km以內(nèi)控制其運(yùn)行速度。一般壓路機(jī)橫向輪跡重疊寬度可控制在0.5 m左右，相鄰前后2段縱向重疊寬度可控制1.5 m左右，以此做到碾壓無死角。碾壓施工中，嚴(yán)禁任意轉(zhuǎn)彎、調(diào)頭。

根據(jù)碾壓工序要求，要求先選取振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行1遍靜壓施工，隨后選取振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行1遍輕振施工，最后選取振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行3遍重振。兩側(cè)邊緣位置碾壓遍數(shù)可適當(dāng)增加，如出現(xiàn)松散、起皮等問題，需將該部位及時(shí)挖除。完成上述作業(yè)后，需在7d以上控制養(yǎng)生時(shí)間，此階段需封閉交通，如分層連續(xù)施工可進(jìn)行上層直接施工。

4.5 雨季路基施工

根據(jù)氣象預(yù)報(bào)情況，做好雨季施工安排。雨季施工工作面需合理控制，可選取分段、分片、分期的方式完成施工。填筑路基時(shí)，需完善排水、防水系統(tǒng)，采取行之有效的措施及時(shí)排除地面水。填筑路基時(shí)，需將橫坡2%～4%設(shè)置到各層表面，以此便于排水。在路堤路肩位置完成填筑施工后，需進(jìn)行縱向臨時(shí)擋水土埂設(shè)置，間隔相應(yīng)距離需進(jìn)行出水口、排水槽設(shè)置，為雨水排除提供便利。雨季填筑路基時(shí)，如路基在降雨前沒有完成填筑、碾壓施工，需在雨后需先翻除，再次進(jìn)行鋪筑、碾壓施工。

5 結(jié)束語

綜上所述，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，我國各地公路工程建設(shè)投資越來越大，公路工程建設(shè)對(duì)地基要求較高。在多種因素作用下，大量公路工程不得不修建在膨脹土地基之上。膨脹土地基普遍存在強(qiáng)度小、穩(wěn)定性差等問題。若膨脹土地基處理不好，將無法滿足路基承載力等要求，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量隱患。為此，必須采用科學(xué)、有效的方法進(jìn)行有效處理。膨脹土填芯路基施工，要求先通過水泥改良膨脹土，在此基礎(chǔ)上，才能用于施工，才能保證路基穩(wěn)定，最終提高工程質(zhì)量。

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