公路路基膨脹土改良方法及施工質(zhì)量控制

王陽(yáng)

摘 要：在公路建設(shè)里程不斷增加的當(dāng)下，很多公路多修建在不良地基中，膨脹土就是其中的常見(jiàn)土壤。這種土壤具有特殊黏性，且容易風(fēng)化、裂隙較多，如果不妥善處理，很容易對(duì)工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。基于此，有必要加強(qiáng)路基膨脹土改良，不斷提升路基剛度與穩(wěn)定性，如此方能提升路基施工質(zhì)量，有效延緩工程壽命。

關(guān)鍵詞：膨脹土;改良方法;質(zhì)量控制

0 前言

當(dāng)前，解決膨脹土路用問(wèn)題的方法，主要包含物理、化學(xué)、生物等方法。受到地域差異等方面影響，工程性質(zhì)存在明顯差異，基于此，有必要合理使用膨脹土治理法，便于對(duì)膨脹土進(jìn)行合理改良。

1 膨脹土特點(diǎn)

膨脹土當(dāng)中含有伊利石、蒙脫石等礦物質(zhì)，遇到水會(huì)迅速膨脹，失去水時(shí)會(huì)出現(xiàn)干縮變形。再者，膨脹土具備較強(qiáng)的持水性、親水性、粘聚性、可塑性，力學(xué)性能不穩(wěn)定。結(jié)合膨脹率大小，能將其劃分成不同類型膨脹土，分類其間主要指標(biāo)包含液限、自由膨脹率、塑性指數(shù)等。

2 工程簡(jiǎn)述

某公路沿線斷續(xù)，且分布不同厚度的膨脹土，結(jié)合行業(yè)規(guī)范要求，路基填筑不能直接應(yīng)用膨脹土，如果不用這些土，則需要借用很多其他土，此時(shí)很容易導(dǎo)致資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。出于經(jīng)濟(jì)性視角考慮，工程使用生石灰對(duì)膨脹土進(jìn)行改良處理。

3 路基包邊處理方案

選用濃度為6%的生石灰改良填筑底封層和頂封層兩端膨脹土。因工程路基填筑高度為10 m內(nèi)，結(jié)合填筑高度對(duì)邊坡坡率進(jìn)行劃分，通常需要將填筑高度控制在6 m內(nèi)，此時(shí)可以選用1：1.25～1：1.5坡率，填筑高控制在6 m～10 m，選用1：1.5～1：1.75坡率，然后將平臺(tái)設(shè)為2 m。

3.1 低路堤包邊方案

結(jié)合當(dāng)前規(guī)定，若填筑高度為6 m內(nèi)，此時(shí)可以將其視為低路堤。結(jié)合上面分析，低路堤膨脹土路堤包邊可以使用1：1.25～1：1.5坡率，控制包邊厚4 m。控制頂與底層厚度為40 cm，為確保路堤順暢排水，應(yīng)設(shè)立邊溝與護(hù)坡道。

3.2 高路堤包邊方案

高路堤即填筑高度范圍在6 m～10 m，遵循上述要求，應(yīng)使用1：1.5～1：1.75坡率，遵循實(shí)際工程需求，合理設(shè)置平臺(tái)。控制包邊后為4 m，頂與底封層厚度40 cm，合理設(shè)置邊溝與坡道。

3.3 膨脹土地基處理方案

防排水結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)在路基與地基間，該結(jié)構(gòu)可防止雨水下滲，便于保持地基土濕度和變形間相互平衡。一般情況下，中弱性膨脹土經(jīng)過(guò)改良，即可用作路堤填筑，為確保路堤穩(wěn)定，為確保路堤穩(wěn)定，通常還會(huì)進(jìn)行邊坡加固處理。該工程膨脹土地基治理期間，應(yīng)加強(qiáng)填方與挖方地基處理。

4 公路路基膨脹土改良工藝

4.1 鋪土施工

（1）掛線放樣。結(jié)合地面高程與設(shè)計(jì)要求，放出邊、中樁，然后合理標(biāo)記層厚度，借助尼龍繩連接起來(lái)，便于對(duì)填筑厚與寬度進(jìn)行合理控制。再者，使用石灰石畫(huà)出7 m×8 m格子，方便填料攤鋪施工開(kāi)展。（2）填料運(yùn)輸。運(yùn)輸期間，可以讓挖掘機(jī)挖土，讓自卸車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸。按照畫(huà)格確定不同填筑層，控制厚度為30 cm，松鋪系數(shù)1.13。待計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，15 m3是各灰格松土方數(shù)量，也就是1各自卸車(chē)裝載量。施工期間，應(yīng)結(jié)合自卸車(chē)運(yùn)輸量進(jìn)行調(diào)整。（3）掛線攤鋪期間，應(yīng)認(rèn)真控制填料寬和厚度，借助推土機(jī)進(jìn)行推平，確保松鋪厚度在30 cm內(nèi)。（4）搗碎顆粒。上述操作結(jié)束后，如果內(nèi)部仍然含有大塊土，此時(shí)應(yīng)使用履帶破碎、碾壓，確保土塊顆粒粒徑比設(shè)計(jì)要求小。（5）檢測(cè)含水率。該過(guò)程可以檢測(cè)膨脹土當(dāng)中的含水量。結(jié)合當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)，填料初期含水量范圍20%～25%，該工程將酒精法作為測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，初期取土樣含水率22.5%。符合實(shí)際要求。

4.2 鋪灰處理

控制畫(huà)格5 m×5 m，然后將石灰鋪在土體填料中。控制松鋪厚度30 cm，鋪灰量為每格0.45 m3，然后使用推土機(jī)整平。再者，就大塊生石灰材料而言，可以使用履帶進(jìn)行破碎與碾壓，確保灰料粒徑大小符合設(shè)計(jì)要求。

4.3 路拌悶灰

結(jié)合工程實(shí)際，使用二次路拌悶灰處理法，等到悶灰結(jié)束后，可采用酒精法檢測(cè)改良土壤中含水率，確保含水率在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，從而有效滿足實(shí)際要求。

4.4 碾壓整平

碾壓操作過(guò)程如下：（1）粗整平。初期碾壓主要使用推土機(jī)整平，接著使用平地機(jī)修整，然后設(shè)立路拱，控制器在3% 左右。（2）靜碾壓。靜碾壓期間，使用光輪壓路機(jī)，控制碾壓次數(shù)在2次內(nèi)。（3）靜平。碾壓操作完成后，借助平地機(jī)開(kāi)展精平處理。（4）振動(dòng)碾壓。碾壓期間，按照一定原則施工，控制碾壓次數(shù)在4次左右，然后進(jìn)行光面碾壓。

4.5 包邊層施工

包邊層施工期間，應(yīng)先對(duì)改良后膨脹土進(jìn)行攤鋪處理，接著使用推土機(jī)、路拌機(jī)、平地機(jī)等進(jìn)行碾壓、路拌施工。如果土塊顆粒大小超過(guò)37.5 mm，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行多次路拌處理，確保粒徑大小符合設(shè)計(jì)要求。如果土塊顆粒大小小于37.5 mm，有必要將生石灰鋪在兩端包邊處，然后借助路拌機(jī)攪拌均勻，最終進(jìn)行碾壓操作處置。

5 公路路基膨脹土改良質(zhì)量管控措施

5.1 控制填筑土體含水率

路基膨脹土改良期間，若摻灰量條件最佳，初期含水率會(huì)影響改良土壤含水率情況，所以，應(yīng)先明確初期含水率，保證實(shí)際摻灰量，如此方能確保改良土符合含水率需求。文章借助模擬現(xiàn)場(chǎng)施工拌和法明確，膨脹土初始含水率，當(dāng)摻灰量達(dá)到6%時(shí)開(kāi)展試驗(yàn)，結(jié)合室內(nèi)認(rèn)真模擬試驗(yàn)，控制膨脹土初期含水率在23%左右，若含水率較大，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行晾曬與翻拌，保證施工連續(xù)開(kāi)展。

結(jié)合室內(nèi)外試驗(yàn)，即可確定工程膨脹土含水率，結(jié)合自然與施工等各項(xiàng)因素，即可控制含水率在20%左右。借助跟蹤檢測(cè)對(duì)土體含水率進(jìn)行改良，即可發(fā)現(xiàn)布點(diǎn)深度、路拌遍數(shù)等情況會(huì)對(duì)土體含水率產(chǎn)生影響。因此，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在不改變其他外界條件下，若路拌遍數(shù)為5遍左右，此時(shí)符合含水率要求。這里將酒精試驗(yàn)法為基準(zhǔn)，如果測(cè)點(diǎn)數(shù)量大于5點(diǎn)，測(cè)定深度在15 cm左右，測(cè)試時(shí)間在12 h內(nèi)，此時(shí)可以全面體現(xiàn)土體含水率。

5.2 控制改良土摻灰量

灰劑量會(huì)影響改良土強(qiáng)度參數(shù)，例如，常見(jiàn)的CBR與壓實(shí)度等，為了確保壓實(shí)度和工程需求相符，有必要合理控制灰劑量。摻入量和摻灰是否均勻都會(huì)對(duì)改良灰劑量產(chǎn)生影響。所以，施工期間，應(yīng)合理控制下面幾項(xiàng)工作。

（1）控制摻灰均勻性。結(jié)合工程實(shí)際，選用EDTA法隨機(jī)選擇土樣，判定路拌遍數(shù)能否對(duì)改良土摻灰均勻性產(chǎn)生影響。結(jié)合相關(guān)試驗(yàn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，若路拌遍數(shù)小于5，灰劑量有明顯離散性，這時(shí)均勻性較差。如果次數(shù)超過(guò)5遍，灰劑量離散性會(huì)不斷減少，這時(shí)均勻性較好。因此，應(yīng)控制施工路拌遍數(shù)超過(guò)5次。

（2）控制灰劑量。結(jié)合試驗(yàn)規(guī)定，通常可以選用直讀式鈣儀法，測(cè)試石灰劑量。由于工程在石灰劑量準(zhǔn)確性方面要求較高，因此選擇EDTA法更合理。若路拌遍數(shù)不變，增加灰劑量影響因素，單純分析養(yǎng)護(hù)時(shí)間，從試驗(yàn)結(jié)果了解到，若養(yǎng)護(hù)時(shí)間一定，隨著摻灰量的變化，EDTA消耗溶液存在較大差異。因此，借助溶液消耗量即可判定設(shè)計(jì)摻灰量。若灰劑量數(shù)量相同，伴隨養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加，溶液消耗量不斷減少，尤其在養(yǎng)護(hù)前3天，消耗量很快，這表明控制灰劑量期間，應(yīng)結(jié)合齡期效應(yīng)，與設(shè)計(jì)灰劑量相比，若檢測(cè)灰劑量很低，此時(shí)應(yīng)進(jìn)行加灰處理。相反，應(yīng)增加路拌遍數(shù)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上，膨脹土具備脹縮顯著與多裂隙等特點(diǎn)，如果處置不合理，很容易對(duì)公路工程質(zhì)量產(chǎn)生影響。當(dāng)前，常用處理防范包含物理、生物、化學(xué)處置法。石灰改良膨脹土作為其中常見(jiàn)法，該方法處置效果好，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1]王友濤.分析高速公路石灰改良膨脹土路基施工技術(shù)[J].低碳世界，2019，9（10）：220-221.

[2]李紅麗.淺談高速公路工程中膨脹土路基的施工工藝[J].黑龍江科技信息，2016（10）：208.

[3]柳天杰，張凱，劉坤.有荷條件下石灰改良膨脹土物理性能試驗(yàn)研究[J].人民長(zhǎng)江，2015（12）：68-71.