路基膨胀土路基处治施工技术分析

    李娟 王艳丽

    摘 要：自改革开放以来，我国公路建设规模不断扩大，基础设施投资力度不断加大，我国公路网基本完善。公路建设规模的不断扩大，越来越多公路工程修建在膨胀土地区。然而，膨胀土属于一种特殊性黏土，其具有强亲水性、多裂隙性、反复胀缩性等特性，若处理不好必将严重破坏工程质量，甚至产生巨大的经济损失。为此，必须重视膨胀土改性问题，采取措施提高膨胀土施工质量，为公路施工提供强有力的保障。

    关键词：路基工程;膨胀土;特征

    DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.25.302

    1 膨胀土的特征

    膨胀土也被叫做“胀缩性土”，土体在浸水之后，其体积将发生巨大变化，迅速膨胀。而失水之后，其体积同样会发生改变，将严重收缩变小，属于一种特殊的黏性土。在膨胀土内含有大量黏土矿物，如蒙脱石、伊利石等，因此属于强亲水性。若具有较大含水率，浸水之后，膨胀量和膨胀力则会有所下降，而当失水之后，则其收缩量和收缩力将会增大。也就是说，含水率大小，同样会影响膨胀土的收缩现状。一般来讲，在此类土上建设工程往往会具有极大危害性，若出现不当，甚至会出现严重损失。但随着社会经济的迅速发展，公路建设规模、里程均在不断增大，大量公路工程不得不修建于膨胀土地基之上。为了消除膨胀土的危害，需做好地表防渗、排水等工作，或直接挖除持力层范围内的膨胀土，回填砂等非膨胀土即可。

    2 工程概况

    某公路工程施工段起止桩号为K0+000～K17+506.65，总长度为17.507km。路线所经区域具有较为单一的地层结构，主要为三迭系中统个旧组上段、上第三系半成岩及第四系冲洪积与残坡积土层。本路段存在大量不良地质，如膨胀土、软土等。本工程全线填方171.145万m?，挖方178.223萬m?，因膨胀土为全线土质，不适应进行路基直接填筑施工。本路线弃土场共设置5个，为加大耕地保护，应进一步增加挖方弃方利用率，加快工程施工进度。通过检测利用生石灰对中、微膨胀土实施改良，用于填筑路基，可充分利用，降低弃方。为保证施工质量，试验段可选取K10+000～K11+000，选取生石灰改良膨胀土，1m为膨胀土填筑厚度。

    3 路基膨胀土填筑施工技术要点

    1）材料准备。施工前对多个取土场、部位、深度的膨胀土进行物理力学性能试验，以此对膨胀土的指标进行确定。主要试验内容为自由膨胀率、比重、天然含水量等。除此之外，还要取样检测石灰质量，如钙、镁含量等，并对其等级进行准确评定，如质量与施工规范规定不符，则不得使用，要求在二级以上控制石灰技术指标。一般在较高地势位置放置石灰，并接近水源，便于运输。石灰等级、类型不同需分别放置，特殊情况下进行隔墙砌筑，如存放时间过长需做好覆盖封存工作。除此之外，还应做好石灰加工工作，按照设计规定，需选取熟石灰进行膨胀土改良，施工前，需先消解、过筛石灰，并集中堆放、处理消解后的剩余料。严格按照配合比例的要求确定各项原材料用量，将误差值控制在条件允许范围之内，混合料拌制完成之后应对其各项性能指标进行检验，确保整体强度满足公路工程施工要求。由于公路工程施工周期相对较长，在此过程中还应当加强设备的保养及维护工作，定期检验设备使用性能，避免在施工中出现机械故障，不仅影响正常的施工进度，还可能会降低路面施工质量。

    2）基底清表。遵循施工互不干扰原理进行作业区段合理划分，本工程以100—200m作为区段划分长度，随后将基底表层杂物，如植被等清理干净，并做好临时排水系统，加强临时排水设施修建，避免水分浸泡、侵蚀路基结构，尽量利用原有水文及河道，减少对周边自然环境影响。取土场也应设置排水系统，将膨胀土含水率控制在合理范围之内，利用洒水或晾晒方式处理填筑材料，将其含水率调整至最佳。为使膨胀土结构达到紧密状态，填料粒径应尽量均匀，不宜存在粒径过大颗粒，在路拌施工过程中，必须保证填料搅拌均匀后方可进行碾压施工，有效提升路基强度。随后平整、碾压基底，待其质量检测合格后即可进行以下作业。

    3）施工放样。间隔20m进行一中桩放置，且按照本层高层将边桩准确放出。通过白灰打方格，以此对土方量加以控制，确定施工用量。

    4）上土、粗平。运输车辆以自卸车为准，粗平施工以推土机作为主要施工机械，根据20cm推平。弱膨胀土土厚度可通过人工挖坑方式进行厚度检测，保证在合理范围内加以控制。上土后通过推土机整平，避免夹层等问题产生。

    5）翻晒、粉碎。膨胀土含水率高于最佳含水量允许范围时，应及时采取科学有效的进行予以处理，本文以翻晒法为主，以此达到含水量减小的目的。粉碎、翻晒时可选取的机械设备主要包含铧犁、圆盘耙等，待其含水量满足设计要求后，可利用压路机将翻晒土封住，防止土内进入潮气，对翻晒效果造成严重影响。

    如膨胀土具有较高干硬强度，砂化土含水率满足设计要求后，拌和仍无法达到良好粉碎效果，这种情况下，应在掺灰前进行一次粉碎，提高粉碎效果，这样可达到颗粒径减小的作用。粉碎效果最佳状态时的含水率一般为28%左右，且在5cm以内控制颗粒径。拌和前可选取推土机进行整平，选取压路机进行适当静压施工。

    6）布灰拌和。拌和时可选用路拌机就地拌和，一般仅做小面积均匀拌和即可，因此必须确保布灰具有良好均匀度。土体平整施工后，应间隔3m进行方格打设，且按照含灰率，对各个方格内石灰用量加以确定，本工程为0.82m?。同时确定挂线高度，并向方格网内堆放材料，通过人工方式摊铺，堆放于方格网内灰料可选取木板耙均匀铺设。如施工当天风力在4级以上，不得进行布灰施工。施工过程中极易损失大量石灰内的有效钙镁含量，为确保石灰剂量与施工规范规定相符，掺入石灰量应高于设计要求1%左右。为降低补料难度，应遵循“宁高勿低”原则，摊铺石灰、土厚度，随后选取平地机将高出部分刮平。完成洒布石灰作业后，即可进行拌和施工，拌和深度应深入下承层2cm左右，且在50cm以上控制轮迹搭接宽度。指派专人做好检查工作，保证能够及时调整。待拌和料粒径满足设计要求后，石灰剂量可选取EDTA滴定法进行检测。如石灰剂量较少，则应进行石灰补充，随后再次进行拌和直至满足施工规定。

    7）填料平整。拌和灰土后，需选取平地机进行1遍粗平施工，保证表面基本平整，将土坎、沟槽等及时消除。随后进行2遍稳压，机械设备以振动压路机为准。按照“由外—内”顺序进行刮平，直到满足标高、平整度要求。并做出4%路拱，保证纵向平顺。

    8）碾压夯实。选取20t振动式压路机进行碾压施工，按照密实度系数标准、填土厚度等条件确定碾压遍数，以4到6遍作为碾压遍数。可遵循“两侧—中间、慢—快、轻压—静压—重压”原则施工，且在40cm以上控制两轮迹搭接宽度，2m以上控制两区段纵向搭接长度。一般可选取对接方式进行两工作段搭接。拌和前一段后，碾压预留长度控制在5到8m之间，碾压后一段时，可同时拌和前段预留部位。施工过程中，为避免损坏表层，不得在碾压后的土层上急转弯、刹车等。

    9）养生。完成下层施工前，无法进行上层及时铺筑时，需保湿养生暴露在表层的改良土，可选取洒水等方式进行养护，通常在7d以上控制养护期，保证路面表层始终湿润。

    4 结束语

    综上所述，在公路结构中，路基是最为关键的部位，其承载力的高低直接关系着公路工程建设的质量。膨胀土是一种不良地基土，在这个地基土上无法直接修筑路基，必须针对工程实际情况，合理选择措施，改良路基膨胀土，只有这样才能提高路基承载力，才能达到路基稳定的效果，这也是推进我国公路建设事业持续、健康发展的重要途径。

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