公路膨脹土施工技術(shù)探討

 公路膨脹土施工技術(shù)探討

　　摘 要：本文作者結(jié)合時(shí)間施工經(jīng)驗(yàn)，探討了公路膨脹土施工技術(shù)，供大家參考。

　　關(guān)鍵詞：公路,膨脹土,施工技術(shù),探討

　　高速公路工程的路基土石方數(shù)量巨大，在沿線土源缺乏，交通不便的情況下，外借土方將成為一大難題。因此，利用挖方作為路堤填方既方便施工又經(jīng)濟(jì)。某高速公路一標(biāo)段6.6km路基橋涵標(biāo)，路基土石方總量115萬(wàn)m3，挖方總量45萬(wàn)m3，其中30萬(wàn)m3為不良土。倘若把不良土全部挖除棄運(yùn)，如此一來(lái)，沿線大量的挖方和外運(yùn)棄土，不但工程施工成本大量增加且造成對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞。所以對(duì)挖方中的不良土進(jìn)行土質(zhì)改良，使改良后的土質(zhì)符合路基填筑用土施工規(guī)范要求，實(shí)為既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的選擇。

　　根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，該標(biāo)段挖方中不良土主要屬于弱膨脹土(自由膨脹率40%一65%)、數(shù)量較少的中等膨脹土(自由膨脹率65%一90%)。針對(duì)該標(biāo)段膨脹土的特點(diǎn)，項(xiàng)目部聯(lián)合業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計(jì)單位成立膨脹土土質(zhì)改良試驗(yàn)路段領(lǐng)導(dǎo)小組。在線路中選取80m作為試驗(yàn)路段，通過(guò)試驗(yàn)確定滲加穩(wěn)定劑(石灰)滲量、松鋪厚度、碾壓遍數(shù)等施工參數(shù)，驗(yàn)證膨脹土的施工工藝，最后確定了如下改良施工方案。

　　1 膨脹土的判定膨脹土的定義

　　膨脹土是指粘粒成份由強(qiáng)親水性礦物組成并具有顯著脹縮性的粘性土。

　　1.1 室外現(xiàn)場(chǎng)判定

　　1.1.1 裂隙發(fā)育，常有光滑面和擦痕，裂隙中充填灰白、灰綠色粘土;

　　1.1.2 在自然條件下土體呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài);

　　1.1.3 常見(jiàn)淺層塑性滑坡、地裂，新開(kāi)挖坑臂易發(fā)生坍塌。

　　1.2 室內(nèi)試驗(yàn)判別

　　1.2.1 膠粒含量(<2um)>15%或粘粒含量(<5um)>30%，膨脹土的礦物成份主要為粘土和碎屑，碎屑礦物中大部份為石英、長(zhǎng)石和云母，重礦物在膨脹土中含量極有限。粘土礦物是膨脹土細(xì)顆粒的主要組成物質(zhì)，在膨脹土中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此膨脹土具有“粘土特性”，俗語(yǔ)講的“雨天一身泥，睛天一團(tuán)糟”，也可稱(chēng)膨脹土為土質(zhì)極差的粘性土;

　　1.2.2 脹膨總率>0.7%(膨脹總率是指一定體積的膨脹土在一定條件下吸收水份體積增大量和一定體積的膨脹土體水分被自然蒸體積縮小量之差)脹縮總率能反映膨脹土的粘土礦物成份與結(jié)構(gòu)特征，在一定條件下，它是膨脹土比較穩(wěn)定的屬性指標(biāo)，同時(shí)也是公路工程中有實(shí)用價(jià)值的重要指標(biāo)。也可以作為膨脹土判別指標(biāo)之一;

　　1.2.3 土的塑性指數(shù)>18;液限>40%。

　　2 膨脹土直接填筑利用

　　在采用非膨脹性粘土包邊處理情況下，除滿(mǎn)足《路基施工規(guī)范》和設(shè)計(jì)文件要求外，又滿(mǎn)足下列條件的弱膨脹土，可通過(guò)調(diào)節(jié)含水量不需改良直接用于路堤90區(qū)的填筑。

　　2.1 CBR>3%;液限<60;

　　2.2 脹膨總率<2%;

　　2.3 根據(jù)沿線土料情況提前做好不良土和軟石、粗料砂性土按一定室內(nèi)配比試驗(yàn)，施工時(shí)可和軟石、粗粒砂性土等混合，汽車(chē)間隔卸土經(jīng)帶犁耙的推土機(jī)、平地機(jī)整平均勻后，混合土料碾壓在90區(qū);

　　2.4 對(duì)CBR介于2.0一3.0的弱膨脹土，直接填筑在%區(qū)時(shí)，調(diào)整最佳含水量偏濕2%-4%，CBR即可達(dá)到3%以上。(室內(nèi)外試驗(yàn)均已證明)

　　3 膨脹土改良后填筑利用

　　對(duì)于不能滿(mǎn)足上述①、②條件的膨脹土則需通過(guò)改良后才能用于路基填筑。

　　3.1 施工前準(zhǔn)備工作

　　3.1.1 正式施工前，應(yīng)對(duì)膨脹土取土場(chǎng)土質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，繪制挖方區(qū)地質(zhì)剖面圖，判別膨脹土的膨脹潛勢(shì)。

　　3.1.2 取土?xí)r不可避免的會(huì)與非膨脹土或強(qiáng)分化巖相混合，混合土的膨脹性會(huì)有所改善，但應(yīng)通過(guò)補(bǔ)做擊實(shí)試驗(yàn)以取得其真實(shí)壓實(shí)度控制指標(biāo)。

　　3.1.3 對(duì)于取土場(chǎng)也要進(jìn)行土質(zhì)調(diào)查，進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)確定借用好土的CBR值及壓實(shí)控制參數(shù)，土的CBR值及干容重需滿(mǎn)足規(guī)范規(guī)定的路堤相應(yīng)層位的要求。

　　3.1.4 路基施工前應(yīng)先做好截水溝、排水溝及防滲設(shè)施。路基用地范圍內(nèi)的垃圾、有機(jī)物殘?jiān)�及原地面以�?.3米內(nèi)的草皮、樹(shù)根、農(nóng)作物的根系和表土應(yīng)予清除。場(chǎng)地清完后應(yīng)壓路機(jī)全面進(jìn)行靜壓，壓實(shí)度應(yīng)達(dá)到85%以上重型標(biāo)準(zhǔn)。

　　3.2 路堤填筑

　　3.2.1 松鋪

　　不管是弱膨脹土、改良土或者是借用的非膨脹粘性土，其松鋪厚度均應(yīng)嚴(yán)格控制在30cm以?xún)?nèi)，松鋪厚度應(yīng)均勻一致，膨脹土層松鋪后必須用路拌機(jī)將大粒徑土打碎，使土的直徑不大于5cm，然后用平地機(jī)進(jìn)行平整，個(gè)別不平處用人工配合找平，避免出現(xiàn)壓實(shí)后土體厚度嚴(yán)重不平的現(xiàn)象，確保層間接觸良好，此外應(yīng)保持每層填土滿(mǎn)足規(guī)定的路拱坡度要求。弱膨脹土、改良土或者是借用的非膨脹粘性土包邊土一并填筑，同時(shí)進(jìn)行碾壓施工。

　　3.2.2 摻灰

　　對(duì)于夾層用石灰改性土部分，石灰摻量應(yīng)有嚴(yán)格的施工方法和控制措施，對(duì)整平與攪拌后的土層，根據(jù)測(cè)得的松鋪土層密度與厚度及摻灰比例，計(jì)算單位面積上應(yīng)攤鋪的生石灰量，然后稱(chēng)取石灰，人工撒鋪均勻�；彝帘壤�按石灰比干膨脹土重，初步定為摻灰量為4%。然后用路拌機(jī)充分拌和。拌和機(jī)應(yīng)先將拌和深度調(diào)整好，由兩側(cè)向中心拌和，每次拌和量應(yīng)重疊10一20cm，防止漏拌，先干拌一遍，然后視混合料的含水情況及碾壓時(shí)的含水量的控制要求(最佳含水量的+2%一科%范圍)，考慮拌和后碾壓前的水分蒸發(fā)，適當(dāng)晾曬和灑水，再進(jìn)行補(bǔ)充拌和，以達(dá)到混合料顏色一致，沒(méi)有灰條、灰團(tuán)和花面為止。摻灰施工時(shí)注意下列事項(xiàng):

　　3.2.2.1 石灰改良膨脹土層的膨脹土天然含水量較高，應(yīng)堅(jiān)持先晾曬、再用拌和機(jī)將大團(tuán)粒充分拌攪碎(粒徑感2cm)后摻灰、快壓實(shí)的原則，在條件允許的情況下土中摻灰后養(yǎng)生一天然后再用路拌機(jī)充分拌和一次，以利于石灰與土的化學(xué)反應(yīng)，消除或降低石灰土的早期脹縮變形，目的在于保證石灰反應(yīng)充分，增強(qiáng)路堤的后期強(qiáng)度和遇水后的強(qiáng)度。

　　3.2.2.2 鋪拌時(shí)應(yīng)隨時(shí)檢查拌和深度，嚴(yán)禁在底部留有素土夾層。

　　3.2.2.3 兩工作段的搭接部分，應(yīng)在前一段拌和后留5一8cm不進(jìn)行碾壓，待后一段施工時(shí)將前一段留下的未壓部分一起再進(jìn)行拌和。

　　3.2.2.4 拌和機(jī)械及其它機(jī)械不宜在已攤鋪的石灰土層上“調(diào)頭”。

　　3.2.3 碾壓施工

　　3.2.3.1 對(duì)已拌和均勻的混合料，應(yīng)按規(guī)定的檢驗(yàn)頻率JTJ057-94規(guī)定的方法檢驗(yàn)其石灰劑量。劑量低于設(shè)計(jì)的最佳含量，則應(yīng)補(bǔ)撒石灰，重新拌和均勻再經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行碾壓。

　　3.2.3.2 對(duì)填土層的松鋪厚度、平整度和含水量進(jìn)行檢查，符合要求后方可進(jìn)行碾壓。實(shí)踐證明，膨脹土在最佳含水量+l%一+4%范圍內(nèi)壓實(shí)，其工程質(zhì)量最佳。

　　3.2.3.3 碾壓施工的要求及注意事項(xiàng)

　　a.每層填土必須做2%～4%的雙向橫向排水坡，碾壓應(yīng)大致平整，并及時(shí)疏通排水溝，嚴(yán)防積水，當(dāng)天填筑必須當(dāng)天壓實(shí);

　　b.碾壓時(shí)直線段應(yīng)由兩側(cè)向中間推進(jìn)，小半徑曲線段應(yīng)由內(nèi)側(cè)向外側(cè)，縱向進(jìn)退式進(jìn)行，壓實(shí)路線對(duì)于輪碾應(yīng)縱向互相平行;前后相鄰區(qū)段應(yīng)重疊1-2m，應(yīng)做到無(wú)漏壓、無(wú)死角，確保碾壓均勻;

　　c.因施工不當(dāng)產(chǎn)生的土皮、土屑應(yīng)清理干凈。

　　3.2.3.4 碾壓質(zhì)量檢測(cè):

　　a.施工單位應(yīng)按規(guī)定在碾壓后及時(shí)對(duì)每層土進(jìn)行密度和含水量檢測(cè)，測(cè)試點(diǎn)的數(shù)量不應(yīng)少于規(guī)范要求，測(cè)試點(diǎn)應(yīng)隨機(jī)選取，以提高數(shù)據(jù)的可靠程度。

　　b.路基壓實(shí)度、CBR和彎沉等指標(biāo)符合((公路路基施工技術(shù)規(guī)范》(JGJ033一95)的規(guī)定。

　　c.碾壓后的路基外觀要求表面平整、無(wú)明顯輪跡、無(wú)松軟起皮、起皺現(xiàn)象。

　　4 膨脹土填筑施工幾個(gè)觀點(diǎn)及施工中應(yīng)注意的問(wèn)題

　　4.1 高含水量低密度，以這種標(biāo)準(zhǔn)控制的填土，其膨脹量小，強(qiáng)度衰減也小，但初期強(qiáng)度較低，收縮變形較大;

　　4.2 在最優(yōu)含水量下壓實(shí)到最大干密度，以此標(biāo)準(zhǔn)控制的壓實(shí)土在膨脹前后都具有較高的強(qiáng)度，較低的膨脹和收縮，以及較低的壓縮性和較高的抗剪強(qiáng)度等特性;

　　4.3 在比較高的含水量下壓實(shí)到較低的密實(shí)度，即在最優(yōu)含水量高2%一4%的情況下壓實(shí)到不小于路基要求的壓實(shí)度，這是壓實(shí)土具有比較高的初期強(qiáng)度和長(zhǎng)期強(qiáng)度，并且浸水后的膨脹量、膨脹力以及強(qiáng)度衰減都比較小;

　　4.4 設(shè)計(jì)填筑土料的含水量與塑限相近，其差在2%左右，并按適當(dāng)?shù)膲簩?shí)功求得相應(yīng)的最大干密度，一般認(rèn)為壓實(shí)膨脹土存在一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)土料的填筑含水量小于穩(wěn)定狀態(tài)含水量時(shí)，會(huì)在一定的條件下吸水趨于穩(wěn)定狀態(tài)，該穩(wěn)定狀態(tài)的含水量與土的性質(zhì)有關(guān)，常在塑限附近，同時(shí)也與土的受力狀態(tài)有關(guān)。

　　4.5 避開(kāi)雨季施工作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)排水，保證已填筑土方不被水浸泡。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 公路路基施工要點(diǎn)與質(zhì)量與控制.人民交通出版社

　　[2] 公路路基施工技術(shù)規(guī)范.(JGJ033一95)