公路膨胀土施工技术探讨

李辉

摘要：本文作者结合时间施工经验，探讨了公路膨胀土施工技术，供大家参考。

关键词：公路；膨胀土；施工技术；探讨

Abstract: Combined with the author's practical construction experience, this paper explores the highway expansive soil construction technology, for your reference.

Keywords: highway; expansive soil; construction technology; discuss

中图分类号：TU475+.5文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

高速公路工程的路基土石方数量巨大，在沿线土源缺乏，交通不便的情况下，外借土方将成为一大难题。因此，利用挖方作为路堤填方既方便施工又经济。某高速公路一标段6.6km路基桥涵标，路基土石方总量115万m3，挖方总量45万m3，其中30万m3为不良土。倘若把不良土全部挖除弃运，如此一来，沿线大量的挖方和外运弃土，不但工程施工成本大量增加且造成对自然生态环境的破坏。所以对挖方中的不良土进行土质改良，使改良后的土质符合路基填筑用土施工规范要求，实为既经济又环保的选择。

根据地质勘察报告和现场取样试验，该标段挖方中不良土主要属于弱膨胀土(自由膨胀率40%一65%)、数量较少的中等膨胀土(自由膨胀率65%一90%)。针对该标段膨胀土的特点，项目部联合业主、监理及设计单位成立膨胀土土质改良试验路段领导小组。在线路中选取80m作为试验路段，通过试验确定渗加稳定剂(石灰)渗量、松铺厚度、碾压遍数等施工参数，验证膨胀土的施工工艺，最后确定了如下改良施工方案。

1 膨胀土的判定膨胀土的定义

膨胀土是指粘粒成份由强亲水性矿物组成并具有显著胀缩性的粘性土。

1.1 室外现场判定

1.1.1 裂隙发育，常有光滑面和擦痕，裂隙中充填灰白、灰绿色粘土；

1.1.2 在自然条件下土体呈坚硬或硬塑状态；

1.1.3 常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑臂易发生坍塌。

1.2 室内试验判别

1.2.1 胶粒含量(<2um)>15%或粘粒含量(<5um)>30%，膨胀土的矿物成份主要为粘土和碎屑，碎屑矿物中大部份为石英、长石和云母，重矿物在膨胀土中含量极有限。粘土矿物是膨胀土细颗粒的主要组成物质，在膨胀土中占有绝对优势，因此膨胀土具有“粘土特性”，俗语讲的“雨天一身泥，睛天一团糟”，也可称膨胀土为土质极差的粘性土；

1.2.2 胀膨总率>0.7%(膨胀总率是指一定体积的膨胀土在一定条件下吸收水份体积增大量和一定体积的膨胀土体水分被自然蒸体积缩小量之差)胀缩总率能反映膨胀土的粘土矿物成份与结构特征，在一定条件下，它是膨胀土比较稳定的属性指标，同时也是公路工程中有实用价值的重要指标。也可以作为膨胀土判别指标之一；

1.2.3 土的塑性指数>18;液限>40%。

2 膨胀土直接填筑利用

在采用非膨胀性粘土包边处理情况下，除满足《路基施工规范》和设计文件要求外，又满足下列条件的弱膨胀土，可通过调节含水量不需改良直接用于路堤90区的填筑。

2.1 CBR>3%;液限<60;

2.2 胀膨总率<2%;

2.3 根据沿线土料情况提前做好不良土和软石、粗料砂性土按一定室内配比试验，施工时可和软石、粗粒砂性土等混合，汽车间隔卸土经带犁耙的推土机、平地机整平均匀后，混合土料碾压在90区；

2.4 对CBR介于2.0一3.0的弱膨胀土，直接填筑在%区时，调整最佳含水量偏湿2%-4%，CBR即可达到3%以上。(室内外试验均已证明)

3 膨胀土改良后填筑利用

对于不能满足上述①、②条件的膨胀土则需通过改良后才能用于路基填筑。

3.1 施工前准备工作

3.1.1 正式施工前，应对膨胀土取土场土质进行调查，绘制挖方区地质剖面图，判别膨胀土的膨胀潜势。

3.1.2 取土时不可避免的会与非膨胀土或强分化岩相混合，混合土的膨胀性会有所改善，但应通过补做击实试验以取得其真实压实度控制指标。

3.1.3 对于取土场也要进行土质调查，进行相关试验确定借用好土的CBR值及压实控制参数，土的CBR值及干容重需满足规范规定的路堤相应层位的要求。

3.1.4 路基施工前应先做好截水沟、排水沟及防渗设施。路基用地范围内的垃圾、有机物残渣及原地面以下0.3米内的草皮、树根、农作物的根系和表土应予清除。场地清完后应压路机全面进行静压，压实度应达到85%以上重型标准。

3.2 路堤填筑

3.2.1 松铺

不管是弱膨胀土、改良土或者是借用的非膨胀粘性土，其松铺厚度均应严格控制在30cm以内，松铺厚度应均匀一致，膨胀土层松铺后必须用路拌机将大粒径土打碎，使土的直径不大于5cm，然后用平地机进行平整，个别不平处用人工配合找平，避免出现压实后土体厚度严重不平的现象，确保层间接触良好，此外应保持每层填土满足规定的路拱坡度要求。弱膨胀土、改良土或者是借用的非膨胀粘性土包边土一并填筑，同时进行碾压施工。

3.2.2 掺灰

对于夹层用石灰改性土部分，石灰掺量应有严格的施工方法和控制措施，对整平与搅拌后的土层，根据测得的松铺土层密度与厚度及掺灰比例，计算单位面积上应摊铺的生石灰量，然后称取石灰，人工撒铺均匀。灰土比例按石灰比干膨胀土重，初步定为掺灰量为4%。然后用路拌机充分拌和。拌和机应先将拌和深度调整好，由两侧向中心拌和，每次拌和量应重叠10一20cm，防止漏拌，先干拌一遍，然后视混合料的含水情况及碾压时的含水量的控制要求(最佳含水量的+2%一科%范围)，考虑拌和后碾压前的水分蒸发，适当晾晒和洒水，再进行补充拌和，以达到混合料颜色一致，没有灰条、灰团和花面为止。掺灰施工时注意下列事项:

3.2.2.1 石灰改良膨胀土层的膨胀土天然含水量较高，应坚持先晾晒、再用拌和机将大团粒充分拌搅碎(粒径感2cm)后掺灰、快压实的原则，在条件允许的情况下土中掺灰后养生一天然后再用路拌机充分拌和一次，以利于石灰与土的化学反应，消除或降低石灰土的早期胀缩变形，目的在于保证石灰反应充分，增强路堤的后期强度和遇水后的强度。

3.2.2.2 铺拌时应随时检查拌和深度，严禁在底部留有素土夹层。

3.2.2.3 两工作段的搭接部分，应在前一段拌和后留5一8cm不进行碾压，待后一段施工时将前一段留下的未压部分一起再进行拌和。

3.2.2.4 拌和机械及其它机械不宜在已摊铺的石灰土层上“调头”。

3.2.3 碾压施工

3.2.3.1 对已拌和均匀的混合料，应按规定的检验频率JTJ057-94规定的方法检验其石灰剂量。剂量低于设计的最佳含量，则应补撒石灰，重新拌和均匀再经检验合格后方可进行碾压。

3.2.3.2 对填土层的松铺厚度、平整度和含水量进行检查，符合要求后方可进行碾压。实践证明，膨胀土在最佳含水量+l%一+4%范围内压实，其工程质量最佳。

3.2.3.3 碾压施工的要求及注意事项

a.每层填土必须做2%～4%的双向横向排水坡，碾压应大致平整，并及时疏通排水沟，严防积水，当天填筑必须当天压实;

b.碾压时直线段应由两侧向中间推进，小半径曲线段应由内侧向外侧，纵向进退式进行，压实路线对于轮碾应纵向互相平行;前后相邻区段应重叠1-2m，应做到无漏压、无死角，确保碾压均匀;

c.因施工不当产生的土皮、土屑应清理干净。

3.2.3.4 碾压质量检测:

a.施工单位应按规定在碾压后及时对每层土进行密度和含水量检测，测试点的数量不应少于规范要求，测试点应随机选取，以提高数据的可靠程度。

b.路基压实度、CBR和弯沉等指标符合((公路路基施工技术规范》(JGJ033一95)的规定。

c.碾压后的路基外观要求表面平整、无明显轮迹、无松软起皮、起皱现象。

4 膨胀土填筑施工几个观点及施工中应注意的问题

4.1 高含水量低密度，以这种标准控制的填土，其膨胀量小，强度衰减也小，但初期强度较低，收缩变形较大;

4.2 在最优含水量下压实到最大干密度，以此标准控制的压实土在膨胀前后都具有较高的强度，较低的膨胀和收缩，以及较低的压缩性和较高的抗剪强度等特性;

4.3 在比较高的含水量下压实到较低的密实度，即在最优含水量高2%一4%的情况下压实到不小于路基要求的压实度，这是压实土具有比较高的初期强度和长期强度，并且浸水后的膨胀量、膨胀力以及强度衰减都比较小；

4.4 设计填筑土料的含水量与塑限相近，其差在2%左右，并按适当的压实功求得相应的最大干密度，一般认为压实膨胀土存在一个稳定状态，当土料的填筑含水量小于稳定状态含水量时，会在一定的条件下吸水趋于稳定状态，该稳定状态的含水量与土的性质有关，常在塑限附近，同时也与土的受力状态有关。

4.5 避开雨季施工作业，加强现场排水，保证已填筑土方不被水浸泡。

参考文献：

[1] 公路路基施工要点与质量与控制.人民交通出版社

[2] 公路路基施工技术规范.(JGJ033一95)