高速公路膨胀土路基的施工处理技术.doc

1、高速公路膨胀土路基的施工处理技术摘要：本文根据自身对膨胀土路基的认识，并结合工程实例，对高速公路膨胀土路基施工处理技术作一些探讨。 关键词：高速公路 膨胀土 路基 施工 膨胀土是指粘粒成份主要由强条水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土。在广西地区分布较为广泛。为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全、舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。 一、膨胀土在公路建设中的影响简述 膨胀土指具备了较高的吸水性，在吸水后明显膨胀但水分失去后又明显收缩的高液限粘土。膨胀土主要矿物成分是蒙脱石，它是高塑性粘土，本身的承载力较大，但因具备吸水后膨胀、失水后收缩、反复胀缩

2、导致变形、浸水后承载力明显减少等特殊性质，导致其性质特别不稳定。膨胀土通常会使建筑物发生不均匀的竖直方向或者是水平方向的膨胀、收缩或变形，导致建筑物位置移动、发生开裂和倾斜等不良影响，而且这些现象出现频率高。膨胀土多位于我国的河北、河南、广东、山东、山西、云南、湖北、安徽、江苏等地。膨胀土作为特殊的土质，在进行公路建设时，常用换土、改善土性、预先浸水及控制含水量等对策应对。 二、膨胀土路基基本的处理方法 公路工程中的膨胀土处理主要涉及三方面的内容：膨胀土边坡稳定及防护；膨胀土隧道的支护与衬砌问题；膨胀土路基的处理。一般来说，膨胀土路基处理方法有如下三种：换土、湿度控制、改性处理。 1、换土 换

3、土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。顾名思义换土就是挖除膨胀土，换填非膨胀土或沙砾土，换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度称之为临界深度，该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界含水量。由于各地的气候不同，各地膨胀土的临界深度和临界含水量也有所不同。换土深度要考虑受地面降水影响而使土体含水量急剧变化的深度，基本上在 12m，即强膨胀土为 2m，中、弱膨胀土为11.5m，具体换土深度要根据调查后的临界深度来确定。 2、湿度控制 湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水

4、量受外界大气的影响需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气直接接触，尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法，用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡。 3、改性处理 化学固化就是利用石灰、水泥或其它固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说：石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶

5、作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；NCS 固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。在以往的膨胀土地基处理中已有过许多成功的先例，利用这种处理方法的成败主要取决于固化材料的技术指标和施工工艺。 三、膨胀土路基处理施工技术 在广西某高速公路施工中，针对膨胀土的物理性质及力学性质，在施工中采用改性处理的方法。根据设计要求，膨胀土的改良采用生石灰改良，石灰的剂量为 5%（质量比） 。改良处理后的改良土胀缩总率不应大于 0.7，自由膨胀率不大于 40%。改良膨胀土路基施工应分段进行施工，分段施工长度不宜大于

6、 200m，路基施工工序应紧密衔接，连续施工。其施工要点如下： 1、原地面翻犁、晾晒 原地表耕植土清除结束后，进行整平，试验室检测 50cm 厚度内原状土的含水量。50cm 对内原状土分两层进行掺灰处理，先用挖掘机将原地面 25cm 原状土挖运至两边，测挖运后土的含水量，如果含水量大于最佳含水量 3%，用铧犁配合旋耕机翻晒至接近最佳含水量 3%。 2、测量放线 在已确定的路基上恢复中线，测设边桩，在中线上每 20m 设桩，并在路基两侧边缘外设指示桩。然后用水准测量原地面标高，确定翻松深度。 3、备石灰 石灰采用在处理地段附近石灰场集中堆放。从附近选取无污染水进行消解石灰。生石灰在使用前 7 天

7、已充分消解，消解后报试验室自检钙镁含量，合格后方可进行下一道工序。存放施工过程中石灰保持一定的湿度，以防止造成粉尘飞扬，污染环境。 4、掺灰拌合 （1）土层方量计算。素土填筑至路基经摊铺整平后，由试验人员采用灌砂法按每 100?一个点测出该土层的平均干密度 ，测量人员测出土层的摊铺面积 S 及厚度 h，根据以上数据计算出土的总重量：G1=Sh。 （2）掺灰量计算。石灰消解过筛后，根据设计要求石灰掺量 4%的标准及土的总重量计算出土层每平方米的石灰掺量：G2=G14%根据土层每平方米的石灰掺量，在路基面上用石灰划好整齐的标准面积方格网，严格按每平方米的石灰掺量在每个方格网内用人工将石灰撒布均匀。

8、 （3）拌合。布灰完成后立即用旋耕机进行拌合，暂按纵、横向各拌合 1 遍考虑（具体遍数由试验确定） ，为保证上下层连接及土层之间没有素土夹层，故拌合时要拌入到下一层约 1cm 深；拌合搭接宽度不得小于30cm。在拌合过程中及时检查含水量，含水量应略大于最佳含水量，目测混合料颜色是否均匀一致，拌好后及时进行灰剂量检测，使灰剂量必须满足设计要求，其检测频率按照验收标准要求，沿线路纵向取样 3 个点，否则必须进行二次布灰重新拌合。 5、平整碾压 石灰改良土拌好后，先用压路机慢速静压一遍，然后再用平地机精平，对局部凹坑欠土处及时人工补土；路基面精平后用重型压路机在路基全宽内碾压至要求的压实密度，碾压完

9、成后表面应无明显的轮痕迹。碾压时，各区段交接处应相互重叠压实，纵向搭接长度不小于 2.0m，纵向行与行之间的轮迹重叠不小于 1/41/3 轮，上下两层填筑接头应错开不小于 3.0m。两作业区段之间的衔接处纵向搭接拌和长度不小于 2.0m。碾压遵循“先静压、后振动、先轻后重、先慢后快、先两边后中间”原则，压路机的最大碾压行驶速度不大于 4km/h，碾压采用“两动两静” ，之后开始检测，用灌砂法检测压实度，压实度规定值为 93%。每次在所布置的每 20 米中桩附近取样，每次取 6 个点，做好资料整理工作。如检测结果不能达到设计要求，再采用“一动一静”重复施工、检测。每施工一个单元，要求记录压实厚度

10、，碾压遍数，试验结果并进行比较。直至达到设计要求，结束施工。机械碾压时应有专人进行指挥，非施工人员禁止进入施工现场。碾压完成后再由质检工程师、试验室、监理工程师进行质量检查。 6、接缝和调头处的处理 同日施工的两个工作段的衔接处，应采用搭接形式。前一段拌合整形后，留 58m 不进行碾压，后一段施工时，应与前一段留下来未压的部分一起拌合碾压。拌合机械及其它机械不宜在已碾压完成的路基面上调头，如须调头尽可能在未碾压工作面上进行。 7、路基面养护 路基碾压、检测完毕视天气情况进行洒水养护，使路基保持一定湿度，不应过湿或忽干忽湿，养护期间除洒水车外禁止其他车辆通行，尤其禁止重型车辆通行。但当下层石灰土碾压完成后立即铺筑上一层时可不需专门养护。 四、结束语 膨胀土是影响道路及其它构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过特殊的施工工艺到处理的目的。一个工程有其自身的特点及建设条件，在广西水（水任）南（南宁）高速公路中，处理膨胀土的措施已在施工中应用，取得良好效果。 参考文献： 1、贾长春，浅谈膨胀土路基施工， 科技风2010 年第 17 期