某中線工程膨脹土換填施工工藝淺談

【摘 要】膨脹土（巖）是一種具有特殊性質(zhì)的土，親水性強(qiáng)，遇水軟化，對工程基礎(chǔ)破壞性大，在基礎(chǔ)或渠堤施工中要對膨脹土（巖）進(jìn)行換填處理。本文針對實(shí)際，總結(jié)了膨脹土開挖、基礎(chǔ)處理方法及有關(guān)試驗(yàn)參數(shù)的調(diào)整，總結(jié)了膨脹土換填施工的施工方法。

【關(guān)鍵詞】膨脹土（巖）；換填施工；參數(shù)

1．工程概況

膨脹土（巖）是一種具有特殊性質(zhì)的土，它是在地質(zhì)作用下形成的一種主要由親水性強(qiáng)的粘土礦物組成的多裂隙并具有顯著膨脹性的地質(zhì)體膨脹巖土（巖），干時(shí)堅(jiān)硬，遇水軟化，在自然條件下多呈堅(jiān)硬、硬塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密。自由膨脹率一般大于40%，由于其在土體中雜亂分布的裂隙及反復(fù)脹縮變形造成強(qiáng)度衰減的特性，所以常常給人類的工程建筑帶來嚴(yán)重破壞，造成許多地質(zhì)災(zāi)害。

本次施工為膨脹巖換填處理，施工段具有輕微～中等濕陷性，濕陷深度一般1～3m，需進(jìn)行換填施工

1.1 施工工藝

為了做好膨脹土（巖）的換填施工，在施工中對膨脹土（巖）施工做了詳細(xì)的工藝改進(jìn)，填筑方法為分段、分層進(jìn)行回填，施工期間結(jié)合工程進(jìn)度計(jì)劃合理安排填筑強(qiáng)度和不斷完善施工工藝。

施工工藝流程見下圖：

1.2 施工措施

1.2.1 回填土料及壓實(shí)度要求

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙說明，對于自由膨脹率小于20%的粘性土直接用于換填處理，設(shè)計(jì)填筑含水量在最優(yōu)含水量-2%～+3%，壓實(shí)度98%；對于自由膨脹率大于20%的粘性土要進(jìn)行改性后換填，填筑含水量在最優(yōu)含水量-2%～+3%，壓實(shí)度不小于98%。為了做到試驗(yàn)參數(shù)準(zhǔn)確，試驗(yàn)室做了大量試驗(yàn)，通過確定最優(yōu)壓實(shí)組合，復(fù)核試驗(yàn)后得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下（見表1）：

1.2.2 施工參數(shù)

根據(jù)膨脹土（巖）換填特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)，本工程改性土中粘性土料換填施工參數(shù)經(jīng)本標(biāo)段實(shí)驗(yàn)室反復(fù)試驗(yàn)，試驗(yàn)參數(shù)見表2：

1.2.3 土料含水率調(diào)整

由于本工程渠道內(nèi)土的含水量不均一，靠近渠底設(shè)計(jì)面處地下水豐富，所以土料含水率的控制成為參數(shù)控制的重中之重。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，得出了控制土料含水率的最優(yōu)調(diào)整參數(shù)，對于粘性土填筑土料要求按其含水率與最優(yōu)含水率偏差為-2%～+3%進(jìn)行調(diào)整。

1.2.4 膨脹土（巖）的開挖施工

膨脹土（巖）的開挖施工不同于普通土開挖，在開挖施工過程中，應(yīng)盡量避免大型的挖掘機(jī)碾壓或吊裝等重型設(shè)備在上一級馬道和坡頂上反復(fù)行駛；避免在開挖好的馬道上、坡頂及坡面堆放，渣土和其他施工材料。溝槽開挖完成到砌筑并回填密實(shí)的時(shí)間間隔不應(yīng)超過4h。開挖分段長度宜控制在10-20m 范圍內(nèi)。保護(hù)層的預(yù)留與二次挖除是非常關(guān)鍵。保護(hù)層開挖應(yīng)集中力量快速施工，盡量縮短建基面暴露時(shí)間。完成保護(hù)層開挖后，應(yīng)立即采用防雨布對膨脹土換填層建基面采取防護(hù)措施，避免換填層填筑施工時(shí)，建基面出現(xiàn)飽水軟土、失水干裂等現(xiàn)象發(fā)生。

1.2.5 基礎(chǔ)面處理

渠底及邊坡基礎(chǔ)面按照膨脹土（巖）換填處理布置圖施工，每120m為一個(gè)單元，重點(diǎn)是建基面清理，其次是進(jìn)行排水系統(tǒng)的施工。在該處施工時(shí)，地下水非常豐富，為了盡可能降低降水費(fèi)用，在承壓水不明顯，水位較低的部位的部位采用在設(shè)計(jì)面高程以下1m左右在渠底中間挖40cm寬，100cm深排水溝，在溝的一端挖集水井用潛水泵集中抽排的方法進(jìn)行滲水引排，待排水溝兩側(cè)膨脹土施工完成后再用級配砂礫料對排水溝進(jìn)行回填夯實(shí)。應(yīng)該說明的是，當(dāng)上層滯水較豐富或不能做到連續(xù)施工時(shí)，在坡腳挖了排水溝作為臨時(shí)引排比較經(jīng)濟(jì)合理。

1.2.6 排水系統(tǒng)施工

（1）埋管溝槽開挖

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求，換填層中所設(shè)置排水系統(tǒng)為單獨(dú)排水系統(tǒng)，逆止閥間距為8m布置，與原渠道排水系統(tǒng)間隔布置，施工中按照圖紙要求，進(jìn)行了逆止閥安裝及三維排水網(wǎng)墊布設(shè)。

（2）管道及附件安裝

溝槽驗(yàn)收合格后，在底部攤鋪粗砂墊層并夯實(shí)，粗砂墊層驗(yàn)收合格后，開始進(jìn)行排水管道及附件的安裝，排水設(shè)施中三通、單通連接管，采用無毒硬聚氯乙烯（PVC-U）管材和管件。

（3）粗砂及水泥砂漿回填

排水暗管與附件安裝驗(yàn)收合格后，及時(shí)回填溝槽。分層對稱回填管身兩側(cè)，采用人工分層進(jìn)行壓實(shí)，分層厚度10cm，保證回