芻議膨脹土填芯路基施工技術(shù)

張 子 強(qiáng)

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

芻議膨脹土填芯路基施工技術(shù)

張 子 強(qiáng)

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

介紹了膨脹土的特性，闡述了膨脹土在挖方渠道中的作業(yè)程序及施工中的注意事項(xiàng)，主要對(duì)膨脹土填芯路基包邊施工的相關(guān)措施進(jìn)行了研究，指出膨脹土填芯路基具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)用前景廣闊。

膨脹土，填芯路基，渠道，施工

隨著經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，膨脹土填芯路基施工技術(shù)在我國的公路工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并隨著不斷地探索、實(shí)踐和總結(jié)，豐富了膨脹土填芯路基施工技術(shù)，為保證公路工程的施工質(zhì)量做出了貢獻(xiàn)。雖然在膨脹土填芯路基施工技術(shù)的實(shí)踐中仍然存在一些不足之處，但是隨著工作人員的不斷努力和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)使得膨脹土填芯路基施工技術(shù)得到進(jìn)步和完善。

1 膨脹土介紹

1.1 膨脹土的特性

膨脹土是一種高塑性粘土，它在浸水后能夠急劇膨脹，失水后體積嚴(yán)重縮小，有極強(qiáng)的脹縮性、多裂隙性和超固結(jié)性。膨脹土的粘粒成分主要是蒙脫石和伊利石，這兩種石頭均為親水性礦物，具有極強(qiáng)的親水性和持水性，可塑性和粘聚性極高，工程力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定，因此容易在施工過程中和公路的使用過程中造成事故。膨脹土的膨脹率是判斷其特性的指標(biāo)，根據(jù)膨脹率可以將膨脹土分為強(qiáng)、中、弱三個(gè)等級(jí)。弱膨脹土的膨脹率在35%～55%之間，液限為40%～50%之間，塑性指數(shù)為15～20；中膨脹土的膨脹率在55%～88%之間，液限為50%～70%之間，塑性指數(shù)為28～40；當(dāng)膨脹率超過80%、液限超過70%、塑性指數(shù)超過40%時(shí)，為強(qiáng)膨脹土。膨脹土在世界范圍內(nèi)的分布都很廣泛，現(xiàn)在已知的六大洲40多個(gè)國家都發(fā)現(xiàn)了膨脹土的分布，主要出現(xiàn)在半干旱和半濕潤的地區(qū)，尤其是那些年蒸發(fā)量和年蒸騰量比年降雨量多的地區(qū)。在我國，膨脹土主要分布在廣西、云南、四川、貴州、新疆、內(nèi)蒙古等云貴高原到華北平原之間的180多個(gè)市縣中，總面積達(dá)10萬km2，甚至更多。

1.2 膨脹土的取土分析

膨脹土填料一般為天然含水量、液限和塑性指數(shù)都比較高的填料，這種特性必將導(dǎo)致路基在碾壓過程中帶來嚴(yán)重的影響。主要表現(xiàn)在：含水量高導(dǎo)致土料的晾曬困難，使得土料的晾曬周期加長(zhǎng)；液限和塑性高導(dǎo)致填料難以用機(jī)械粉碎，從而對(duì)施工質(zhì)量造成影響。因此，在公路工程項(xiàng)目實(shí)施之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工場(chǎng)地的地質(zhì)進(jìn)行分析，可以采用洛陽鏟對(duì)取土場(chǎng)進(jìn)行土樣采取，并進(jìn)行土樣調(diào)查。通過采用一定的實(shí)驗(yàn)手段，對(duì)土樣的各種指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。通過對(duì)各個(gè)取土場(chǎng)膨脹土的基本特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并結(jié)合對(duì)膨脹土的無機(jī)結(jié)合料的改性規(guī)律的初步認(rèn)識(shí)，通過對(duì)技術(shù)手段、成本投入、施工情況和施工環(huán)境進(jìn)行綜合的了解和分析，通過比對(duì)和選擇，對(duì)膨脹土的類型進(jìn)行確定，并由此確定填筑高度和與環(huán)境相適應(yīng)的填筑結(jié)構(gòu)。

通過對(duì)填筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合膨脹土、石灰石改性膨脹土的基本路基填筑結(jié)構(gòu)的形式及其工程特性，可以建立完善的路基結(jié)構(gòu)檢測(cè)評(píng)價(jià)體系，為工程施工過程中膨脹土的填筑、改良填筑和改性填筑提供充分的依據(jù)和保障。

2 膨脹土的路基處理

2.1 膨脹土路堤結(jié)構(gòu)的技術(shù)路線

膨脹土在挖方渠道的施工作業(yè)中，一般程序?yàn)椋?/p>

1)渠道開挖前準(zhǔn)備，主要包括地表水系導(dǎo)引措施的完成，并且對(duì)挖方渠道兩側(cè)的坡頂防滲層、截流溝和截水堤進(jìn)行施工。

2)渠道開挖，這個(gè)過程主要是在上一級(jí)準(zhǔn)備嚴(yán)格完成之后進(jìn)行的。在渠道開挖的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工，斷面輪廓線的開口線、邊坡和高度都應(yīng)當(dāng)達(dá)到工程詳圖的要求。

3)膨脹土填筑。在進(jìn)行填筑之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)填土料源進(jìn)行液限、塑限、含水量和最大干密度等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并且通過監(jiān)理人進(jìn)行確定。在膨脹土填筑時(shí)，施工程序大致為：填筑前的準(zhǔn)備、路基面的清理、堤身填筑膨脹土、外包非膨脹土填筑。

4)填筑保濕措施。堤身在進(jìn)行膨脹土填筑時(shí)，根據(jù)地質(zhì)的實(shí)際情況，對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行不同材料的填筑，在施工期間應(yīng)當(dāng)采取措施，保證填筑體的含水量。

2.2 施工過程中的注意事項(xiàng)

1)通過使用改性方法保護(hù)膨脹土?xí)r，應(yīng)當(dāng)對(duì)破碎及攪拌設(shè)備的選型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，同時(shí)對(duì)水泥的改性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)的方法確定水泥摻量和拌制工藝等相關(guān)控制指標(biāo)。

2)施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)開挖、運(yùn)輸、碾壓設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x取，通過對(duì)施工環(huán)境和施工地質(zhì)進(jìn)行分析，選取合適的設(shè)備，以便于保證施工質(zhì)量。

3)在換填施工進(jìn)行之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)換填土料進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，可以通過碾壓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并結(jié)合施工條件，確定碾壓控制指標(biāo)，選擇合適的碾壓設(shè)備、碾壓工藝。

4)在進(jìn)行膨脹土渠道的挖掘時(shí)，應(yīng)當(dāng)避免雨天施工。在開挖施工進(jìn)行之前，應(yīng)當(dāng)對(duì)地表水系、地下水管等進(jìn)行相關(guān)的處理，通過協(xié)商和作業(yè)面周邊的環(huán)境對(duì)各類地表水進(jìn)行排截，避免地表水進(jìn)入工作面。

5)在施工過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)開挖面、渠道填筑面進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)并進(jìn)行保護(hù)，以預(yù)防自然環(huán)境造成的失水。

6)在開挖過程中，應(yīng)當(dāng)安排專人進(jìn)行檢測(cè)和巡查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)坡邊出現(xiàn)的施工問題并且采取相應(yīng)的措施解決問題，以保證施工質(zhì)量。

7)當(dāng)上述處理都進(jìn)行完畢后，應(yīng)當(dāng)立即對(duì)后續(xù)項(xiàng)目進(jìn)行施工，防止因?yàn)樘幚韺娱L(zhǎng)期暴露而帶來各種問題。

2.3 膨脹土填芯路基包邊施工相關(guān)措施

1)施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察。在公路路基的建設(shè)中，根本要求是保證其使用的耐久性與穩(wěn)定性，為了保證公路的施工質(zhì)量就必須在路基施工之前對(duì)其溫度、濕度進(jìn)行保證，通過勘察可以確定其施工環(huán)境，從而對(duì)路基的施工情況進(jìn)行分析，通過采取相應(yīng)的措施，為路基施工打下堅(jiān)實(shí)的良好的基礎(chǔ)。

2)膨脹土填芯路基包邊施工的準(zhǔn)備工作。在對(duì)膨脹土填芯路基進(jìn)行包邊施工之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行一系列的準(zhǔn)備工作，主要是石灰石的采購。石灰石的等級(jí)必須在三級(jí)以上，在消解的過程中應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確的確定石灰石和水的比例，并保證在石灰運(yùn)用7 d～10 d之前對(duì)其完全消解，并注意保證處理用量多少，因?yàn)槭业拇娣牌谥挥?5 d。

3)確保路基底部和頂部的封層工作。在進(jìn)行完路基施工現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，并且進(jìn)行清理之后，要進(jìn)行路基底部的封層工作。當(dāng)路基施工完成之后，其頂部也要進(jìn)行相應(yīng)的封層施工。在此過程中，首先應(yīng)當(dāng)按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)保證鋪土的厚度，然后要確定含水量位于最佳含水量的合理范圍內(nèi)，以此來保證路基土方的施工質(zhì)量。

4)施工流程控制。膨脹土填芯路基施工過程中，施工流程控制是十分重要的，其對(duì)于施工質(zhì)量保證有著重要意義。首先，應(yīng)當(dāng)確定路基底部、邊、頂部的實(shí)際情況，通過實(shí)驗(yàn)確定膨脹土改善的配比。其次，要對(duì)材料進(jìn)行運(yùn)輸工作，并進(jìn)行大方格工作。再次，將材料在方格中進(jìn)行攤鋪，然后進(jìn)行灰劑量、含水量檢測(cè)。最后用壓路機(jī)壓實(shí)。

5)膨脹土填芯路基包邊施工注意事項(xiàng)。在施工過程中，應(yīng)當(dāng)注意：路基兩邊灰土包邊厚度的確定，季節(jié)的選擇(應(yīng)避開降水較多的時(shí)段)，排水溝的設(shè)置，封層施工的驗(yàn)收。

3 結(jié)語

膨脹土的填芯路基施工主要是通過對(duì)膨脹土的不良特性進(jìn)行改良和包邊施工，保證公路路基的施工質(zhì)量。在施工過程中，膨脹土的填芯路基施工的工藝十分復(fù)雜，但是利潤也高，在公路建設(shè)的過程中能夠帶來較好的經(jīng)濟(jì)效益。通過對(duì)施工環(huán)境、膨脹土的分類，能夠確定膨脹土的施工方案，并且能夠得到良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。膨脹土填芯路基的施工技術(shù)在公路施工過程中有著廣闊的發(fā)展前景，并不斷促進(jìn)著公路建設(shè)的發(fā)展。

[1] 石晉杰.膨脹土填芯路基施工技術(shù)[J].山西建筑,2014,40(3):162-163.

[2] 趙志斌.膨脹土填芯路基施工技術(shù)研究[J].交通世界(工程技術(shù)),2014(8):42- 43.

[3] 唐咸遠(yuǎn),楊和平,肖 杰，等.包芯法填筑膨脹土路堤的施工技術(shù)研究[J].公路,2012(12):52-55.

On filling-core roadbed construction technique for expansion soil

Zhang Ziqiang

(ShanxiRoadandBridgeNo.2EngineeringCo.,Ltd,Linfen041000,China)

The paper introduces the features of the expansion soil, illustrates the working procedure of the channel excavation of the expansion soil and precautions in the construction, researches related measures for the filling-core pavement and edge covering construction of the soil, and points out it has better economic benefits with extensive application.

expansion soil, filling-core pavement, channel, construction

2015-05-26

張子強(qiáng)(1985- )，男，助理工程師

1009-6825(2015)22-0156-02

U416.1

A