淺談膨脹土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

張藝冠 張改偉

摘 要： 路基是公路工程重要構(gòu)成部分，其承載力直接影響工程質(zhì)量及使用年限。膨脹土路基壓縮量較高，強(qiáng)度低，不利于公路工程穩(wěn)定性，必須選取相應(yīng)施工技術(shù)，切實(shí)提升路基施工質(zhì)量。本文在充分掌握膨脹土概況的前提下，對(duì)公路工程膨脹土路基施工準(zhǔn)備及技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞： 膨脹土路基；概況；施工準(zhǔn)備

膨脹土是一種分散性較高、脹縮性能大的特殊粘土，具有多裂隙性、超固結(jié)性和濕脹干縮等特性。當(dāng)公路路線不可避免地穿過膨脹土這種不良工程地質(zhì)時(shí)，必須采取一定的工程措施對(duì)膨脹土進(jìn)行處治，否則，路基易產(chǎn)生溜坍、滑坡等破壞，還會(huì)產(chǎn)生收縮開裂、松散、剝落等病害，輕微的變形會(huì)降低公路的行駛質(zhì)量，嚴(yán)重的變形會(huì)導(dǎo)致路基路面失穩(wěn)破壞。為此，必須結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，合理制定施工方案，規(guī)范施工工藝，做好施工質(zhì)量控制，提升工程建設(shè)整體質(zhì)量。

一、膨脹土的概況

1、膨脹土構(gòu)成。膨脹土主要由蒙脫石礦物成分組成，強(qiáng)親水性礦物質(zhì)是膨脹土的粘粒成分。硅氧四面體片以及氫氧化鋁八面體片對(duì)土體物理性質(zhì)起著重要的作用。膨脹土主要由夾著一個(gè)八面體片的兩個(gè)四面體片重復(fù)堆積組成，從而形成三層型。根據(jù)層間水化離子的吸附水性，結(jié)構(gòu)單位填充會(huì)造成晶格活動(dòng)較大，從而讓整個(gè)土體的壓縮性和膨脹性變大。

2、膨脹土性質(zhì)。膨脹土和其他粘性土有很大的區(qū)別，具有強(qiáng)烈的吸水膨脹、失水收縮、易裂縫、易固結(jié)以及強(qiáng)度容易衰減等特性。在公路建設(shè)中必須處理好改性，避免對(duì)公路建設(shè)造成巨大損害。不同情況下的壓力膨脹率和自由膨脹率可以反映土的具體膨脹性能。膨脹土的含水量和膨脹率大小成反比關(guān)系，膨脹率越高，土的含水量就越低。因此，自由膨脹率是反映膨脹土工程地質(zhì)分類最主要的因素。交通部門根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定：Fs≥90%的為膨脹土；Fs在65%～90%之間的是中性膨脹土；Fs在45%～65%之間的是弱性膨脹土。土體當(dāng)中含水量是施工性能改性的重要條件。

二、公路工程膨脹土路基施工準(zhǔn)備

1、施工機(jī)械配置

應(yīng)在充分掌握施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上確定材料數(shù)量及規(guī)格，不僅要滿足施工要求，還應(yīng)當(dāng)避免出現(xiàn)設(shè)備閑置問題。待設(shè)備進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)之后，由專門操作人員調(diào)試設(shè)備參數(shù)性能，確保其正常運(yùn)行，防止后期出現(xiàn)機(jī)械故障。現(xiàn)階段公路工程規(guī)模大、線路長(zhǎng)，在施工階段還應(yīng)做好設(shè)備維護(hù)及保養(yǎng)工作，定期檢測(cè)設(shè)備使用性能，及時(shí)更換受損零件。

2、填筑土料試驗(yàn)

首先應(yīng)當(dāng)勘測(cè)施工路段實(shí)際地質(zhì)條件，通過土性試驗(yàn)確定各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，進(jìn)而判斷填料膨脹性。保證填料含水量滿足施工要求，根據(jù)實(shí)際情況采取晾曬或?yàn)⑺幚泶胧Ｈ籼盍狭竭^大，不僅增加后期碾壓施工難度，也不利于提升路基填筑穩(wěn)定性，其最大粒徑不宜超過5cm。其次進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性試驗(yàn)，確定松鋪厚度、水泥摻用量等，確保填料均勻性。

三、公路工程膨脹土路基施工技術(shù)要點(diǎn)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)公路建設(shè)投入不斷增多，公路施工建設(shè)過程中常常會(huì)遇到膨脹土，為減少其對(duì)公路質(zhì)量的危害，施工單位必須運(yùn)用科學(xué)的措施方法進(jìn)行膨脹土路基施工，只有這樣才能最大限度提升工程質(zhì)量。

1、基底處理

清除干凈施工范圍內(nèi)碎石、植被及腐殖土等雜物，回填局部坑洼地帶，并適當(dāng)壓實(shí)，確保壓實(shí)程度達(dá)到施工要求。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置截水溝、排水溝，施工現(xiàn)場(chǎng)排水通暢，防止出現(xiàn)積水現(xiàn)象，對(duì)路基施工質(zhì)量造成影響。若坡度大于1：5時(shí)，在邊坡部分開挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度宜大于2m，頂面設(shè)置為內(nèi)傾斜，坡度為2%—4%。待施工現(xiàn)場(chǎng)清理完畢且驗(yàn)收合格之后，全面靜壓施工路段，此階段盡量避免振動(dòng)碾壓，降低原有路面強(qiáng)度。在碾壓過程中實(shí)時(shí)觀測(cè)基層含水量，防止出現(xiàn)過干或“彈簧”現(xiàn)象。

2、取土及布土

將填筑土料從取土場(chǎng)運(yùn)送至施工路段，并檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)，含水率誤差控制在1%—2%之間，確保滿足施工要求之后方可應(yīng)用在施工之中，由專人負(fù)責(zé)指揮卸料，根據(jù)松鋪厚度確定卸土間距，為后期施工提供便利。具體操作為：以運(yùn)輸車輛裝土體積為依據(jù)，計(jì)算其實(shí)際攤鋪面積，在工作面劃出方格進(jìn)行卸料。通常情況下，先進(jìn)行低洼路段填筑，采取封層平行攤鋪的施工方式，由上而下依次施工，合理控制每層土料攤鋪厚度，一般為20cm左右。嚴(yán)格按照施工方案要求確定布土密度，確保填料攤鋪厚度滿足施工要求，同時(shí)也能夠減少攤鋪量，提升施工效率。待攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成之后進(jìn)行初步整平，在此過程中需采用推土機(jī)，局部機(jī)械施工不到位部分及時(shí)組織施工人員修整。

3、路拌施工

根據(jù)填筑土料干容重、壓實(shí)厚度等參數(shù)，計(jì)算實(shí)際所需水泥量，隨后進(jìn)行水泥攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，嚴(yán)格按照計(jì)算結(jié)果確定水泥用量，達(dá)到改善膨脹土結(jié)構(gòu)目的，提升其穩(wěn)定性，禁止存在攤鋪不到位部分。待確保水泥攤鋪質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，采用旋耕機(jī)或路拌機(jī)進(jìn)行拌合作業(yè)，為保證填料均勻混合，結(jié)合填料松鋪厚度確定拌合深度，深入下承層5cm以下。拌合過程中填料含水量過低時(shí)，還需適當(dāng)灑水以提升其強(qiáng)度。若存在較大土團(tuán)粒徑，應(yīng)及時(shí)采取破碎處理措施。90%以上土團(tuán)粒徑在5cm以內(nèi)。

4、精平及碾壓

精平過程中需要采用平地機(jī)，合理控制表層平整程度，并形成相應(yīng)路拱。平地機(jī)整平后可能會(huì)出現(xiàn)粗集料帶或集料“窩”，組織專門施工人員消除此類問題，及時(shí)找平局部低洼地帶。通常平地機(jī)刮平通常由兩側(cè)至路基中心，適當(dāng)快速靜壓，提高填筑材料密實(shí)程度。待精平施工結(jié)束檢測(cè)填料性能，通常采用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定的方式，檢驗(yàn)水泥劑量是否與設(shè)計(jì)要求保持一致，填料含水量與最佳含水量誤差控制在-2%—+3%范圍內(nèi)，對(duì)于不符合要求的調(diào)料進(jìn)行晾曬或?yàn)⑺?/p>

在正式碾壓前可選取相應(yīng)路段進(jìn)行試驗(yàn)施工，確定最佳碾壓次數(shù)及組合方式，以此為依據(jù)進(jìn)行碾壓施工。首先采取快速靜壓，提升填料穩(wěn)定性及密實(shí)程度，隨后進(jìn)行振動(dòng)碾壓，碾壓順序由路基兩側(cè)至中間逐步推進(jìn)，相鄰兩幅工作段應(yīng)保持一定重疊范圍，以免路基漏壓。待碾壓施工結(jié)束，按照標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)碾壓質(zhì)量。要求表面不存在明顯輪跡、平整且無起皺現(xiàn)象，壓實(shí)程度滿足公路工程施工要求。若存在壓實(shí)不到位部位，應(yīng)分析具體原因，再次碾壓施工直至壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5、臺(tái)后填土

各層填土碾壓成型后，需組織相關(guān)人員進(jìn)行及時(shí)驗(yàn)收，具體內(nèi)容涵蓋壓實(shí)度、灰劑量、高程等，彎沉驗(yàn)收作業(yè)需用于上路床頂層。隨后選取薄層填筑橋臺(tái)背后、涵洞等位置的土層，且在20cm以內(nèi)控制其松鋪厚度，因施工作業(yè)面相關(guān)因素制約，此位置土料需在相近路段完成各項(xiàng)施工流程后，通過推土機(jī)向所填位置放置，且做好整平、碾壓作業(yè)。如邊角位置壓路機(jī)碾壓難度大時(shí)，可選取小型夯實(shí)機(jī)械進(jìn)行施工，以此確保其壓實(shí)度滿足施工規(guī)定。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的快速提升，我國(guó)公路事業(yè)也得到了極大的發(fā)展。膨脹土技術(shù)的合理應(yīng)用，可全面提升工程建設(shè)的質(zhì)量，為此得到了廣泛的應(yīng)用。本文在全面分析膨脹土性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對(duì)施工要求及施工工藝進(jìn)行了探究，以期提高路基穩(wěn)定性、延長(zhǎng)公路使用年限。

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