膨脹土填芯路基施工技術分析

余順河

摘? 要：膨脹土具有一定的特性，其脹縮性、塑性和黏性較強，在公路路基施工中，應該重視膨脹土填芯施工技術，結合工程的實際情況，對沉降量變化情況進行分析，最終提升路基的穩定性和堅固性。基于此，該文對膨脹土填芯路基施工技術的相關內容進行了詳細分析，希望能夠提升技術的可行性，最終延長道路的使用壽命。

關鍵詞：公路;膨脹土;路基工程;施工工藝;沉降觀測分析

中圖分類號：U416? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

膨脹土在我國分布范圍較為廣泛，一般比較堅硬，存在明顯光滑的裂縫，在自然條件下，會產生張開與閉合現象，反復脹縮性較強。在這種情況下，裂縫極易出現在土體上，土體整體性遭到嚴重破壞，繼而出現松散、垮塌等病害。因此，在實際施工中，必須全面處治膨脹土，使用膨脹土填芯路基施工技術是十分必要的，使工程質量得到有效保證。

1 水泥的改良膨脹土作用機理

膨脹土自身具有一定的特性，加入一定的混合料進行改良，能夠增強其耐久性和穩定性，在施工中發揮出最佳作用。與水泥形成物化作用后，膨脹土的內部結構逐漸改變，膨脹土的特性也會出現差異，脹縮性、強度、穩定度等，都會發生相應的轉變，符合施工的標準。水泥對膨脹土的影響主要表現在3個方面。1）團粒作用。水泥水化反應后，會產生膠凝產物，與土顆粒進行粘結，提升土體的穩定性和耐水性。2）離子交換作用。水泥與膨脹土作用的過程中，內部離子會產生交換作用，改變膨脹土顆粒和水分子的作用力。3）凝硬反應與碳酸反應。CaCO3與Ca（OH）2和空氣內的CO2產生反應，提升膨脹土的強度，滿足施工需求[1]。

2 工程概況

某公路工程長度為24 km，136萬m?為路基總土方量，勘查地質之后發現，大量膨脹土分布在本路段，由于一些因素的影響，路基和邊坡會出現變形現象，不利于車輛的正常通行。其中，路基主要填料為弱膨脹土和中等膨脹土，根據路段的實際情況，施工方案決定使用膨脹土填芯，封閉處理使用灰土材料，主要部位是路基的底部、邊側及頂部，希望能夠增強其堅固性。

3 施工前期各項準備

3.1 施工方案

根據該工程的實際情況，確定路基施工方案，主要有2種。1）方案一。控制路基頂部路床，封層處理路基底部，使用7%石灰改善土，40 cm為厚度參數，保證性能達標。另外，應對兩側路基進行處理，厚度為250 cm，提高其完整性。2）方案二。對路基膨脹土進行挖除，換填新土，將砂土、碎石土、黏性土等填入，滿足含水量與爆破石渣的需求。經過對比，方案二工程量較大，無法二次利用開挖土料，并且填料難以獲得，施工經濟性與可行性較差。方案一受膨脹土的負面影響小，能夠以較低的施工成本實現理想的施工效果，具有較好的經濟性。

3.2 膨脹土填芯路基參數

選取試驗段，較小的石灰產量造成了較大的環境污染，因此，填筑包邊區域，決定使用水泥改性膨脹土。其中，24 cm為路堤上封層的厚度，改性膨脹土使用3%的水泥劑量;25 cm為下封層厚度，改性膨脹土采用4%的水泥劑量;3.5 m為水泥改良土包邊厚度[2]，填筑中間部位，采用素膨脹土。

3.3 施工前準備

嚴格控制含水量及土塊徑，弱膨脹土的含水率偏差應小于2%，進行。結合施工現場實際情況，可以在混合料中摻加一定量的水泥，經過試驗，確定摻加量，保證改性后的膨脹土強度達標，符合施工需求[3]。摻灰土石灰材料等級應在三級以上，應先進行消解，保證填筑工作的順利進行。一般來說，消解時，石灰材料與水的比例為2∶1，使其完全消解，保證消解質量，然后控制其濕度，不能過干或者過濕，以免出現塵土或者結團等現象。使用消石灰之前，應干燥保存，時間最長為15 d，及時檢驗防止其變質。準備相應的機械設備，包括裝載機、推土機、平地機、壓路機、自卸汽車、路拌機、挖掘機和灑水車等，根據具體工程量確定數量，對其性能進行檢驗，保證在施工中能夠順利運行。

3.4 基地處治

對于該工程來說，應先設置排水溝和截水溝，起到排水與防滲作用，80 cm為防滲排水設施的長度與寬度，為膨脹土路基施工奠定基礎。如果地面橫坡在1∶5以上，需要對垃圾雜物等進行清除，不存在腐蝕土等，挖出原地表，寬度在2 m以上的時候，保持臺階的高度大于0.2 m，設置3%左右的內傾斜坡，在臺階頂面起到防護作用。清理完地面后，使用準備好的壓路機進行碾壓，為了保護土體的原有內部結構，應采取靜壓方式，嚴禁使用振動式碾壓，次數為2～3遍，如果“彈簧”現象出現在碾壓過程中，應選取相應的路段，翻挖路基后摻入合適數量的石灰，然后進行換填，由監理工程師進行驗收，為后期填筑奠定基礎。

3.5 底部封層施工

對于該公路工程來講，層處理使用7%石灰改性土在路基底部，40 cm為常態下的處理厚度，不得小于這個數值。實際封層時候，可以采取上下分層的方式，控制每層為20 cm的厚度，應該嚴格控制分層厚度，25 cm～28 cm為松鋪厚度的額定范圍。

4 膨脹土填芯路基施工流程

4.1 布土施工

如果是素土，攤鋪部位在全斷面，最佳含水率為1%～2%，保證其達標。然后破碎土團，一般選擇使用鏵犁和旋耕機，一般進行2次或者3次即可。對于土料的攤鋪，應安排專業人員，定點定時施工，確定碾壓機具和攤鋪層厚度，然后進行卸料施工，確定卸土間距，將布土密度控制在最佳。對路基進行填筑的時候，應選擇低洼部分作為起始點，順序為從下到上，填筑路基時應由低洼路段開始施工，按照由下到上一層一層平行攤鋪施工。合理控制攤鋪厚度，一般為20 cm，嚴格控制攤鋪工作量，保證布土施工的精準性。選擇合適型號的自卸車，對其裝土量進行了解，計算出車輛的攤鋪面積，劃分出放歌，每車材料卸為一格。布土應在全幅斷面進行，每層的碾壓次數相等，結合規定標準，確定出層高、層厚與層數等指標。

4.2 路拌施工

經過初平施工，路基平整度滿足施工標準，應繼續進行推平施工，采取人工方式修整包邊寬度。通常情況下，對于包邊位置，應進行布灰作業，根據實際施工情況，準確計算出每平方米的水泥土用量。畫出相應格子，可以使用石灰粉，在格子內布設指定量水泥，檢測其性能。均勻攤鋪水泥，對表面3.5 m以下位置，對水泥改性土垂直坡面厚度進行控制，嚴禁留白現象出現在表面。選取路拌機和旋耕機進行灰土拌和施工，以下承層深度為基準，在其下5 cm左右的位置，進行拌和深度的控制，1～2遍之后，對其含水量進行檢驗，如果未能達標，可以灑布適量水分。如果填芯素土土團粒徑較大，可以使用機械，拌和1遍素土部分，破碎土團，在路基向下5 cm部分，粒徑擁有大于90%的土團。

4.3 精平

均勻拌和改良土后，選擇平地機，精平填料表面，使路拱逐步形成。安排專人，及時跟進平地機，消除粗集料帶和集料窩，并進行翻挖重鋪。在整個過程中，按照先兩側后中間的順序進行，嚴格控制高程和厚度，整形封頂層時，使用壓路機進行1～2遍的靜壓，使用混合料，找補整平并對路段局部低洼位置，保證再次整形施工的有效性。

4.4 碾壓施工

在碾壓前，應先檢測拌和后的水泥土，可以現場取樣。選擇EDTA二鈉標準液為試劑，在此基礎上，確定水泥劑量，測量改性土含水量，一般在-2%～+3%，根據現場條件，進行晾曬和灑水。在碾壓過程中，機械選擇為振動壓路機，根據檢測的結構標準，確定碾壓遍數。可以先碾壓2遍，然后振動碾壓，保證其壓實度達標。對于每層的包邊土和填芯土，按照相同次數的進行碾壓，之后根據地基情況，再次碾壓5～7遍。

4.5 注意事項

包邊的時候，必須使用性能達標的灰土，通常情況下，2.5 m為兩側包邊最佳厚度，與施工規范相互結合，使厚度達到施工要求，保證施工的順利進行。同時鋪筑填芯與包邊，處理填料顆粒可使用路拌機，進行1～2次的輕壓，將石灰灑布在上面，使用合適力度進行均勻拌和。

盡量選擇晴天施工，降雨天氣應停止施工，避免出現不必要的病害現象。應采取相應的防滲排水措施，避免現場路基內出現積水，提高施工的效率，對填料含水量變化情況進行合理控制。一方面可以使用科學完善的排水系統和設施，另一方面可以加快土體施工進度，快速進行攤鋪和碾壓，避免含水量的急劇增加，保持施工填料達到最佳的含水量狀態。

在施工過程中，為了減少裂縫等病害現象，應合理安排施工時間，有效銜接不同工序，合理配合，增強前后環節的連續性，避免出現中斷現象，有效加快施工進度，避免因不必要的擱置造成工期延誤的現象。如果遇上雨季，可以按照從兩邊到中間的順序預壓路基，控制碾壓的力度，不能過大也不能過小，避免導致裂縫的產生?？梢赃m當增加填筑寬度，保障路基的完整性，增強路基的整體性能。

5 結語

綜上所述，在公路工程中，路基施工具有重要地位，對于該文的路段選擇膨脹土填芯路基施工方案，可行性和經濟性較強，能夠提升路基的壓實度、平整度和整體強度，效果非常明顯。在實際施工過程的時候，需要嚴格控制填料含水量，按照施工方案，做好每個環節的施工，同時，應加強施工管理，降低自然干擾，提高施工人員的技術，增強施工的合理性，有效提升路基施工質量，滿足現代公路交通的需求。

參考文獻

[1]王青.膨脹土填芯路基施工技術研究[J].科技與企業，2015，10（7）：145-146.

[2]曹恒.NCS固化劑改善膨脹土填筑路基施工技術[J].焦作工學院學報（自然科學版），2015，10（3）：232-234.

[3]代學靈，趙輝.NCS固化劑改善膨脹土填筑路基施工技術[J].徐州工程學院學報，2015，10（6）：41-43.