公路路基膨脹土改良方法及施工質(zhì)量控制

劉艷雯

(山西晉北高速公路養(yǎng)護有限公司，山西 太原 030006)

0 引 言

隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度越來越快，公路建設作為國民經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵基礎設施建設工程。并且我國國土跨度廣在實際進行公路建設時常遇到多種不同的施工難題，其中膨脹土路基就是其中較為常見的施工難題，膨脹土多裂隙易風化并且有著較高的脹縮性十分容易導致道路安全問題的出現(xiàn)，所以對膨脹土改良方法及施工質(zhì)量控制方式分析，探尋出有效的施工方案意義重大。

1 工程概況

本文所選取工程路段富含膨脹土，據(jù)相關(guān)技術(shù)人員測量估計，總計逾65萬m3的膨脹土分布在工程路段。由于膨脹土本身的脹縮性和低強度，是無法直接應用于路基填筑施工的。但是如果直接棄用從另外的地區(qū)進行土壤的搬運則會使得工作量大幅度增加，提升了施工成本并且使得工程進度緩慢對環(huán)境造成較大的破壞。所以，需要科學有效的辦法進行膨脹土的解決，并盡量避免上述幾種問題；首先根據(jù)施工實際情況，提取的土深范圍在1～6 m之間，根據(jù)需求共選取土樣32份，經(jīng)過嚴格的監(jiān)測分析后發(fā)現(xiàn)此區(qū)域內(nèi)20%左右土壤為非膨脹土，剩余土壤中62.5%為弱膨脹土、15.6%為中膨脹土，取樣分析可知土壤總體看來膨脹性較弱所以要進行處理。

2 高速公路膨脹土處治方法確定

由于該工程的膨脹土量非常大，且膨脹土整體性較弱可以采用改良處理的方式進行土體改良。對于膨脹土的改良方法一般有三種：換填法、摻料法和封閉包邊法。膨脹土一般會大量聚集，所以使用換填法會使得當?shù)氐耐恋刭Y源更加緊張一般不會采用。但若僅僅使用摻料法則無法控制改良效果，且施工過程較為復雜。所以，根據(jù)本次工程項目實際，特采用摻料法與封閉包邊法共同進行土壤改質(zhì)，并經(jīng)過取樣試驗后發(fā)現(xiàn)利用生石灰進行土地改質(zhì)有更好的效果并且相對于熟石灰用料更少。

3 高速公路膨脹土改良施工技術(shù)要點

本次施工以40 cm為鋪設且整體膨脹性較弱，可做土性改良處治厚度進行土地改質(zhì)作業(yè)，關(guān)系到道路路基施工是道路施工過程中較為重要的一環(huán)所以要遵循以下幾點要點。

(1)放樣畫格。首先要按照施工圖紙的要求進行控制樁的放置，為了準確控制生石灰的用料特劃分區(qū)域每塊區(qū)域為7 m×8 m的方格每個方格內(nèi)摻填一車土料。

(2)運輸填料。填料的取用點確定后，由機械進行合理挖掘運輸至施工地后，施工人員使用全斷面法進行膨脹土的路基填土工作。按照30 cm的厚度進行初步填摻，遵循由遠及近由內(nèi)而外的施工順序，并安排專人進行整體工作的指揮。

(3)攤鋪填料。本次土壤改質(zhì)施工，通過交錯互推法進行填料均攤。并利用大型推土機在施工過程中自行將大塊的土壤壓碎，這樣方便后期的土地平整工作和土料拌和作業(yè)。值得注意的是在填料攤鋪施工環(huán)節(jié)，要求攤鋪設備按照設計路線均勻攤鋪，攤鋪階段要求施工人員嚴格的控制攤鋪的厚度，若發(fā)現(xiàn)攤鋪厚度達不到要求時則要增加調(diào)增攤鋪料的出料量。

(4)粗整平。在結(jié)束填料攤鋪工作后，可以使用推土機進行路基的初步平整。通常會使用路拌機進行初步平整只需要進行一兩次施工即可。若是效果不佳可以兩種機械同時使用確保較大土塊被碾碎顆粒大小在38 mm以下。

(5)生石灰攤鋪及一次路拌。完成上述工序后，可以進行生石灰的攤鋪作業(yè)。依舊使用推土機進行生石灰的攤鋪作業(yè)，而后再使用路拌機進行石灰與填料的均勻混合待混合均勻后并無素土夾層時即可結(jié)束填料施工，進行含水量的測定確定后續(xù)的養(yǎng)護時長。

(6)二次路拌。一般而言，施工后的石灰土含水量越高，則需要長時間的悶灰時間。為了確保工程效率特設定悶灰養(yǎng)護時間為六小時。悶灰養(yǎng)護的主要作用在于能夠確保生石灰料能夠全部熟化，以達到含水量的最佳要求。在具體作業(yè)階段按照工程的情況，對于路拌的遍數(shù)可控制在2～4遍，當整體質(zhì)量達標后，即可采用EDTA滴定的方式對灰量劑量離散性情況進行檢測，以保證摻灰均勻度調(diào)整使其達到施工要求。

4 高速公路路基膨脹土改良施工質(zhì)量控制

在膨脹土改良施工階段，控制土體含水量以及做好土質(zhì)材料的強度控制體提升強度的關(guān)鍵。因此，在具體施工環(huán)節(jié)，需要按照如下的要求對每一個過程進行分析。

4.1 填筑土體含水率控制

影響膨脹土路基土質(zhì)改良效果的因素是多方面的，其中最容易出現(xiàn)問題的就是土體中的含水量，這是導致單獨的摻料法無法確保改良效果的主要原因。在前提是摻灰量最優(yōu)時，土體的初含水量會直接影響改良效果。此次施工前施工團隊通過對樣品的模擬施工，在確定最佳摻灰量在6%的前提下確定膨脹土的初始含水量。在進行多次試驗后，并進行室內(nèi)室外兩方面模擬施工后確定了膨脹土的最佳含水量為19%。經(jīng)相關(guān)技術(shù)人員結(jié)合實際施工條件后，最終敲定膨脹土含水量在17%～21%之內(nèi)均可。為控制含水量保持在此范圍內(nèi)，可以通過路拌次數(shù)進行調(diào)整，經(jīng)模擬施工發(fā)現(xiàn)在路拌次數(shù)在4到7次之間時膨脹土的含水量可達到最佳含水量，因此在獲取含水量控制時間后對填筑材料的性能進行了調(diào)整保證了工程的質(zhì)量。

4.2 改良土體摻灰量

摻料法的難點就在于控制摻灰用量，生石灰使用量在一定范圍內(nèi)會對膨脹土土質(zhì)改良造成很大影響，包括含水量、強度即壓實度等等。所以，為確保改質(zhì)施工效果達到道路路基施工基本要求嚴格控制摻灰用量需要注意以下兩點。

(1)要控制灰料與土體的均勻混合程度。在進行灰料攤鋪并結(jié)束多次路拌后，可以通過EDTA滴定法選取不同區(qū)域不同深度的石灰土進行隨機的取樣分析灰料的均勻程度。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，當路拌次數(shù)在五次以下時灰料的使用量會在較大范圍內(nèi)波動難以確定，當路拌次數(shù)在五次以上時灰料用量只會在一定范圍內(nèi)具有較高的代表性。

(2)要嚴格控制灰料用量。通常而言行業(yè)內(nèi)普遍進行灰料用量測定方法為使用直讀式測鈣儀或是利用EDTA滴定法。兩種方法相對而言，測鈣儀測量方便但誤差較大EDTA滴定法雖較為復雜但勝在準確率高，考慮到本次施工要求較高，最終選用EDTA滴定法進行灰料用量的測定。在路拌次數(shù)保持在五次以上時，對灰料用量影響較大的因素為養(yǎng)護時間的長短。經(jīng)多次對比試驗可以發(fā)現(xiàn)，在養(yǎng)護時間一定時可以通過滴定所消耗的溶液量確定灰料用量。而在灰料用量一定時養(yǎng)護時間越長越能消耗更多的試劑進行滴定。綜合說明在確定灰料用量時，必須將養(yǎng)護時間的長短進行相應控制。若是在養(yǎng)護階段發(fā)現(xiàn)灰料用量不足則進行加料作業(yè)；若是發(fā)現(xiàn)用量過多則可以通過增加路拌次數(shù)進行調(diào)整。

5 結(jié) 語

依據(jù)上文，通過對此次實際施工過程中對膨脹土的土壤改質(zhì)操作，探究了正確的膨脹土處理方案。在確定換填法無法進行后，依據(jù)實際情況同時使用摻料法與封閉包邊法進行膨脹土的改良。并對改質(zhì)施工過程中的各個要點進行了相應的敘述，望對今后的公路建設遇見膨脹土時，提供參考性較高的經(jīng)驗和方法。