劉曉永

（中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

論石灰改性膨脹土路基填筑施工技術(shù)

劉曉永

（中鐵二十五局集團(tuán)第四工程有限公司，廣西 柳州 545027）

摘 要：本文先介紹了膨脹土和石灰改性膨脹土的基本性質(zhì)，然后具體闡述了石灰改性膨脹土填筑路基的施工過(guò)程。

關(guān)鍵詞：膨脹土；石灰改性膨脹土；路基填筑；施工技術(shù)

一、項(xiàng)目概述

某鐵路全長(zhǎng)34.8km，設(shè)計(jì)時(shí)速100km，所經(jīng)地區(qū)廣泛分布膨脹土，主要位于地表層，厚度大概在5m～14m，屬中性膨脹土，且該地區(qū)雨量充沛，地表水系發(fā)達(dá)，路基施工難度較大。經(jīng)項(xiàng)目初步策劃，決定采用石灰對(duì)該土質(zhì)進(jìn)行改良。

膨脹土屬于高液限粘土，具有吸水膨脹、失水收縮雙重特性，性質(zhì)不穩(wěn)定，容易發(fā)生變形，且吸水后強(qiáng)度急劇衰減，干縮后裂隙發(fā)育較快，對(duì)路基危害極大，常使路基產(chǎn)生豎向及水平變形，造成位移、開(kāi)裂、傾斜破壞等，很容易形成網(wǎng)狀裂縫。膨脹土之所以有這樣的特性是因?yàn)樗某煞种泻休^多諸如蒙脫石、硫化鐵、伊利石等親水性礦物質(zhì)。為了更好的采取措施進(jìn)行施工，判定膨脹土?xí)r要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，主要依據(jù)對(duì)土質(zhì)自由膨脹率、液限和塑性指數(shù)指標(biāo)的檢測(cè)來(lái)判斷。膨脹土根據(jù)自由膨脹率大小可以劃分為三個(gè)等級(jí)：弱膨脹土、中性膨脹土、強(qiáng)性膨脹土。經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得該段沿線的膨脹土自由膨脹率在65%～90%之間，屬于中性膨脹土，經(jīng)改良后可以用于鐵路路基填料。而強(qiáng)性膨脹土是不能作為路基填料的。設(shè)計(jì)采用摻加5%劑量石灰進(jìn)行改性處理，石灰選用二級(jí)以上生石灰。經(jīng)石灰改性后的膨脹土，性質(zhì)發(fā)生了很大變化，土體天然含水量大大降低，液限和塑性指數(shù)也都降低，強(qiáng)度明顯增加，脹縮總率基本接近0，能夠達(dá)到規(guī)范要求的路基填料標(biāo)準(zhǔn)。

二、石灰改性膨脹土填筑路基施工工藝

1 施工前準(zhǔn)備工作。施工前準(zhǔn)備工作主要包括試驗(yàn)準(zhǔn)備，材料準(zhǔn)備、松鋪厚度確定、測(cè)量準(zhǔn)備、人工機(jī)械準(zhǔn)備等。施工前首先需對(duì)準(zhǔn)備作為填料的取土場(chǎng)進(jìn)行取樣，把符合Ⅱ級(jí)以上級(jí)別的石灰和土樣按設(shè)計(jì)要求的摻配比例混合后進(jìn)行土工試驗(yàn)，確定路基填筑時(shí)的控制標(biāo)準(zhǔn)，如最大干密度和最佳含水量。然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)備料，石灰存放場(chǎng)地應(yīng)選在取土場(chǎng)附近和地勢(shì)較高的位置，最好臨近水源，如果長(zhǎng)時(shí)間堆放需覆蓋封存。生石灰在使用前7-10天進(jìn)行消解，消解后的石灰應(yīng)該能通過(guò)10毫米篩孔的篩。根據(jù)每段每層路基填筑的寬度、厚度、長(zhǎng)度和測(cè)得的干密度計(jì)算所需要的石灰量和灰土數(shù)量，根據(jù)石灰摻配比例、材料含水量以及現(xiàn)場(chǎng)料車運(yùn)輸能力計(jì)算每種材料用量和每車料的堆放距離。

接下來(lái)是松鋪厚度的確定，松鋪厚度是根據(jù)拌合設(shè)備的拌合能力、壓路機(jī)壓實(shí)效果等通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定的。本段落松鋪厚度確定為20cm～25cm，壓實(shí)后厚度大概在15cm～20cm。最后進(jìn)行測(cè)量準(zhǔn)備工作，需進(jìn)行施工放樣，訂出中線樁、邊樁、高程控制樁的位置，繪制縱斷面圖、樁點(diǎn)分布圖、排水系統(tǒng)圖等。這里特別值得一提的是，膨脹土路基填筑要特別重視排水系統(tǒng)的施工，設(shè)置縱橫向排水系統(tǒng)，疏通水系，降低路基施工范圍內(nèi)的地表水位，為填前碾壓質(zhì)量控制、路基基底順利封底提供保障。

2 清表處理、填前碾壓。路基填土前先要清除地表土、雜草等，并挖出淤泥，泥質(zhì)軟土等進(jìn)行填筑前碾壓，壓實(shí)度要符合圖紙要求，檢測(cè)合格后才開(kāi)始填筑石灰改性膨脹土。如果路基填土高度在一米以內(nèi)，需挖除30cm～60cm膨脹土后換填石灰改性膨脹土。

3 石灰改良土的初步拌合。石灰改良土的備料一定要選在取土場(chǎng)附近或路基零填挖斷面內(nèi)比較平坦的場(chǎng)地集中進(jìn)行，可以避免對(duì)周圍環(huán)境的污染。清除地表土后先用挖掘機(jī)或推土機(jī)在土場(chǎng)取土，然后根據(jù)取土深度計(jì)算出的石灰用量摻配石灰，所取土的含水量要控制在最佳含水量提高3%～4%，用挖掘機(jī)或裝載機(jī)將石灰土進(jìn)行初步拌合一到兩遍，燜料24h～48h。燜好的石灰土顆粒不宜大于10cm，最大不能超過(guò)15cm，拌合好的石灰土可以采用EDTA法進(jìn)行石灰劑量的檢測(cè)，如果摻灰不足，在路拌時(shí)需根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果增加石灰劑量，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求，石灰土的含水量應(yīng)大于試驗(yàn)最佳含水量2%左右。

4 運(yùn)輸和攤鋪。石灰土在備料場(chǎng)初步拌合后運(yùn)到填筑現(xiàn)場(chǎng)，每臺(tái)運(yùn)輸車輛所裝灰土數(shù)量應(yīng)大致相等，便于松鋪厚度的控制，厚度按照試驗(yàn)確定的厚度控制，不能過(guò)厚，否則灰土拌和機(jī)拌合深度達(dá)不到，造成底部石灰土拌合不到位。根據(jù)計(jì)算確定卸料距離，灑上縱橫石灰網(wǎng)格線，從路基一端開(kāi)始，左右成行，前后等距離布土，注意不能長(zhǎng)時(shí)間堆放，應(yīng)盡快用推土機(jī)和挖掘機(jī)進(jìn)行攤鋪。

5 路拌機(jī)二次拌和。在拌合前要檢測(cè)石灰土的含水量，如果含水量過(guò)小，應(yīng)適當(dāng)灑水；含水量過(guò)大，攤鋪時(shí)應(yīng)晾曬，在灑水或晾曬期間要及時(shí)檢測(cè)灰土的含水量，使含水量大于最佳含水量的1%～2%。拌合設(shè)備要采用專用灰土拌和機(jī)充分拌合，拌合過(guò)程要隨時(shí)檢查拌合的深度、均勻性、顆粒粒徑，使拌合均勻，不存在夾層，為碾壓創(chuàng)造有利條件。注意不得在雨天施工，雨季要采取必要的防護(hù)措施。

6 整型與碾壓。路基整型要按照?qǐng)D紙規(guī)定的坡度和路拱進(jìn)行，在灰土拌合均勻后先用平地機(jī)初步整平和整型，在直線段，平地機(jī)由路邊向路拱中心進(jìn)行刮平，然后用鋼輪壓路機(jī)快速碾壓一遍，以突出潛在不平整部分，再用平地機(jī)將不平地方進(jìn)行精平，如遇到局部低洼處機(jī)械不容易整平的地方應(yīng)配合人工整平。碾壓前檢查鋪裝石灰土層的寬度和厚度。在整平過(guò)程中一定要處理好接縫，接縫要順直平整。整平之后就是碾壓，采用18t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓應(yīng)該遵循“先邊后中，先輕后重，先穩(wěn)后振，先慢后快，由弱至強(qiáng)”的原則，控制好碾壓速度，直至達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度為止。

7 養(yǎng)護(hù)。為了保證灰土施工完后表面不開(kāi)裂，上下層灰土施工應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，最好不要超過(guò)24h。否則需要采取必要的養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行保濕處理。如果已經(jīng)出現(xiàn)裂紋，在上層灰土施工前需對(duì)下層進(jìn)行灑水重新碾壓，封閉裂紋。

8 石灰改性膨脹土路基質(zhì)量檢測(cè)。石灰改性膨脹土路基質(zhì)量檢測(cè)最重要的檢測(cè)項(xiàng)目就是壓實(shí)度。壓實(shí)度采用灌砂法，由于壓實(shí)度檢測(cè)的頻率較高，強(qiáng)度較大，檢測(cè)需要時(shí)間長(zhǎng)，因此根據(jù)路基實(shí)際情況，采用分組方式，運(yùn)用多個(gè)檢測(cè)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行，還可以根據(jù)各區(qū)域壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)不同適當(dāng)運(yùn)用核子儀輔助檢測(cè)，以提高檢測(cè)效率，但應(yīng)做對(duì)比試驗(yàn)。

結(jié)語(yǔ)

石灰改性膨脹土路基填筑施工技術(shù)作為一項(xiàng)成熟的施工技術(shù)已經(jīng)被工程廣泛使用，但是其施工過(guò)程仍有很多需要改進(jìn)之處，這就需要我們不斷通過(guò)實(shí)踐去探索，去研究，通過(guò)精細(xì)化施工、管理、控制來(lái)更好的保證工程質(zhì)量，節(jié)約建設(shè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)企業(yè)名利雙收。

參考文獻(xiàn)

[1]TB10102-2010，鐵路工程土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

中圖分類號(hào)：TU74

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A