趙先宇

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，必須結(jié)合公路工程實(shí)際情況，選取相應(yīng)施工技術(shù)，切實(shí)提升路基施工質(zhì)量。石灰改良膨脹土技術(shù)能夠?qū)ε蛎浲谅坊M(jìn)行有效處理，提高路基承載力。為此，本文在充分了解膨脹土特性的基礎(chǔ)上，結(jié)合某具體工程案例，對(duì)石灰改良膨脹土路基施工準(zhǔn)備、技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：膨脹土；路基工程；特性

1 膨脹土特性分析

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。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。

2 石灰改良膨脹土路基施工準(zhǔn)備

某公路路基第一合同段共有156萬m3粘土、弱膨脹土路基改良處理工程，其中121萬m3為主線段K23+075—K35+508.5所需處理量。根據(jù)工程建設(shè)所需，本工程選取5%石灰改良處理路床，原地面清理后，可選取3%石灰改良處理路堤。

2.1 施工機(jī)械準(zhǔn)備

施工前應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)性、協(xié)作性原理合理配置施工機(jī)械設(shè)備，本工程以200m作為作業(yè)區(qū)段長(zhǎng)度，可配備穩(wěn)定土路拌機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、平地機(jī)、推土機(jī)等。

2.2 材料準(zhǔn)備

施工前對(duì)多個(gè)取土場(chǎng)、部位、深度的膨脹土進(jìn)行物理力學(xué)性能試驗(yàn)，以此對(duì)膨脹土的指標(biāo)進(jìn)行確定。主要試驗(yàn)內(nèi)容為自由膨脹率、比重、天然含水量等。除此之外，還要取樣檢測(cè)石灰質(zhì)量，如鈣、鎂含量等，并對(duì)其等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)定，如質(zhì)量與施工規(guī)范規(guī)定不符，則不得使用，要求在二級(jí)以上控制石灰技術(shù)指標(biāo)。一般在較高地勢(shì)位置放置石灰，并接近水源，便于運(yùn)輸。石灰等級(jí)、類型不同需分別放置，特殊情況下進(jìn)行隔墻砌筑，如存放時(shí)間過長(zhǎng)需做好覆蓋封存工作。除此之外，還應(yīng)做好石灰加工工作，按照設(shè)計(jì)規(guī)定，需選取熟石灰進(jìn)行膨脹土改良，施工前，需先消解、過篩石灰，并集中堆放、處理消解后的剩余料。

3 石灰改良膨脹土路基施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 取土悶灰

選取生石灰作為取土悶灰的材料，要求施工前將土坑內(nèi)的雜物清理干凈，如地表耕直土、腐渣土等，隨后推平地表，通過原狀土的相關(guān)參數(shù)對(duì)各車生石灰的攤鋪面積進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，隨后將方格打在地面上，且利用人工的方式把生石灰均勻地?cái)備伒礁鱾€(gè)方格內(nèi)，并利用挖掘機(jī)進(jìn)行3到4天挖土悶料。為確保土料含水量最佳化及產(chǎn)生土料“砂化”效果，要求通過挖掘機(jī)在悶料環(huán)節(jié)每天都進(jìn)行1遍土料翻拌。

3.2 上土攤鋪

選取水平分層填筑法填筑路基，填筑是路基2側(cè)需多出30到50cm。按照土的壓實(shí)厚度、松鋪系數(shù)等進(jìn)行各車土松鋪面積的確定，且將方格打在地面上，并有效控制方格內(nèi)土的用量。運(yùn)土一般都會(huì)選取自卸汽車，推土機(jī)攤鋪施工中應(yīng)具有均勻性。

3.3 翻曬破碎

土料在第一次摻灰處理且攤鋪后，可及時(shí)翻曬、破碎土料。按照當(dāng)天天氣情況進(jìn)行翻曬，定時(shí)選取鏵犁翻耕土料，并進(jìn)行土塊破碎施工。翻曬土料環(huán)節(jié)，要求對(duì)土料含水量進(jìn)行定期測(cè)量，并對(duì)土塊破碎具體情況進(jìn)行檢查及進(jìn)行第二次摻灰時(shí)間的確定。

3.4 二次摻灰

第二次摻灰時(shí)間，以土料內(nèi)土料粒徑在8cm以下且土料含水量為最佳值范圍內(nèi)時(shí)進(jìn)行施工。選取消石灰作為第二次摻灰材料，施工前土層表面需選取輕型壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)，隨后通過平地機(jī)做好整平工作，且根據(jù)壓實(shí)土層的實(shí)際干密度、厚度等技術(shù)指標(biāo)對(duì)二次摻灰量、每車攤鋪面積加以準(zhǔn)確確定，同第一次摻灰一樣，要求將方格打在地面上，且控制每車石灰攤鋪量，隨后通過人工結(jié)合平地機(jī)的方式均勻攤鋪石灰，確保其平整度。

3.5 粉碎拌和

均勻攤鋪、整平石灰材料后，需及時(shí)進(jìn)行土料粉碎施工，選取的機(jī)械為穩(wěn)定土拌和機(jī)。粉碎施工階段，要求指派專人對(duì)拌和機(jī)的拌和深度進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，防止素土夾層問題產(chǎn)生。除此之外，要求進(jìn)行一次粉碎施工，就必須對(duì)土料的含水量、土顆粒分布情況進(jìn)行一次檢測(cè)，直到土顆粒在5cm以上的材料含量在5%以下，及土顆粒在2cm以上的含量在20%以下即可。

與此同時(shí)，土料粉碎后在對(duì)其石灰劑量、含水量進(jìn)行測(cè)試時(shí)，相比設(shè)計(jì)石灰劑量，各個(gè)測(cè)點(diǎn)石灰劑量應(yīng)多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范圍內(nèi)，就可以實(shí)施整平、碾壓施工。當(dāng)具有較低灰劑量，需進(jìn)行石灰快速補(bǔ)充及拌和施工，當(dāng)具有較高含水量時(shí)，可通過鏵犁不間斷地進(jìn)行翻拌施工，以此達(dá)到含水量減小的目的。

3.6 穩(wěn)壓整平

粉碎土料后，可選取光輪壓路機(jī)進(jìn)行1遍穩(wěn)壓施工，隨后按照相關(guān)規(guī)定通過平地機(jī)進(jìn)行整平施工，其施工順序?yàn)閺倪厒?cè)到中間。整平施工中，需對(duì)土層厚度進(jìn)行及時(shí)測(cè)量，且按照此時(shí)土料松鋪系數(shù)進(jìn)行土層厚度合理化調(diào)整。進(jìn)行頂層施工時(shí)，在穩(wěn)壓、整平土層后需進(jìn)行高程測(cè)量，且根據(jù)設(shè)計(jì)高程、土料松鋪系數(shù)等再次整平土料，直到土層各項(xiàng)條件與設(shè)計(jì)規(guī)定相符。

3.7 碾壓

完成土料整平作業(yè)后，需及時(shí)進(jìn)行碾壓施工，應(yīng)具有連續(xù)性，直到其能夠滿足規(guī)定壓實(shí)度、外觀質(zhì)量。通過試驗(yàn)段確定碾壓機(jī)械組合、遍數(shù)，各層土碾壓時(shí)間必須控制在12h小時(shí)以內(nèi)。碾壓施工中，如表層含水量不足，出現(xiàn)松散問題，需及時(shí)進(jìn)行水分補(bǔ)充，并保證材料與輪胎不產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，隨后進(jìn)行碾壓施工。如局部位置出現(xiàn)彈簧問題，應(yīng)及時(shí)將彈簧土挖除，且回填質(zhì)量合格的土料，并做好壓實(shí)施工。碾壓施工順序?yàn)閺倪厒?cè)逐步碾壓到中間位置，壓路機(jī)需進(jìn)行40到50cm重疊，與其他位置相比，路基邊側(cè)位置應(yīng)多進(jìn)行2遍碾壓。

4 結(jié)束語

綜上所述，作為公路施工常見路基填料，膨脹土因其自身性特點(diǎn)，無法直接用于路基填筑施工。為保證路基填筑質(zhì)量、提高路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性，必須選取科學(xué)有效的措施予以處理。選取石灰改良膨脹土，可有效提升工程施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度，縮短施工工期，具有良好社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]楊俊，許威，張國(guó)棟，唐云偉，陳紅萍.不同材料對(duì)宜昌弱膨脹土膨脹性的改良效果研究[J].信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（01）.