摘要:闡述了在施工過(guò)程中對(duì)膨脹土的鑒別方法及施工注意事項(xiàng)，依托實(shí)際工程，介紹了針對(duì)膨脹土處置的一種常用方法，即采用石灰改良膨脹土，介紹了這種處置方法的施工工藝流程及施工中對(duì)摻灰量、含水率和土基CBＲ強(qiáng)度的檢測(cè)。研究結(jié)果表明:膨脹土存在脹縮特性，極大的影響路基質(zhì)量安全，采用石灰改良膨脹土可以提高路基強(qiáng)度，摻灰量大于6%，含水率控制在18%～19%可以有效改善膨脹土性能。
關(guān)鍵詞:道路工程;膨脹土路基;石灰改良土;施工
1膨脹土的鑒別及施工注意事項(xiàng)
1.1膨脹土的鑒別及種類
(1)在自然情況下，土體本身會(huì)有裂隙，通常一種是光滑面，另外一種是擦痕面。還要一些土體裂隙內(nèi)部充填著硬塑狀態(tài)的灰白色及灰綠色的粘土。(2)在丘陵、盆地邊緣和一些二級(jí)階地位置會(huì)出現(xiàn)膨脹土，這些位置的地形通常比較平緩，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的陡坡。(3)土體的裂隙會(huì)隨著季節(jié)溫度變化而出現(xiàn)張開(kāi)或閉合現(xiàn)象。(4)對(duì)土體的自由膨脹率進(jìn)行檢測(cè)，超過(guò)40%即有可能是膨脹土。
1.2膨脹土施工注意事項(xiàng)
(1)原則上不能將膨脹土作為路基填料，若用膨脹土作路基填料時(shí)，必須保證其摻灰改良后的脹縮率為零，確保處于最佳施工狀態(tài)。(2)對(duì)膨脹土進(jìn)行改良處理結(jié)束后，要使用非膨脹土將路基邊坡和路基頂部封層，再加鋪一層土工織布，保證膨脹土被包裹其中。(3)對(duì)膨脹土內(nèi)部含水率進(jìn)行檢驗(yàn)并將其控制在3%以內(nèi)。(4)注意施工時(shí)的天氣，避免雨季施工，做好現(xiàn)場(chǎng)的排水工作。
2工程實(shí)踐
2.1工程概況
某高速公路經(jīng)勘察測(cè)量后確定是膨脹土地基，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)膨脹土的特性、當(dāng)?shù)氐匦�、氣候條件，對(duì)試驗(yàn)段路采取在膨脹土中摻拌適量石灰，利用改良膨脹土填筑路基的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案是通過(guò)在膨脹土中添加適量石灰并進(jìn)行拌合，使其產(chǎn)生吸水、陽(yáng)離子交換、結(jié)晶、碳化等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)，其中土的性質(zhì)發(fā)生根本性變化，填料強(qiáng)度滿足路基設(shè)計(jì)要求，再經(jīng)過(guò)科學(xué)規(guī)范的工藝下進(jìn)行施工，使修筑好的路基具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
2.2試驗(yàn)段施工工藝流程
(1)準(zhǔn)備階段:按照設(shè)計(jì)圖紙要求準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量放樣;清除路基范圍內(nèi)的雜草、樹(shù)根和垃圾;對(duì)翻動(dòng)后的路基土進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)，保證基底承載力符合要求;做好排水系統(tǒng)，保證施工時(shí)排水通暢。(2)施工階段:第一步是將膨脹土與石灰集中拌合，施工現(xiàn)場(chǎng)采用裝載機(jī)拌合時(shí)，盡可能舉高料斗，再緩緩傾倒，使膨脹土在此過(guò)程中破碎成顆粒狀。每個(gè)拌合堆的體積不宜選取過(guò)大，避免拌合不充分。當(dāng)膨脹土與石灰拌合至顏色一致時(shí)即可說(shuō)明拌合均勻，否則要進(jìn)行補(bǔ)拌。第二步是檢測(cè)拌合均勻填料的摻灰劑量和含水率，規(guī)范上摻灰劑量在6%～8%，含水率在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)即符合要求，當(dāng)二者有其一不滿足要求時(shí)，可以補(bǔ)加石灰和灑水進(jìn)行二次拌合。最后將摻灰土運(yùn)至悶料場(chǎng)，表面覆蓋一層塑料帆布，對(duì)拌合后的摻灰土進(jìn)行悶料處理。第三步是確定試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)填料堆放的位置，通過(guò)自卸運(yùn)輸車將悶料完成的改良土運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后按照先前確定的堆放位置卸料，以保證后續(xù)攤鋪均勻。此外，為了保證路肩邊緣能有足夠的壓實(shí)度，堆放要滿足分層填筑時(shí)路肩兩側(cè)各加寬50cm左右的土方量。第四步是攤鋪整平，保證中線、兩側(cè)邊緣線范圍內(nèi)攤鋪均勻，厚度、密實(shí)度、拱度和平整度達(dá)到設(shè)計(jì)要求厚度。第五步是碾壓工作，當(dāng)填料含水率在最佳含水率±2%范圍內(nèi)時(shí)可以進(jìn)行機(jī)械碾壓施工。碾壓順序是先兩側(cè)、后中間、先慢后快、先靜壓后振動(dòng)碾壓，最后光面碾壓，相鄰橫向碾壓接頭之間輪跡重疊40cm～50cm。(3)驗(yàn)收階段:施工現(xiàn)場(chǎng)采用灌沙法分層檢測(cè)壓實(shí)度，合格后方可進(jìn)入下一道工序，對(duì)于檢測(cè)點(diǎn)位置壓實(shí)度不合格時(shí)，可以適當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)或靜置1d后再進(jìn)行碾壓，直至滿足規(guī)范要求為止。
2.3試驗(yàn)段路基填筑質(zhì)量檢測(cè)
(1)摻灰量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1所示。由表1可知，料場(chǎng)和現(xiàn)場(chǎng)路堤中石灰摻量均大于6%，說(shuō)明石灰改良膨脹土滿足摻灰量要求。(2)含水率檢測(cè)控制施工過(guò)程中的路基含水率對(duì)施工質(zhì)量有著極其重要的影響，施工現(xiàn)場(chǎng)隨機(jī)選取6個(gè)點(diǎn)進(jìn)行含水率檢測(cè)，圖1為試驗(yàn)段改良土的含水率檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)室內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)石灰改良土摻灰量為6%，最佳含水率為14.0%，所以應(yīng)將石灰改良土填筑時(shí)的含水率控制在14.0%±2%。由圖1可知，試驗(yàn)段現(xiàn)場(chǎng)含水率在20%～22%，不符合室內(nèi)試驗(yàn)的要求，但可以選擇在秋冬干燥季節(jié)施工，土料在翻曬的過(guò)程中失水更快，這樣可以將石灰改良土的含水率控制在18%～19%。(3)試驗(yàn)段石灰改良土的CBＲ強(qiáng)度檢測(cè)一般素膨脹土CBＲ值在2%左右，添加石灰改良后的強(qiáng)度會(huì)有提高，本文按照試驗(yàn)段路的6%摻灰量制備試件，測(cè)試CBＲ值。如表2所示。由表2的試驗(yàn)段土料CBＲ值檢測(cè)結(jié)果可知，經(jīng)石灰改良后的膨脹土CBＲ強(qiáng)度提高了7倍～10倍，完全符合路基設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)不同填筑分區(qū)的強(qiáng)度要求。
3結(jié)語(yǔ)
(1)膨脹土的鑒別是路基施工前期一項(xiàng)重要的步驟，極大影響后期路基、路面的施工及行車安全。(2)針對(duì)膨脹土路基可以采用石灰改良，石灰摻量大于6%，含水率控制在18%～19%時(shí)可以有效的改善膨脹土性能。(3)通過(guò)對(duì)石灰改良土CBＲ值檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)改良后土基強(qiáng)度提高了7倍～10倍，符合路基設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)不同填筑分區(qū)的強(qiáng)度要求。
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