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摘要:隨著公路建設(shè)里程的持續(xù)增加，越來越多公路修建于不良地基之上，如膨脹土。作為一種特殊性黏土，膨脹土具有多裂隙、易風(fēng)化、脹縮顯著等特性，若處理不當(dāng)極易影響工程質(zhì)量。為此，必須改良路基膨脹土，提高路基的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性。在充分了解膨脹土特性的前提下，結(jié)合具體案例，采用生石灰改良膨脹土的包邊法進(jìn)行處理，從而提高路基施工質(zhì)量，延長工程使用壽命。

關(guān)鍵詞:膨脹土;改良方法;質(zhì)量控制

1膨脹土的特性

膨脹土是一類由伊利石、蒙脫石等親水性礦物組成的硬塑性黏土，對環(huán)境濕度變化敏感。膨脹土體積改變和含水率息息相關(guān)。含水率越大，土的體積越膨脹，強(qiáng)度下降速度越快。一般可認(rèn)為膨脹土具有脹縮性、超固結(jié)性、多裂隙性等特性。

2工程概況

某公路工程沿線存在斷續(xù)，分布著厚度不一的膨脹土，多為弱、中等膨脹性。按照現(xiàn)行規(guī)范要求，路基填筑不得直接采用膨脹土，若棄之不用，需要大量借土，甚至?xí)斐少Y源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題。基于經(jīng)濟(jì)性原則，決定采取生石灰改良膨脹土的包邊法進(jìn)行處理。

3路基包邊處理方案的確定

選取生石灰(6%)對路基頂封層、底封層與兩側(cè)包邊進(jìn)行膨脹良填筑。由于本工程路基填筑高度在10m以內(nèi)，按照現(xiàn)行規(guī)定，遵循“放緩坡率、加寬平臺(tái)、加固坡腳”的原則，根據(jù)填筑高度劃分邊坡坡率范圍，填筑高度在6m以內(nèi)時(shí)，可選擇1∶1．25～1∶1．5坡率;填筑高度在6～10m，選擇1∶1．5～1∶1．75坡率，并設(shè)平臺(tái)，2m寬。結(jié)合工程實(shí)際，采取3種不同的路基包邊處理方案。

3.1低路堤膨脹土路堤包邊方案

按照現(xiàn)行規(guī)定，填筑高度在6m以下時(shí)，可認(rèn)定為低路堤。根據(jù)上述分析，低路堤膨脹土路堤包邊可采取1∶1．25～1∶1．5坡率，4m為包邊厚度。采用40cm為頂、底封層厚度，為保證路堤排水通暢，還需設(shè)置護(hù)坡道、邊溝等設(shè)施。

3.2高路堤膨脹土路堤包邊方案

高路堤是指填筑高度在6～10m，按照上述要求，可采用1∶1．5～1∶1．75坡率，根據(jù)工程實(shí)際情況，本文采用1∶1.75作為路堤邊坡坡率，并設(shè)平臺(tái)。4m為包邊厚度，同樣以40cm為頂、底封層厚度，設(shè)護(hù)坡道、邊溝等。

3.3膨脹土地基處理方案

防排水結(jié)構(gòu)須設(shè)于地基和路基之間，通過這種結(jié)構(gòu)可阻斷雨水下滲，最終實(shí)現(xiàn)地基土濕度與變形平衡。通常情況下，當(dāng)弱、中膨脹良后便可用于路堤填筑，為保證路堤穩(wěn)固，一般還會(huì)采取措施加固邊坡。在本工程膨脹土地基處治中，主要做好填方、挖方膨脹土地基處理。

4公路路基膨脹良施工工藝

4.1現(xiàn)場鋪土

1)放樣掛線。按照地面實(shí)際高程和設(shè)計(jì)要求，放出中樁、邊樁，并將層厚標(biāo)記到邊樁上，通過尼龍繩進(jìn)行連接，以此進(jìn)行填筑寬度、厚度控制。此外，還可以7m×8m在路基層用石灰畫格，為填料攤鋪提供方便。2)運(yùn)輸填料。運(yùn)輸時(shí)，選取挖掘機(jī)進(jìn)行挖裝土，自卸汽車運(yùn)輸。按7m×8m畫格標(biāo)準(zhǔn)確定每一個(gè)填筑層，30cm為松鋪厚度，1．13為松鋪系數(shù)。經(jīng)計(jì)算，15m3為每個(gè)灰格的松土方數(shù)量，即1個(gè)自卸汽車的裝載量。在施工過程中，可按照自卸汽車的具體運(yùn)輸方量進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。3)攤鋪填料。按照掛線在攤鋪時(shí)做好填料厚度、寬度控制，通過推土機(jī)粗平，保證松鋪厚度不超過30cm。4)顆粒破碎。完成上述施工后，若仍存有大土塊，須采用履帶進(jìn)行初步碾壓、破碎，保證土塊粒徑小于設(shè)計(jì)要求。5)含水率檢測。含水率檢測是檢驗(yàn)膨脹土含水量的重要途徑。根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，20%～25%為填料初始含水量，本文以酒精法為準(zhǔn)進(jìn)行測定，可獲取土樣初始含水率為22．5%，可滿足要求。

4.2現(xiàn)場鋪灰

按照5m×5m畫格，將石灰鋪設(shè)到攤鋪平整的土體填料上。30cm為松鋪厚度，0．45m3為每個(gè)灰格的鋪灰量。隨后通過推土機(jī)等進(jìn)行整平。與此同時(shí)，針對大塊生石灰料可采用履帶進(jìn)行碾壓、破碎，保證灰料粒徑在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。

4.3路拌悶灰

綜合考慮工程實(shí)際情況，采取二次路拌法進(jìn)行路拌悶灰處理。具體流程如表2所示。待完成路拌悶灰之后，同樣可采用酒精法對改良土的含水率進(jìn)行快速檢測，保證含水率控制在17%～21%之間，所得結(jié)果為19%，可滿足要求。

4.4碾壓平整

碾壓流程為:粗整平—靜碾壓—精平—振動(dòng)碾壓，具體如下。1)粗整平。初始碾壓多采用推土機(jī)進(jìn)行粗整平，隨后采用平地機(jī)進(jìn)行修正，并設(shè)路拱，為2%～4%。2)靜碾壓。本工程靜碾壓時(shí)，采取光輪壓路機(jī)，碾壓遍數(shù)為1～2遍。3)精平。待完成上述碾壓作業(yè)后，可通過平地機(jī)進(jìn)行精平。4)振動(dòng)碾壓。按照“兩側(cè)—中間、慢—快、靜—振”原則進(jìn)行碾壓施工，振動(dòng)碾壓遍數(shù)為3～5遍，最后做光面碾壓。

4.5包邊層施工

包邊層施工，先攤鋪改良后的膨脹土，隨后采用推土機(jī)、平地機(jī)、路拌機(jī)進(jìn)行破碎碾壓、粗平、路拌施工。若土塊粒徑在37．5mm以上，可適當(dāng)增加路拌次數(shù)，保證粒徑滿足設(shè)計(jì)要求。若土塊粒徑在37．5mm以內(nèi)，須將適量生石灰鋪筑到兩側(cè)包邊部分，并通過路拌機(jī)進(jìn)行均勻拌和，最后碾壓處理。

5公路路基膨脹良質(zhì)量控制措施

5.1填筑土體含水率控制

根據(jù)試驗(yàn)分析可知，路拌遍數(shù)、布點(diǎn)數(shù)量、布點(diǎn)深度等均會(huì)影響改良土體的含水率變化。因此，為合理控制填筑土體含水率，須保證路拌遍數(shù)滿足要求。本工程最佳含水率在19%左右，當(dāng)路拌遍數(shù)控制在4～7遍時(shí)，含水率可滿足要求。通過酒精試驗(yàn)法，當(dāng)測點(diǎn)超過5個(gè)，測點(diǎn)深度須控制在10～20cm，測試時(shí)間小于12h的情況下，能夠準(zhǔn)確地反映土體的實(shí)際含水率。

5.2改良土體摻灰量的控制

改良膨脹土的摻灰量多少對其壓實(shí)度、內(nèi)摩擦角、抗剪強(qiáng)度等具有重要影響。為保證改良土壓實(shí)度指標(biāo)達(dá)到施工要求，必須合理控制改良土的灰劑量。本工程對石灰劑量具有較高精度要求，為滿足工程實(shí)際需求，可采用EDTA滴定法，但是，石灰改良膨脹土?xí)r，EDTA滴定法往往會(huì)產(chǎn)生灰劑量衰減效應(yīng)。為消除此類不良影響，在EDTA標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制中，應(yīng)充分意識(shí)到改良土養(yǎng)護(hù)時(shí)間效應(yīng)的重要性，準(zhǔn)確測量出改良土石灰的摻量，有效控制灰劑量。相比設(shè)計(jì)灰劑量，若檢測的灰劑量較小，須適當(dāng)加灰;若檢測的灰劑量較大，則可適當(dāng)增加路拌遍數(shù)。

6結(jié)語

作為一種特殊性黏土，膨脹土具有多裂隙、易風(fēng)化、脹縮顯著等特性，若處理不當(dāng)，將嚴(yán)重影響公路工程質(zhì)量。目前，常采用物理處理法、化學(xué)改良法、換填法等處理膨脹土。石灰改良膨脹土是最理想的一種處理方法，這種方法具有良好的處治效果，且經(jīng)濟(jì)效益好，值得推廣。

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作者:張俊雅 單位:許昌華通路橋監(jiān)理檢測有限公司