膨脹土路基施工工法

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1、膨脹土路基施工工法一、前言膨脹土路基是工程建設(shè)中常見的一種特殊土路基，膨脹土不能直接作為路基填料，必須經(jīng)過改良處理，使膨脹土的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，以達(dá)到降低膨脹土膨脹潛勢(shì)、增加強(qiáng)度和提高水穩(wěn)性的目的，有效防止土體邊坡滑坍和變形，保證路基穩(wěn)定、耐久。中鐵一局四公司承建的湖北孝（感）襄（樊）高速公路有12km膨脹土路基，他們針對(duì)膨脹土路基施工進(jìn)行了科技立項(xiàng)，通過大量的試驗(yàn)和實(shí)踐，分析總結(jié)了膨脹土路基施工的特點(diǎn)，掌握了膨脹土路基施工工藝，快速、高效、優(yōu)質(zhì)地完成了施工任務(wù)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，其科研成果獲得局科技進(jìn)

2、步三等獎(jiǎng)。在施工過程中，不斷總結(jié)提高，形成本工法。二、工法特點(diǎn)1膨脹土路基改良處理，縮短了土的涼曬時(shí)間，加快了施工進(jìn)度，并能夠降低工程成本。2膨脹土路基改良處理后，能夠消除質(zhì)量隱患，保持路基穩(wěn)定。3膨脹土路基采用“封水法”防護(hù)措施，能夠防止土體邊坡滑坍和變形。三、適用范圍本工法適用于高速公路、一級(jí)公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)等工程的膨脹土路基施工，也可用于膨脹土路基的病害加固處理。四、施工工藝㈠工藝原理1膨脹土的特性及分類表1膨脹土判別及分類膨脹土是一種遇水急劇膨脹，失水則嚴(yán)重干縮的高塑性粘土，它含有蒙脫石及伊利石、高嶺石等膨脹性礦物

3、，具有很強(qiáng)的親水性、持水性和很高的可塑性及粘聚性，工程力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定。根據(jù)交通部《公路路基施工技術(shù)規(guī)范》JTJ033-95，膨脹土大致可分強(qiáng)、中、弱三級(jí)，見表1。72膨脹土的方案選擇與機(jī)理分析目前我國(guó)對(duì)膨脹土地區(qū)工程設(shè)計(jì)和施工主要是換填或改良處理兩種方案。換填是膨脹土路基最簡(jiǎn)單而且有效的處理方法。即挖除膨脹土，換填非膨脹土或砂礫土，換土深度根據(jù)膨脹土的強(qiáng)弱和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)確定。在一定深度以下的膨脹土含水量基本不受外界氣候的影響，該深度和該含水量稱之為該膨脹土在該地區(qū)的臨界深度和臨界含水量。由于各地的氣候不同，膨脹土的臨界

4、值也有所不同。通常弱—中膨脹土換填為1.0～1.5m，強(qiáng)膨脹土為2m。改性處理就是在膨脹土體內(nèi)均勻摻入固化材料，使膨脹土的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，以達(dá)到降低膨脹土膨脹潛勢(shì)、增加強(qiáng)度和提高水穩(wěn)性的目的。固化材料一般采用石灰、水泥或NCS固化材料，現(xiàn)以石灰為列進(jìn)行機(jī)理分析：膨脹土中摻入石灰遇水后發(fā)生反應(yīng)（CaO+H2O=Ca(OH)2），生成氫氧化鈣。氫氧化鈣具有可溶性堿的通性。它容易和空氣中的二氧化碳結(jié)合生成碳酸鈣晶體（Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O），而結(jié)成硬塊，且碳酸鈣本身就是一種非膨脹礦物，對(duì)提高強(qiáng)度，減小

5、土的脹縮性起主要作用。3確定摻灰量根據(jù)交通部JTJ013—95公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范以“摻石灰后脹縮總率不超過0.7%為宜”。為了保證膨脹土改良徹底成功，必須做不同摻量的對(duì)比試驗(yàn)，測(cè)定脹縮率指標(biāo)是否達(dá)到要求，并結(jié)合含水量、壓實(shí)度、CBR值等情況綜合確定摻灰量。㈡工藝流程膨脹土改性拌合有路拌、場(chǎng)拌和悶拌等幾種方法，其方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，施工中最常用、最方便快捷的是路拌法（路拌法即在路基上將石灰與路基填料直接拌合）。這里主要論述路拌法改良膨脹土施工工藝。膨脹土路基施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→地基處理→測(cè)量放線→分層填筑→平整靜壓→摻灰拌和→

6、測(cè)定摻灰量→碾壓→檢測(cè)。㈢施工要點(diǎn)1填土7根據(jù)填料區(qū)段、松鋪厚度計(jì)算所需膨脹土的數(shù)量及每車料的堆放位置和間距，用石灰灑成方格，將填料按卸至方格內(nèi)，松鋪厚度一般不大于30cm。2平整用竹竿標(biāo)尺及掛線標(biāo)出填層高度，用推土機(jī)將填料攤鋪整平。若膨脹土較濕時(shí)，應(yīng)用五鏵犁翻耕晾曬，施工時(shí)可用核子儀快速檢測(cè)含水量以確定晾曬時(shí)間及灑水量。用平地機(jī)初平，使各處填土厚度均勻，用壓路機(jī)快速靜壓一遍。3摻石灰拌合將攤鋪機(jī)平整的土用核子密度儀或灌砂法、環(huán)刀法測(cè)土的干密度ρ土及含水量；用鋼釬和卷尺測(cè)量土的松鋪厚度h土；按下式計(jì)算摻石灰攤鋪所需的厚度H

7、灰。將石灰運(yùn)至填筑區(qū)段用平地機(jī)按計(jì)算的厚度進(jìn)行攤鋪，必要時(shí)采用人工配合，若石灰摻量少，按厚度攤鋪有困難，可折算每平方所用的石灰質(zhì)量，用畫方格的方法，每一方格內(nèi)按計(jì)算的石灰重量進(jìn)行攤鋪。攤鋪均勻后用五鏵犁翻耕，路拌機(jī)拌合均勻。4碾壓前檢測(cè)首先是石灰劑量的檢測(cè)，將現(xiàn)場(chǎng)拌合好的石灰土取樣，通過EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，來確定石灰劑量是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，如果摻灰量不足則摻至滿足規(guī)范要求。其次測(cè)改性土的含水量，控制在最佳含水量的-2%~+3%范圍內(nèi)，必要時(shí)需晾曬或?yàn)⑺?碾壓階段用重型振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，先靜壓再振動(dòng)再靜壓，從兩邊往

8、中間，先慢后快。壓實(shí)度與碾壓機(jī)械的選擇有關(guān)，土質(zhì)變化時(shí)可適當(dāng)調(diào)整碾壓遍數(shù)，直至壓實(shí)度滿足規(guī)范要求。6檢測(cè)《公路路基施工規(guī)范》規(guī)定膨脹土的檢測(cè)頻率為4點(diǎn)/1000m2，為保證工程質(zhì)量，可用核子密度儀快速檢測(cè)，用灌砂法做對(duì)比進(jìn)行校正，既保證了檢測(cè)頻率及準(zhǔn)確性，又縮短了檢測(cè)時(shí)間，加快了作業(yè)循環(huán)及施工進(jìn)度。㈣防