膨脹土路基施工工藝

1、膨脹土路基施工工藝膨脹土是一種除具有一般粘性土所共有的物理、化學(xué)性質(zhì)外，主要是由親水性粘土礦物成份蒙脫石、伊利石和高嶺土所組成，同時(shí)具有吸水顯著膨脹軟化和失水收縮硬裂的變形特征。根據(jù)膨脹土的物理、化學(xué)特性，膨脹土分強(qiáng)膨脹土、中等膨脹土和弱膨脹土三類。類別工程地質(zhì)特征粘土礦物成分粘粒含量%液限WL%塑限WP%自由膨脹率%脹縮總率%強(qiáng)膨脹土灰白色，灰綠色，粘土細(xì)膩、滑感特強(qiáng)，網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，有蠟面，易風(fēng)化，呈細(xì)狀。蒙脫石為主504825904中等膨脹土以棕、紅、灰色為主，粘土中含少量粉砂，滑感較強(qiáng)，裂隙較發(fā)育，易風(fēng)化，呈碎粒狀，含鈣質(zhì)結(jié)核。蒙脫石伊利石35-5040-4818-2565-902-4弱

2、膨脹土黃褐色為主，粘土中含較多粉砂，有滑感，裂隙發(fā)育，易風(fēng)化，呈碎粒狀，含較多鈣質(zhì)或鐵錳結(jié)核伊利石高嶺石蒙脫石3540840-650.7-2.0很顯然，強(qiáng)膨脹土的土質(zhì)特性最差，中等膨脹土次之，弱膨脹土較好一點(diǎn)。我國(guó)是一個(gè)強(qiáng)膨脹土區(qū)域分布較廣的一個(gè)國(guó)家，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)的公路建設(shè)進(jìn)入了以高速公路為標(biāo)志的快速發(fā)展階段，為減少資源的浪費(fèi)和人為地破壞生態(tài)環(huán)境，在我國(guó)高速公路的施工建設(shè)中根據(jù)施工環(huán)境采用就地取土的原則。根據(jù)膨脹土的特性及高速公路建設(shè)的需要，強(qiáng)膨脹土不能夠作為路基填料，中、弱膨脹土必須經(jīng)改性后方可作為路基填料使用，現(xiàn)結(jié)合本工程路基中、弱膨脹土改性施工工藝以供探討和商榷。一、

3、 原材料要求石灰：必須具有三級(jí)及三級(jí)以上要求，并做好每批次的等級(jí)抽查工作及施工現(xiàn)場(chǎng)堆放工作。土料：在取土坑應(yīng)清除表層有機(jī)土層，對(duì)有機(jī)質(zhì)含量超過5%的土和強(qiáng)膨脹土不能作為路基填料。二、 施工工藝1、 根據(jù)膨脹土的本身特性，在進(jìn)行膨脹土路基施工時(shí)應(yīng)盡可能地避開雨季施工，對(duì)因工期要求不可能避免時(shí)必須采取有效措施。2、 根據(jù)地形特點(diǎn)做好路基施工前的清表，碾壓和原地翻松處理工作，挖排截水溝，增大路基表面橫坡。3、 根據(jù)土場(chǎng)料源做好取土坑擊實(shí)，試驗(yàn)繪制石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線，因料源不同土的最佳含水量和最大干密度存在較大差異。不同的取土坑對(duì)應(yīng)不同的擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。因膨脹土的特殊性寧淮高速公路施工時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)碾壓情況，在膨

4、脹土改性路基施工中在90區(qū)、93區(qū)采用“干法”標(biāo)準(zhǔn)，95區(qū)采用“濕法”標(biāo)準(zhǔn)。4、 膨脹土的改性處理是路基施工質(zhì)量的保證，在膨脹土的改性過程中一般采用石灰改性，石灰的劑量一般控制在5%8%（質(zhì)量比）。摻灰的最佳劑量一般根據(jù)不同等級(jí)對(duì)路基不同壓實(shí)度及填料最小強(qiáng)度的要求通過反復(fù)試驗(yàn)而確定的。改性處理后的改性土脹縮總率不應(yīng)大于0.7，自由膨脹率不大于40%。寧宿徐高速公路的路基填料為5%石灰土，6%石灰土和7%石灰土，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及江蘇高速公路的經(jīng)驗(yàn)，采用摻2%生石灰改性。在經(jīng)過平整清表處理后的取土場(chǎng)內(nèi)根據(jù)2%的灰劑量進(jìn)行取土坑打堆燜土，經(jīng)72小時(shí)不少于三次的翻拌后方可作為路基填料。5、 改良膨脹

5、土路基施工應(yīng)分段進(jìn)行施工，分段施工長(zhǎng)度不宜大于200m，路基施工工序應(yīng)緊密銜接，連續(xù)施工。在進(jìn)行分段施工前應(yīng)做好試驗(yàn)段的施工，通過試驗(yàn)段的施工總結(jié)：上土工藝、石灰土的拌和工藝、土顆粒的粉碎工藝、土的含水量變化及控制、松鋪系數(shù)的測(cè)定、碾壓機(jī)械的優(yōu)化和碾壓過程中壓實(shí)度增長(zhǎng)規(guī)律、改進(jìn)的石灰劑量標(biāo)準(zhǔn)曲線和快速含水量測(cè)試方法、路基壓實(shí)度、灰劑量的檢測(cè)方法等。6、 對(duì)改良土土料摻灰宜采用“二次”摻灰工藝，對(duì)于二次摻灰在取土坑經(jīng)第一摻灰砂化的土料上路后，首先保證攤鋪均勻，為使含灰量均勻且壓實(shí)的厚度不大于20cm，松鋪厚度宜采用不大于25cm，對(duì)天然含水量較高的，攤鋪后用鏵犁翻拌和中拖粉碎，有效降低含水量后再

6、進(jìn)行二次摻灰，對(duì)天然含水量不高的，在路基上攤鋪均勻后，即可二次摻灰。7、 為控制膨脹土保持輕度的膨脹而不產(chǎn)生較大的變形。根據(jù)相關(guān)資料表明只有當(dāng)填筑含水量控制在比最佳含水量稍大一點(diǎn)，填筑的干密度較標(biāo)準(zhǔn)最大干密度略低的條件時(shí)，對(duì)路堤的穩(wěn)定性較有利。路基填料改性土在耕翻晾曬過程中施工技術(shù)人員必須做好含水量的檢測(cè)工作，嚴(yán)格控制含水量，對(duì)含水量低于最優(yōu)含水量，必須采用補(bǔ)水的辦法，否則不得成型。8、 施工碾壓前，檢測(cè)人員根據(jù)改性土的含灰量及設(shè)計(jì)灰劑量即時(shí)補(bǔ)灰，補(bǔ)灰宜采用人工打格布灰，布灰時(shí)應(yīng)注意灰堆腳的處理。用穩(wěn)定土拌和機(jī)進(jìn)行粉碎，粉碎后檢測(cè)顆粒含量，土顆粒的多少直接影響著膨脹土的改良性能，規(guī)范要求顆粒細(xì)

7、度小于5cm，我們結(jié)合本路段情況控制：不大于5cm的顆粒含量低于5%，大于2cm的顆粒含量一般低于20%，對(duì)于含有較多結(jié)核的上料，大于2cm的顆粒含量要求低于30%。9、 當(dāng)土粉碎后，及時(shí)進(jìn)行灰劑量和含水量測(cè)試，當(dāng)檢測(cè)所有點(diǎn)含灰量設(shè)計(jì)含灰量，含水量大于最佳含水量2-3%點(diǎn)時(shí)，即可組織碾壓，當(dāng)檢測(cè)的含灰量設(shè)計(jì)灰劑量-1%時(shí)，需及時(shí)補(bǔ)灰。當(dāng)含水量偏高時(shí)耕翻晾曬。10、 碾壓采用振動(dòng)壓路機(jī)先振碾，再用靜壓灰機(jī)碾壓，碾壓先邊后中，一次碾壓至設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度。11、 壓實(shí)度采用灌砂法，灰劑量采用EDTA滴定法，因密實(shí)度是確保路堤強(qiáng)度，又是消弱填料膨脹土性能的關(guān)鍵要素。因此在改性土的施工中，不僅要嚴(yán)格控制灰

8、劑量，而且要嚴(yán)格控制路基壓實(shí)度，只有在每一層壓實(shí)度檢驗(yàn)合格后，方可填筑上一層。12、 做好路基加寬的壓實(shí)和路基表面橫坡的設(shè)置工作。三、 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 檢測(cè)項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢查規(guī)定規(guī)定值質(zhì)量要求頻率方法壓實(shí)度%路床0-80cm95單點(diǎn)100%合格4個(gè)斷面/200米/層每個(gè)斷面每車道測(cè)一點(diǎn)，用密度法，采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)上路堤80-150cm93下路堤150cm以下90灰劑量%設(shè)計(jì)要求單點(diǎn)規(guī)定值-1%4個(gè)斷面/200米/層每個(gè)斷面每車道測(cè)一點(diǎn)，用EDTA滴定法寬度兩邊超寬不小于0.3m4處/200米用鋼尺量中線偏位mm504點(diǎn)/200米用經(jīng)緯儀檢查平整度mm154處/200米用三米直尺連續(xù)3次，量最大間隙橫坡

9、（%）不小于設(shè)計(jì)值4斷面/200米用水準(zhǔn)儀邊坡（%）不陡于設(shè)計(jì)值4處/200米用水準(zhǔn)儀，鋼尺檢查彎沉（0.01mm）不大于設(shè)計(jì)值按JTJ071-98附錄I和JTJ059-95的要求外觀邊坡順直，曲線圓滑，碾壓層面光滑無(wú)軟彈和翻漿現(xiàn)象注：檢查頻率指四車道路基，對(duì)于六車道應(yīng)增加50%。四、 路基填筑施工工藝路基放樣排水設(shè)施壓實(shí)度檢測(cè)二次摻灰土場(chǎng)清理?yè)魧?shí)試驗(yàn)含水量檢查填前壓實(shí)選擇土場(chǎng)填上層料邊坡修整整平、碾壓攤鋪晾曬路填上土測(cè)量標(biāo)高壓實(shí)度檢測(cè)擊實(shí)試驗(yàn)清理地基 土料改性檢測(cè)灰劑量、含水量含水量、灰劑量檢測(cè)五、石灰穩(wěn)定土施工工序控制石灰穩(wěn)定土采用穩(wěn)定土拌和機(jī)路拌法施工 1材料要求：土、灰除滿足規(guī)范要求外

10、，在施工中控制要點(diǎn)為： (1)石灰應(yīng)符合級(jí)以上標(biāo)準(zhǔn)，石灰在使用前10天充分消解； (2)消石灰存放時(shí)間宜控制在2個(gè)月以內(nèi)； (3)一個(gè)作業(yè)段內(nèi)采用土質(zhì)相同的土(擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和灰劑量相同)，以便對(duì)壓實(shí)度進(jìn)行準(zhǔn)確控制。 2.準(zhǔn)備下承層： (1)石灰土施工前，應(yīng)對(duì)上路床頂嚴(yán)格驗(yàn)收，驗(yàn)收內(nèi)容包括壓實(shí)度、寬度、標(biāo)高、橫坡度、平整度等項(xiàng)目。 (2)按要求設(shè)置路基施工控制樁。 3.備土、鋪灰： (1)備土：按照松鋪厚度將土攤鋪均勻一致，有利于機(jī)械化施工。鋪土后，先用推土機(jī)大致推平，然后放樣用平地機(jī)整平，清余補(bǔ)缺，保證厚度一致，表面平整。 (2)備灰、鋪灰：備灰前，用壓路機(jī)對(duì)鋪開的松土碾壓1-2遍，保證備灰時(shí)不產(chǎn)

11、生大的車轍，嚴(yán)禁重車在作業(yè)段內(nèi)調(diào)頭。備灰前根據(jù)灰劑量、不同含水量情況下的石灰松方干容重及石灰土最大干容重計(jì)算每平方米的石灰用量。備灰前事先在灰條位置標(biāo)出兩條灰線，以確?；覘l順直。鋪灰前在灰土的邊沿打出格子標(biāo)線，然后用人工將石灰均勻地鋪撒在標(biāo)線范圍內(nèi)。 4.拌和： 采用專用的穩(wěn)定土拌和機(jī)進(jìn)行路拌法施工，鏵犁作為附助設(shè)備配合翻拌。 (1)土的含水量小，應(yīng)首先用鏵犁翻拌一遍，使石灰置于中，下層，然后灑水補(bǔ)充水份，并用鏵犁繼續(xù)翻拌，使水份分布均勻。考慮拌和，整平過程中的水份損失，含水量適當(dāng)大些(根據(jù)氣候及拌和整平時(shí)間長(zhǎng)短確定)，土的含水量過大，用鏵犁進(jìn)行翻拌涼曬。 (2)水份合適后，用平地機(jī)粗平一遍，

12、然后用灰土拌和機(jī)拌和第一遍。拌和時(shí)要指派專人跟機(jī)進(jìn)行挖驗(yàn)，每間隔5-10米挖驗(yàn)一處，檢查拌和是否到底。對(duì)于拌和不到底的段落，及時(shí)提醒拌和機(jī)司機(jī)返回重新拌和。 (3)橋頭兩端在備土?xí)r應(yīng)留出2米空間，將土攤?cè)敫浇韬蜁r(shí)先橫向拌和兩個(gè)單程，再進(jìn)行縱向拌和，以確保橋頭處灰土拌和均勻。第二遍拌和前，宜用平地機(jī)粗平一遍，然后進(jìn)行第二遍拌和。若土的塑指高，土塊不易拌碎，應(yīng)增加拌和遍數(shù)，并注意下次拌和前要對(duì)已拌和過的灰土進(jìn)行粗平和壓實(shí)，然后拌和，以達(dá)到拌和均勻，滿足規(guī)范要求為準(zhǔn)。壓實(shí)的密度愈大，對(duì)土塊的破碎效果愈好，采用此法可達(dá)到事半功倍的目的，否則即使再多增加拌和遍數(shù)也收效甚微。拌和時(shí)拌和機(jī)各行程間的搭接

13、寬度不小于10CM。 5.整平： 用平地機(jī)，結(jié)合少量人工整平。 (1)灰土拌和符合要求后，用平地機(jī)粗平一遍，消除拌和產(chǎn)生的土坎、波浪、溝槽等，使表面大致平整。 (2)用振動(dòng)壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)穩(wěn)壓1-2遍。 (3)利用控制樁用水準(zhǔn)儀或掛線放樣，石灰粉作出標(biāo)記，樣點(diǎn)分布密度視平地機(jī)司機(jī)水平確定。 (4)平地機(jī)由外側(cè)起向內(nèi)側(cè)進(jìn)行刮平。 (5)重復(fù)(3)(4)步驟直至標(biāo)高和平整度滿足要求為止?；彝两宇^、橋頭、邊沿等平地機(jī)無(wú)法正常作業(yè)的地方，應(yīng)由人工完成清理、平整工作。 (6)整平時(shí)多余的灰土不準(zhǔn)廢棄于邊坡上。 (7)要點(diǎn)提示 最后一遍整平前，宜用灑水車噴灑一遍水，以補(bǔ)充表層水份，有利于表層碾壓成型，最

14、后一遍整平時(shí)平地機(jī)應(yīng)“帶土”作業(yè)，切忌薄層找補(bǔ)，備土、備灰要適當(dāng)考慮富余量，整平時(shí)寧刮勿補(bǔ)。 6.碾壓 碾壓采用振動(dòng)式壓路機(jī)和18-21T三輪靜態(tài)壓路機(jī)聯(lián)合完成。 整平完成后，直線段先用振動(dòng)壓路機(jī)由路兩側(cè)向路中心碾壓，曲線段由彎道內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。碾壓時(shí)后輪應(yīng)重疊1/2輪寬，一般碾壓4-5遍，壓路機(jī)的碾壓速度，頭兩遍以采用1.5-1.7公里/小時(shí),以后用2.0-2.5公里/小時(shí),至無(wú)明顯輪跡,總之,碾壓時(shí)遵循“由邊到中，先輕后重，由慢到快”的原則。 要點(diǎn)提示：碾壓必須連續(xù)完成，中途不得停頓，壓路機(jī)應(yīng)足量，以減少碾壓成型時(shí)間，合理配備為震動(dòng)壓路機(jī)1-2臺(tái)，三輪壓路機(jī)2-3臺(tái)，碾壓過程中應(yīng)行走順直，低速行駛，橋頭處10米范圍內(nèi)橫向碾壓。 7.檢驗(yàn) (1)試驗(yàn)員應(yīng)盯在施工現(xiàn)場(chǎng)，完成碾壓遍數(shù)后，立即取樣檢驗(yàn)壓實(shí)度(要及時(shí)拿出試驗(yàn)結(jié)果)，壓實(shí)不足要立即補(bǔ)壓，直到滿足壓實(shí)要求為止。 (2)成型后的兩日內(nèi)完成平整度、標(biāo)高、橫坡度、寬度、厚度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)不合格要求采取措施預(yù)以處理。 (3)要點(diǎn)提示：彈簧、輪跡明顯、表面松散、起皮嚴(yán)重、土塊超標(biāo)等有外觀缺陷的不準(zhǔn)驗(yàn)收，應(yīng)徹底處理，標(biāo)高不合適的，高出部分用平地機(jī)刮除，低下的部分不準(zhǔn)貼補(bǔ)，壓實(shí)度、強(qiáng)度必須全部滿足要求，否則應(yīng)返工處理。 8.接頭處理 碾