浅谈公路工程膨胀土路基施工要点

李小艳

河南宏业建设管理有限公司（450000）

浅谈公路工程膨胀土路基施工要点

李小艳

河南宏业建设管理有限公司（450000）

通过对膨胀土路基改良处理的技术要点进行分析，介绍了膨胀土处理工艺流程、操作要点、边坡防护、质量控制措施和安全控制措施，可以为同类工程提供参考。

膨胀土路基；改良处理；工艺流程；操作要点；边坡防护；质量控制；安全控制

1 膨胀土的特性及危害

膨胀土是一种遇水急剧膨胀，失水则严重干缩的高塑性黏土。它含有蒙脱石、伊利石、高岭石等膨胀性矿物，具有很强的亲水性、持水性和很高的可塑性及黏聚性，工程力学性质极不稳定。一些几年修建的高等级公路受到了膨胀土的严重危害，出现了油面开裂、松散脱落、路基下沉、翻浆、边坡沉塌、滑坡等质量问题。

1.1 沉陷变形

膨胀土初期结构强度较高，在施工时不易粉碎及压实，但路堤建成后由于大气物理风化作用和湿胀干缩效应，土块崩解，在路面、路基自重及汽车荷载作用下，路堤极易产生不均匀下沉，如伴随有软化挤出则可产生很大的沉陷量。路堤愈高，沉陷量愈大、愈普遍，导致路面平整度下降，严重时可使路面变形破坏。

1.2 滑坡

滑坡具有弧形外貌，有明显的滑床。滑床后壁陡直，前缘比较平缓，主要受裂隙控制。滑坡多呈牵引式出现，具叠瓦状，成群发生，有的滑坡从坡脚可一直牵引到边坡顶部。

1.3 溜塌

边坡表层,强风化层内的土体吸水过饱和，在重力与渗透压力的作用下，沿坡面向下产生塑流状溜塌现象。这是膨胀土边坡表层最普遍的一种病害，常发生在雨季，塌体移动距离较短，且很快自行稳定于坡面,厚度受风化层控制多在1.0 m以内，不超过1.5 m。

1.4 纵裂

路肩部位常因机械碾压不到，使填土达不到要求的密实度，沉降量相对较大。又因路肩临空，对大气物理作用特别敏感，干湿交替频繁，肩部土体失水收缩远大于堤身，故在路肩上常发生顺路线方向的开裂。

2 处理膨胀土的方案选择与机理分析

目前我国对膨胀土地区工程设计和施工主要有换填和改性处理两种方案。

换填是膨胀土路基最简单而且有效的处理方法。即挖除膨胀土，换填非膨胀土或砂砾土，换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度和该含水量称之为膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。各地的气候不同，膨胀土的临界深度也有所不同。通常弱、中膨胀土换填深度为1.0～1.5 m，强膨胀土为2 m。

改性处理就是在膨胀土体内均匀掺入固化材料，使膨胀土的物理、化学性质发生变化，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳性的目的。

3 施工工艺流程

膨胀土路基施工工艺流程：施工准备→地基处理→测量放线→分层填筑→平整静压→掺灰拌和→测定掺灰量→碾压→检测。

4 施工工艺要点

膨胀土改性拌合有路拌、场拌和闷拌等几种方法，这几种方法各有优缺点，施工中最常用、最方便快捷的是路拌法。

4.1 填土

根据填料区段、松铺厚度计算所需膨胀土的数量及每车料的堆放位置和间距，用石灰撒成方格，将填料卸至方格内。松铺厚度一般不大于30 cm。

4.2 平整

用竹竿标尺及挂线标出填层高度，用推土机将填料摊铺整平。若膨胀土较湿时，应用五铧犁翻耕晾晒。施工时可用核子密度仪快速检测含水量，以确定晾晒时间及洒水量。用平地机初平，使各处填土厚度均匀，用压路机快速静压一遍。

4.3 掺石灰拌合

将摊铺机平整的土用核子密度仪或用灌砂法、环刀法测土的干密度ρ土及含水量，用钢钎和卷尺测量土的松铺厚度。

将石灰运至填筑区段，用平地机按计算的厚度进行摊铺，必要时采用人工配合。若石灰掺量少，按厚度摊铺有困难,可折算每平方米路段所用的石灰量，用画方格的方法，每一方格内按计算的石灰量进行摊铺。摊铺均匀后用五铧犁翻耕，路拌机拌合均匀。

4.4 碾压前检测

首先是石灰剂量的检测，将现场拌合好的石灰土取样，通过EDTA二钠标准液滴定，来确定石灰剂量是否符合设计规范要求，如果掺灰量不足则掺至满足规范要求。其次测改性土的含水量，控制在最佳含水量的-2%～+3%范围内，必要时需晾晒或洒水。

用重型振动压路机进行碾压，先静压、振动再静压。碾压从两边往中间，先慢后快。压实度与碾压机械的选择有关。土质变化时可适当调整碾压遍数，直至压实度满足规范要求。

4.6 检测

膨胀土的检测频率为4点/1 000m2。为保证工程质量，可用核子密度仪快速检测，用灌砂法做对比进行校正，既保证了检测频率及准确性，又缩短了检测时间，加快了作业循环及施工进度。

5 边坡防护

5.1 膨胀土路堤边坡防护

1）当路堤高度小于等于3 m时，采用植草和植矮灌木防护。边坡应换填30 cm以上的种植土，保证草皮及矮灌木的成活率及覆盖率。

2）边坡高度大于3 m时采用拱型或人字型骨架防护，骨架内植草和植矮灌木，骨架嵌入坡面的深度不得小于0.8 m。骨架根据设计可采用M7.5浆砌片石或片石混凝土、素混凝土。骨架施工时注意控制好浆片或混凝土的密实度。每10～15 m留沉降缝，沉降缝用沥青麻絮填塞以防水渗入。

3）路基边坡平台采用浆片或混凝土封闭，考虑到绿化需要在平台上面设置种植槽。

1)运用关注点分析法分析问题，即将复杂问题简化为简单问题的累积。如这道题中，将最终结果的计算简化为三个过程的累积：a.求和；b.选取最大值和最小值；c.计算平均值。

5.2 膨胀土路堑边坡防护

一般来说，膨胀土低边坡（高度小于3 m）的胀缩量小，侧压力也较小，对路基边坡的稳定性影响较小。所以一般采用满铺草皮进行边坡防护。

对于膨胀土高边坡（高度大于3 m）路堑，一般采用挡墙加网格布防护，封闭整个坡面，达到尽量减小膨胀土胀缩量的目的。

6 施工注意事项

1）膨胀土摊铺后，土块应击碎至粒径5 cm以下，使土块水分易于蒸发，减少膨胀率，易于掺灰均匀，有利于提高压实效率。

2）采用湿度控制法填筑膨胀土时，宜采用非膨胀土性填料（石灰改性土）封闭边坡及顶面，以减少路基土含水量受大气、水文条件的影响。

3）水是影响膨胀土的最大因素，施工时应加强排水。施工前应开挖临时排水沟至河道、塘、排洪渠内，降低膨胀土施工地段的地下水位，并保证路堤不浸水。施工中路堤要设路拱，路拱坡度为4%。确保路基顶部不积水，边坡每50～100 m要设置急流槽排水，以防止边坡被冲刷。

4）膨胀土路堤填筑时应避开雨季。施工时各道工序紧密衔接，连续施工，分段完成。路基填筑后不应间隔太久或越冬后再做路面。

5）膨胀土路堤按设计修整后，应立即进行边坡防护工程施工，防止雨水侵蚀。

7 质量控制措施

1）严格控制掺灰量。掺灰量的多少直接决定膨胀土路基的填筑质量。掺灰量必须采用双层控制，在摊铺石灰前,必须根据填土厚度计算掺灰量，掺灰后，必须用滴定法测定掺灰量。

2）石灰的质量必须符合国家标准和规范要求，钙、镁含量必须大于75%。石灰必须摊铺均匀，然后按照要求用路拌机充分拌合均匀，以保证路基的整体质量。

3）严格控制含水量。含水量较高时，必须晾晒。

4）路基填筑后，如果出现反弹现象，必须及时进行换填或改性处理。

8 安全控制措施

1）加强对施工人员进行安全教育，树立安全第一的思想，文明施工。

2）建立健全安全领导机构，分工明确，责任到人。

3）严格规定机械行走路线，设置明显的界限标志，防止机械相互干扰和碰撞。机械在路基边沿作业时，应留出安全距离，防止机械下滑和翻车。