公路路基膨胀土改良方法及施工质量控制

刘艳雯

(山西晋北高速公路养护有限公司，山西 太原 030006)

0 引 言

随着我国社会经济发展速度越来越快，公路建设作为国民经济发展的关键基础设施建设工程。并且我国国土跨度广在实际进行公路建设时常遇到多种不同的施工难题，其中膨胀土路基就是其中较为常见的施工难题，膨胀土多裂隙易风化并且有着较高的胀缩性十分容易导致道路安全问题的出现，所以对膨胀土改良方法及施工质量控制方式分析，探寻出有效的施工方案意义重大。

1 工程概况

本文所选取工程路段富含膨胀土，据相关技术人员测量估计，总计逾65万m3的膨胀土分布在工程路段。由于膨胀土本身的胀缩性和低强度，是无法直接应用于路基填筑施工的。但是如果直接弃用从另外的地区进行土壤的搬运则会使得工作量大幅度增加，提升了施工成本并且使得工程进度缓慢对环境造成较大的破坏。所以，需要科学有效的办法进行膨胀土的解决，并尽量避免上述几种问题；首先根据施工实际情况，提取的土深范围在1～6 m之间，根据需求共选取土样32份，经过严格的监测分析后发现此区域内20%左右土壤为非膨胀土，剩余土壤中62.5%为弱膨胀土、15.6%为中膨胀土，取样分析可知土壤总体看来膨胀性较弱所以要进行处理。

2 高速公路膨胀土处治方法确定

由于该工程的膨胀土量非常大，且膨胀土整体性较弱可以采用改良处理的方式进行土体改良。对于膨胀土的改良方法一般有三种：换填法、掺料法和封闭包边法。膨胀土一般会大量聚集，所以使用换填法会使得当地的土地资源更加紧张一般不会采用。但若仅仅使用掺料法则无法控制改良效果，且施工过程较为复杂。所以，根据本次工程项目实际，特采用掺料法与封闭包边法共同进行土壤改质，并经过取样试验后发现利用生石灰进行土地改质有更好的效果并且相对于熟石灰用料更少。

3 高速公路膨胀土改良施工技术要点

本次施工以40 cm为铺设且整体膨胀性较弱，可做土性改良处治厚度进行土地改质作业，关系到道路路基施工是道路施工过程中较为重要的一环所以要遵循以下几点要点。

(1)放样画格。首先要按照施工图纸的要求进行控制桩的放置，为了准确控制生石灰的用料特划分区域每块区域为7 m×8 m的方格每个方格内掺填一车土料。

(2)运输填料。填料的取用点确定后，由机械进行合理挖掘运输至施工地后，施工人员使用全断面法进行膨胀土的路基填土工作。按照30 cm的厚度进行初步填掺，遵循由远及近由内而外的施工顺序，并安排专人进行整体工作的指挥。

(3)摊铺填料。本次土壤改质施工，通过交错互推法进行填料均摊。并利用大型推土机在施工过程中自行将大块的土壤压碎，这样方便后期的土地平整工作和土料拌和作业。值得注意的是在填料摊铺施工环节，要求摊铺设备按照设计路线均匀摊铺，摊铺阶段要求施工人员严格的控制摊铺的厚度，若发现摊铺厚度达不到要求时则要增加调增摊铺料的出料量。

(4)粗整平。在结束填料摊铺工作后，可以使用推土机进行路基的初步平整。通常会使用路拌机进行初步平整只需要进行一两次施工即可。若是效果不佳可以两种机械同时使用确保较大土块被碾碎颗粒大小在38 mm以下。

(5)生石灰摊铺及一次路拌。完成上述工序后，可以进行生石灰的摊铺作业。依旧使用推土机进行生石灰的摊铺作业，而后再使用路拌机进行石灰与填料的均匀混合待混合均匀后并无素土夹层时即可结束填料施工，进行含水量的测定确定后续的养护时长。

(6)二次路拌。一般而言，施工后的石灰土含水量越高，则需要长时间的闷灰时间。为了确保工程效率特设定闷灰养护时间为六小时。闷灰养护的主要作用在于能够确保生石灰料能够全部熟化，以达到含水量的最佳要求。在具体作业阶段按照工程的情况，对于路拌的遍数可控制在2～4遍，当整体质量达标后，即可采用EDTA滴定的方式对灰量剂量离散性情况进行检测，以保证掺灰均匀度调整使其达到施工要求。

4 高速公路路基膨胀土改良施工质量控制

在膨胀土改良施工阶段，控制土体含水量以及做好土质材料的强度控制体提升强度的关键。因此，在具体施工环节，需要按照如下的要求对每一个过程进行分析。

4.1 填筑土体含水率控制

影响膨胀土路基土质改良效果的因素是多方面的，其中最容易出现问题的就是土体中的含水量，这是导致单独的掺料法无法确保改良效果的主要原因。在前提是掺灰量最优时，土体的初含水量会直接影响改良效果。此次施工前施工团队通过对样品的模拟施工，在确定最佳掺灰量在6%的前提下确定膨胀土的初始含水量。在进行多次试验后，并进行室内室外两方面模拟施工后确定了膨胀土的最佳含水量为19%。经相关技术人员结合实际施工条件后，最终敲定膨胀土含水量在17%～21%之内均可。为控制含水量保持在此范围内，可以通过路拌次数进行调整，经模拟施工发现在路拌次数在4到7次之间时膨胀土的含水量可达到最佳含水量，因此在获取含水量控制时间后对填筑材料的性能进行了调整保证了工程的质量。

4.2 改良土体掺灰量

掺料法的难点就在于控制掺灰用量，生石灰使用量在一定范围内会对膨胀土土质改良造成很大影响，包括含水量、强度即压实度等等。所以，为确保改质施工效果达到道路路基施工基本要求严格控制掺灰用量需要注意以下两点。

(1)要控制灰料与土体的均匀混合程度。在进行灰料摊铺并结束多次路拌后，可以通过EDTA滴定法选取不同区域不同深度的石灰土进行随机的取样分析灰料的均匀程度。经调查研究发现，当路拌次数在五次以下时灰料的使用量会在较大范围内波动难以确定，当路拌次数在五次以上时灰料用量只会在一定范围内具有较高的代表性。

(2)要严格控制灰料用量。通常而言行业内普遍进行灰料用量测定方法为使用直读式测钙仪或是利用EDTA滴定法。两种方法相对而言，测钙仪测量方便但误差较大EDTA滴定法虽较为复杂但胜在准确率高，考虑到本次施工要求较高，最终选用EDTA滴定法进行灰料用量的测定。在路拌次数保持在五次以上时，对灰料用量影响较大的因素为养护时间的长短。经多次对比试验可以发现，在养护时间一定时可以通过滴定所消耗的溶液量确定灰料用量。而在灰料用量一定时养护时间越长越能消耗更多的试剂进行滴定。综合说明在确定灰料用量时，必须将养护时间的长短进行相应控制。若是在养护阶段发现灰料用量不足则进行加料作业；若是发现用量过多则可以通过增加路拌次数进行调整。

5 结 语

依据上文，通过对此次实际施工过程中对膨胀土的土壤改质操作，探究了正确的膨胀土处理方案。在确定换填法无法进行后，依据实际情况同时使用掺料法与封闭包边法进行膨胀土的改良。并对改质施工过程中的各个要点进行了相应的叙述，望对今后的公路建设遇见膨胀土时，提供参考性较高的经验和方法。