膨胀土基层水泥改良施工技术研究

李建伟 张景皓 王文波

（中铁三局集团第二工程有限公司 河北石家庄 050000）

1 工程概况

新伊高速公路XYTJ-2A标内K5+750～K17+800段落，主线总长11.6km，因道路段地质多属软弱膨胀土和湿陷性黄土，采用掺如水泥进行改良。道路主线（含互通）总开挖方189.16万方，填方140.74万方，其中水泥改良土填筑120.14万方，试验段选择K11+860-K12+000路基段，平均宽度为32.15 m，虚铺厚度暂定22 cm一层，压实度94%，该层水泥土848.76 m³，1523.4 t，其中水泥掺量为3%、45.7 t，土1477.7 t。

2 施工工艺控制要点

2.1 施工准备

（1）本段路基施工顺序为先地基处理，最后路基填筑。地基处理前认真核实地质情况，采用水泥进行改良后填筑路基，保证工后沉降；（2）实行全面机械化施工作业，组成了挖、装、运、卸（弃）、铺、平、压、检一条龙的机械化作业体系，按“三阶段、四区段、八流程”进行；（3）测量准备：按照设计，利用电子全站仪放样出路基段的起讫位置和边桩，中桩、用白灰和树桩等作醒目标识，并做好临时排水设备；试验准备：对现场土样进行取样检测，击实检测最大干密度1.821g/cm3、最佳含水率14.9%，掌握现场实际含水量，根据含水量情况指导现场施工。

2.2 路基填料

改良3%水泥膨胀土施工。所需水泥采用路拌法，将3%的水泥均匀撒布至膨胀土中，先用路拌机进行拌和。拌合均匀后，现场测试人员进行土壤含水量、水泥用量等的采样检查，符合设计和规范规定可继续填筑;反之，则进行洒水或增加水泥用量，再次拌和均匀。水泥用量严格控制在3%，含水率限制在设计最佳含水率的±2%。

2.3 试验段选取

选取K11+870-K12+000路段作为填筑压实试验段，拟定松铺厚度为22 cm标准，确保达到设计压实度的最大厚度、最高含水率，选取合适吨位振动压路机及最大压实遍数、速率等，从而成为指导道路段填筑压实工程建设的重要依据。

2.4 填筑、摊铺、碾压

上土前，检测工作人员在道路两边各二十米处安放高程控制桩。混合材料摊铺高度按22 cm控制。施工区域内每一百米处为一次卸土段，当一次卸土段推进至一半高度（50 m）时，推土机就可完成粗略整平。在整平时应确保无缺口处，缺土时可补卸或用装填手铲运。推土机粗略整平之后检测高程，将厚度限制在22 cm以内，并将检测结果传递给平地机操纵者。整平过程中要及时测定土壤的含水率。当土壤含水率低于最佳含水量时，应及时用洒水车洒水。在洒水闷料5～8小时后，检查土壤的含水率能否满足需要，土壤含水率能否平衡，合格后再开始下一道工序。

2.5 撒布水泥、拌合、整形

撒布水泥前，先按照处理宽度，核算相应的水泥用量，经现场监理人员检查过水泥用量后再进行撒布。在水泥混和料摊铺好后，立即用路拌机拌合均匀，将行驶车速限制在1 km/h。拌和时，现场工作人员要注意检验拌和物料是否均匀，有没有水泥团或土团，以防止出现素土夹层。拌和从边到中进行，调节好拌和机器的位置。

2.6 碾压

混合料搅拌均匀后，马上用电动推土机稳压一遍，稳压完成后，进行高度测定，每隔二十米处布设白灰控制点，指导平地机整形。平地机每刮平地面一次，由人工随即再次在控制点上撒白灰。在整形过程中，由测量员全程抄平控制高度。电动推土机在整平后、再利用振动压路机开始碾压，碾压工作方式为首先静压1遍、接着弱振2遍、再强振2遍、最终静压收面一遍。碾压机器的行驶车速为先慢后快，从填筑区一边开始顺次碾压，前二次轮轨之间侧向交叉约22 cm轮迹，将碾压速率限制在2-4 km/h，同时进行无漏碾压、无漏震，以保证振压平稳、边角到位。

2.7 质量控制要点

（1）严格控制填筑路基材料，不得使用非适用材料填筑；（2）严格控制对填筑地基材料的标准干密度取样测试和平行验证测试，并严格规范对干燥密度的审核程序；（3）是否符合试验段拟定的松铺厚度要求；（4）碾压前，现场检查含水率是否控制在最佳含水率±2%以内；（5）边角是否碾压或夯实到位；（6）是否达到试验段拟定的碾压遍数。

3 试验段数据及质量检验

3.1 试验段数据

试验段的各项检测数据：水泥剂量检测数据，见表1；压实度检测数据，见表2；虚铺、压实厚度及松铺系数，见表3。

表1 水泥剂量检测数据

表2 压实度检测数据

表3 虚铺、压实厚度及松铺系数

压实度、纵断平均高程、长度、中点偏位、横坡、边坡等检验资料数据均按《路面建设工程质检评价规范》JTG F80/1-2017规定执行。

3.2 试验段结果分析

3.2.1 施工机械组合及碾压工艺

（1）在每个作业面建设的碾压作业机械设备:25T振动压路机2台、电动推土机1台、自卸车二台，洒水车1台、平地机1台、装载机1台、铲运设备1台、水泥撒布机械设备1台、路拌机2台、铧犁1台；（2）碾压工艺：施工中压路机的碾压速率——最大振动压力为4～5 km/h，静压力为6 km/h；碾压遍数——用25 t压路机，静压1遍、弱振2遍、强振3遍、静压一遍后处理。

3.2.2 施工过程问题

采用水泥撒布机机械化施工，总体施工质量较好，提高了施工效率。但是路拌机数量1台，制约现场施工进度，不满足大面积施工要求;无翻晒设备，制约现场施工进度。为了提高施工效率、加快施工进度，能够更好的满足施工现场要求需增加路拌机、压路机、铧犁设备各1台，以满足现场施工要求。

4 结语

通过对K11+860——K12+000试验路段整个施工过程分析，作业区所确定的道路施工技术条件、管理人员、机具等都能满足道路施工的基本条件，从而可以指导作业区大面积道路施工。而通过试验段施工经验，可以看出，施工过程中控制的关键工序是（1）水泥撒布的均匀性；（2）水泥用量直接关系压实情况，用量要充足；（3）拌和的均匀性至关重要，消除夹层是检测的重点；（4）振动压路机的功率与压实遍数是水泥改良膨胀土施工的关键；在今后大面积施工中发挥首件施工的技术优势，延续并完善优化工艺方法，以避免首件施工的相同问题再次发生，高质量、安全进行作业区内所有路段的水泥改良膨胀土路基的填方施工