膨胀土路堤施工技术研究

摘要：本文以南宁外环公路膨胀土路堤施工为例，分析了膨胀土路堤的施工技术要点，并以非膨胀性土包边施工方法为例，为南方地区膨胀土路基的施工提供了有益的施工参数，做出了有益的探索

关键词：膨胀土 ，路堤 ，施工技术

Abstract: this article with the outer ring road nanning dam construction unpaved inflation as an example, analyzed the expansion of construction techniques of the embankment soil, and with the expansion TuBao edge construction methods, for example, to the southern region of expansive soil subgrade construction to provide the valuable construction parameters, made beneficial exploration

Keywords: expansive soil, embankment, construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一 膨胀土填料工程分类

膨胀土填料分类应根据压实膨胀土填筑路堤的强度、稳定性和施工可操作性，以改进CBR值、CBR膨胀量、天然稠度作为分类分级指标，按表1进行分类。根据试验结果对照表中指标值进行分类定名和能否用作填料的取舍。

表1膨胀土填料分类分级表

填料

等级 CBR值

/％ CBR

膨胀量/％ 天然稠度 处理方式

Ⅰ级 >6.5

(wc＞1.30建议最好不采用)

Ⅱ级 5.2～6.5 2.6～3.6

Ⅲ级 3.9～5.2 3.6～5.1

Ⅳ级 5.1 wc

二 膨胀土路堤施工基底处理及填料选择

（一） 物理处治技术要点

1 把握路基工作区的概念及不同层位路基受力特点，合理调配路堑开挖的膨胀

土填料，将不同强度、胀缩特性和湿度的土料填筑于路堤的相应部位，尽可能实现路基施工的移挖作填。

2 采用物理处治技术时，应以稠度控制、湿法重型压实标准和改进的CBR试

验方法和指标等为基础，对用作填筑路堤的膨胀土进行填料分类，并进行相应的施工工艺设计，以确保路基的强度与稳定性。

3 应因地制宜，选择包边、封闭、加筋、夹层、土夹石等合理的结构措施，实

现膨胀土在公路工程中的最大利用。

4 为有效地保湿防渗，填芯路堤的基底处理、包边结构层的厚度以及顶部封盖

层的设计均应通过综合分析路段的地形、排水条件、填料的性状、当地的气候及水文地质条件等进行设计和施工。

5 膨胀土作为一种不良的路堤填料，采用物理处治技术时，不管其胀缩等级如

何，都只能填筑于下路堤。

6 为防止因膨胀土填芯部分路堤出现过大的工后沉降而造成路基路面结构的

破坏，膨胀土用于下路堤填筑时，其有效填筑高度以不大于6m为宜。

（二）填料的选择

1.膨胀土填芯料

(1) 土性的判别。在膨胀土地区修筑公路，应按照现行规范的方法与标准对膨胀土进行判别分类，以确定具体路段的填料是否为膨胀土及其膨胀潜势的大小。

(2) 填料基本性质的试验项目。一旦确定开挖方为膨胀土，应立刻进行填料分类指标的相关试验，包括土的液限、塑限、天然含水量、CBR值、CBR膨胀量以及湿法重型击实试验。

(3) 由开挖路堑断面的地质分层以及不同层位的湿度状况，确定该土料场有几种可能的填料（按土性与湿度状况分），应对每种填料进行膨胀土填料分类的相关试验，每种填料同一种试验的平行数量应不小于3组，按照《公路土工试验规程》中有关试验数据分析方法确定其测试值。

填料的液塑限、天然含水量、湿法重型击实试验（确定最佳含水量和最大干密度）按《公路土工试验规程》进行。

(4) 填料的CBR值及CBR膨胀量，由改进的CBR试验方法确定（见本指南附录），其与标准CBR试验方法的不同之处在于：浸水方式采用侧向浸水，浸水时间为4天，浸水时上覆荷载为20kpa，土样制件时含水量为湿法重型击实标准确定的最佳含水量。

(5) 将试验结果与表2-1对照，确定膨胀土的填料等级类别以及可否直接用于路堤填筑。

(6) 等级I、II、Ⅲ表明填料的胀缩性由低到高，强度由高到低。当同一填料测得的CBR值、CBR膨胀量两指标分别为不同的等级时，该填料的分级以其中较高的等级来确定。若在同一开挖路堑断面同时存在两个级别以上的膨胀土，应优先选择等级低的做填料，或者把等级低的置于膨胀土填芯下路堤的上部。

(7) 如有可能，尽量进行20kpa上覆荷载作用、不同含水量条件下的CBR试验，获取CBR值及CBR膨胀量随含水量变化关系曲线，从而进一步分析论证，确定最佳的施工控制含水量。

2下路堤底部填料

宜采用强度高、透水性好的碎、砾石土，并要求其标准CBR值不低于8%。若当地找不到这种土，尽量选用砂性土做填料，也可用非膨胀性粘土进行填筑，但要求其标准CBR值不低于5%，同时根据该土层的填高及毛细水上升的高度，考虑是否加设一层隔水土工布。

3包边填料

(1) 根据物理处治的基本原理，填料应尽量选择隔水性、施工碾压性好的非膨胀性粘土，要求其标准CBR试验强度应在3%以上，包边宽度以大于当地干湿循环显著影响区范围1m为宜。

(2) 如当地缺乏非膨胀性粘土土源，也可选用碎、砾石土作为包边填料，但为了保证封闭包盖的效果，要求这种土有良好的级配，且包边宽度需适当加大（比非膨胀性粘土包边至少厚0.5m）。

(3) 若当地没有合适的非膨胀性填料做包边材料，也可全断面采用膨胀土填筑，但边坡部位须用土工格栅或土工格网加筋，其水平加筋的宽度应大于当地干湿循环显著影响区范围0.8～1m，若坡面土不采用化学溶液进行改良，则必须实施坡面土工格栅反包。

三 非膨胀性土包边法施工技术方法

（一） 填筑控制要求

1 稠度小于0.9的填料，没有采取分散处理措施时，不得直接摊铺在路基中。

经化学处治后，需按照改良土的路堤施工要求进行填筑。路堤填筑时，填料中不得混有不可分散的土团。

2 根据改进的CBR试验结果，膨胀土路堤施工按湿法重型击实标准最佳含水

量控制，经浸水后土体的CBR强度及稳定性最好，因此施工中应设法通过晾晒或增湿，使填料达到这种状态，然后进行路堤压实。

3 稠度为0.9～1的填料，需晾晒分散处理，当压实稠度达到>1的要求后，

方可用湿法重型压实标准进行施工压实控制。

4 稠度为1～1.15的填料，可直接采用湿法重型压实标准进行压实控制，其

压实度应不低于95%。如果经晾晒分散处理后，其稠度可达>1.15，这时应优先考虑用湿法重型压实标准进行施工控制。

（二）施工前的准备工作

正式施工前，要进行膨胀土取土场的土质调查工作。要求清理后的基底表

面平整，以方便铺设第一层土工格栅。土工格栅应检验出厂合格证，将成捆卷材截剪成4.5m一段备用，并要准备Φ6“U”型钉、连接棒及格栅张紧钩具。

（三）路堤填筑

(1) 放线修坡：每层土填筑前先应进行测量放线，同时，用石灰粉标出边坡线和土工格栅边线，其宽为3m；再修坡（包括边坡线，包边土边线），并且做好坡面临时排水设施。

(2) 铺设土工格栅：铺设前，先人工将已填筑压好的2层土层的边坡面按1:1.75的坡比修好拍实；将前一层预留的反包格栅段沿修好的边坡向上反包并初张，将事先裁好的长4.5m的土工格栅沿横断面方向自包边线处往路基边缘展开；将下层格栅的端部与上层格栅的适当位置用连接棒连接（以上层格栅张紧后其端部在包边线附近为宜），为保证格栅沿路中线方向的整体性，两幅格栅间需搭接约10cm左右；用一把5齿耙拉往上层格栅端部，沿横断面方向人工拉紧格栅使之产生1％～2％的伸长率，立即用2根Φ6钢筋制成的“U”型钉将格栅在端部固定在包边线附近的密实土层上。为防治格栅因倒土产生变形或褶皱，需在搭接处加钉4根5cm长的铁钉。土工格栅摊铺后要及时填筑土料，以避免了阳光直接暴晒，一般情况下间隔时间不应超过24小时。机械设备不得直接在土工格栅上行走。

(3) 摊铺整平膨胀土：卸土顺序为先边部后中部，即先从包边处开始。注意自卸汽车应采用倒车方式行至格栅尾部，将试验路段全部土工格栅上的土料倒满后，再倒路基中部。用推土机或装载机将土堆粗平并捡出少量无法碾碎的石块（混入的砂岩），再用宝马路拌机翻打一遍，使超过5cm粒径的土粒含量不得超过5％，用平地机精平，注意松铺厚度不大于30cm并保持边部有足够土料，注意控制好边坡的碾压效果，既要保证有足够的填土，又要避免大土块的存在。

（四）质量检验

1.碾压前，膨胀土填料的含水量应控制在湿法重型压实标准最佳含水量 ±2%之间，碎石土则按干法重型压实标准最佳含水量±2%之间进行控制。

2. 土工格栅：铺设完成后的土工格栅应表面平整、无松软隆起；铺设位置正确；连接可靠、锚固牢固；坡面平整、无局部松散。

3. 填筑厚度：松铺厚度30±5cm。采用随机抽样方式每1000m2至少开挖检测4点，如检测结果达不到要求，须再进行平地作业，直至达到要求。

4. 压实表观：碾压后的路基外观要求表面平整、无明显轮迹、无松软起皮、起皱现象。

5.压实效果：采用灌砂法检测压实度；检测频率按公路路基施工技术规范要求，每层1000m2测点不少于2个。

施工工艺流程见图1。

结束语

本论文研究的课题主要参考交通部西部“膨胀土路基设计、加固与施工技术研究”项目创立的路基处治新技术而编制。由于膨胀土性质的地域差异，本文中难免有不当之处，将在以后的施工过程中不断总结，加以改进完善。

参考文献

[1]《公路土工试验规程》谷端炜 [M].中国标准出版社

[2]《公路路基设计规范》（JTGD30-2004）[M].人民交通出版社

[3]《公路路基施工技术规范》（JTGF10-2006）[M].人民交通出版社

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。