改良膨胀土路基施工技术

【摘 要】膨胀土是一种分散性高、收缩性大的特种黏性土，其矿物成分以强亲水性矿物蒙脱石和伊利石为主。膨胀土在我国的分布较广泛，并且膨胀土所造成的损失又是不可估量的，所以研究膨胀土问题已经成为我国目前研究方向的重点，并且在世界范围内也具有重要意义。本文对改良膨胀土路基施工技术进行探讨。

【关键词】砂砾改良；膨胀土；路基施工；

一、技术特点

1）本技术通过利用施工现场的弱、中膨胀土与非膨胀土填料进行合理拌合，改变其物理性质，使改良后的砂砾土可以作为路基填料，减少了施工现场的人工、材料及机械成本，加快了施工进度，能够创造较高的经济效益。

2）通过合理厚度的膨胀土路基换填，以消除质量隐患，保证路基稳定。

二、适用范围

本技术适用于膨胀土路基施工，也可用于膨胀土路基的病害加固处理。

四、工艺原理

通过按一定比例将膨胀土与风化砂砾进行拌合，使拌合后的砂砾土符合路基填料的规范要求，并通过试验确定膨胀土路基最佳换填厚度。

五、施工工艺流程及操作要点

5.1施工工艺流程

膨胀土路基的施工工艺流程如图1所示。

5.2操作要点

5.2.1控制路基换填深度

换填深度应根据膨胀土的强弱和当地气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候影响，该深度和该含水量称为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。由于各地气候不同，膨胀土的临界值也有所不同。通常弱～中膨胀土换填为0.8～1.5m，强膨胀土为2m。

5.2.2控制含水量

膨胀土地区路基施工应避开雨季作业，加强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。无论何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。含水量较小时由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺过程中保持较疏松的状态，土中孔隙大都互通。在一定外部压力作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜作用小，外部力不足以克服粒间引力时，土粒相对位移不容易，故密实度不易达到规范要求；含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显；但含水量过大时，水分会从回填料孔隙中渗入到膨胀土上并且堆积，经碾压会出现膨胀土遇水上返情况，膨胀土掺入回填料中，导致回填后路基质量下降，严重时出现翻浆现象。

施工中严格控制含水量。每层回填材料的含水量控制应根据当地气候条件及施工所处季节进行控制，且其液限指数≤50%。气候干燥时路基的含水量应控制在大于最佳含水量3%，且在碾压过程中随时洒水以保证含水量；气候潮湿时路基含水量应控制在小于最佳含水量4%。膨胀土地区的路基施工应尽量避开雨季作业，并加强施工现场排水，保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。膨胀土路基开挖各道工序要紧密衔接，连续施工，分段完成。

5.2.3合理控制弱、中膨胀土与非膨胀土填料的配合比

因膨胀土路基换填非膨胀土材料或拌合石灰改良成本较高，经济负担较大，而通过弱、中膨胀土与风化砂砾材料按一定比例进行拌合改良后形成的砂砾土可以作为路基换填的填料，且施工成本较低。在砂砾土拌合前严格控制弱、中膨胀土及风化砂砾的含水量，施工机械采用挖掘机及自卸车，自卸车将拌合材料运至换填施工现场，挖掘机采用换填现场拌合并按弱、中膨胀土与风化砂砾1∶2.5的比例进行拌合，严格控制拌合频率及拌合遍数，使弱、中膨胀土与风化砂砾拌合均匀。经现场试验确定，采用弱、中膨胀土与风化砂砾1∶2.5的比例进行拌合，挖掘机配合铲车细拌3～4遍能够保证改良后的砂砾土符合路基回填材料的规范及设计要求。

5.2.4严格控制路基回填的厚度及碾压遍数

换填土挖除后回填材料必须分层填筑、分层压实，分层松铺厚度宜≤50cm；碾压时应先压两侧（即靠路肩部分）后压中间。横向接头一般重叠0.4～0.5m，前、后相邻两区段宜纵向重叠1.0～1.5m，应达到无漏压、无死角，确保压实质量。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。碾压时应严格控制压路机碾压的速度，碾压最佳速度为3～4km/h，尽量不超过4km/h。振动压路机碾压时，先静压2遍，然后先慢后快，由弱至强均匀一致进行振压。

六、质量控制

1）制定质量安全管理办法，并以文件形式下发，项目部经理负责检查落实。

2）实验室负责用灌砂法检测压实度，工地试验员协同施工人员现场控制含水量，并指导施工。

3）严格根据规范《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1―2008中路基施工要求进行施工，并严格控制每层回填的材料控制要求、回填厚度及碾压遍数。

4）严格控制换填路基的含水量，出现路基碾压不实情况立即进行洒水控制，出现翻浆现象须立即挖出晾晒或更换回填材料。

5）膨胀土地区路基应分段施工，各道工序应紧密衔接，连续完成。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。

6）冬、雨季施工应根据季节特点和施工段的地质、地形条件，制订合理的施工方案。

7）膨胀土地区路基施工应避开雨季作业，加强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。膨胀土挖方施工必须做好排水设施，并保证畅通。挖方边坡不要一次挖到设计线，应沿边坡预留厚度300～500mm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即进行防护。

8）路床地基土挖除、换填深度应符合设计要求。

9）应分层开挖，一般宜从外侧向内侧挖掘，最后一层应从内向外挖掘。

10）使用粗颗粒填料换填时，填料应均匀，粒径

11）成立以项目经理为组长的质量管理小组，分工明确，责任到人。加强对施工人员的质量教育，明确质量标准和施工工艺，保证施工质量。

七、效益分析

此道路工程通过深化设计，合理确定膨胀土路基的换填厚度，换填土方量减少约20%；通过利用施工现场的弱膨胀土与风化砂砾按照一定比例进行拌合改良后的砂砾土作为回填材料，回填土购买量减少约35%，土方运输量减少约70%。

采用本技术进行的膨胀土路基换填与传统条件下路基换填的成本分析如下：通过合理换填及对施工现场土质改良作为回填材料，材料费12元/m，机械费50元/m，施工速度120m/d，质量效果好；传统工艺改良、换填，材料费25元/m，机械费60元/m，施工速度80m/d，质量效果一般。分析结果表明：通过确定合理换填深度及对施工现场土质改良作为回填材料的施工成本为59520元，而传统换填施工成本为81600元，通过比较本技术工艺施工成本最低，施工速度最快，创造的经济效益优势明显。

八、结束语

砂砾改良膨胀土路基技术通过利用施工现场的弱、中膨胀土与非膨胀土填料进行合理拌合改变其物理性质，使改良后的砂砾土可以作为路基填料，经现场反复试验检验得出弱、中膨胀土与风化砂砾按1∶2.5的比例进行拌合，改良后的砂砾土符合回填材料规范及设计要求。施工过程中通过合理换填和碾压，可以减少施工成本并加快施工进度，能够创造较好的经济和社会效益，对类似膨胀土路基施工能够起到借鉴、指导作用。

参考文献：

[1]李安洪，庞应刚，姚裕春，蒋关鲁.胶济客专非饱和土路基沉降观测及分析[J].高速铁路技术.2010（01）

[2]赵旭荣，侯天顺，王红波.膨胀良方法探讨[J].路基工程.2008（01）