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深圳高速工程检测有限公司 518000
摘要：在我国大部分地区，膨胀土是一种比较常见的土质，由于公路工程建设线路较长，所以遇到膨胀土的几率也明显增加。在高速公路工程中，膨胀土路基会给高速公路的勘探设计及施工带来一定的困难。本文阐述了膨胀土的特征、膨胀土的改良方法及膨胀涂改良后的应用。
关键词：膨胀土改良；高速公路；路基回填；应用
1膨胀土的特征
膨胀土在我国分布比较广泛，形成时间也较早。膨胀土就是能够明显膨胀或收缩的粘性土壤。导致膨胀土膨胀或收缩的直接因素是土内所含水分的多少。膨胀土中的主要成分是亲水性较强的矿物质，包括蒙脱石、伊利石等。从外观看，膨胀土有棕黄色、灰白、黄红等颜色，其膨胀状态通常与自身的含水量有关。在天然状态下膨胀土会呈现出比较坚硬的土质特征。膨胀土的特征主要为固结性、抗剪强度大以及较大的衰减特性。膨胀土的这些特征是导致其自身不稳定性的主要原因。因此高速公路路基如果是膨胀土，那么路基的稳定性会受到极大影响，甚至会产生整体的变形，这就为高速公路工程膨胀土路基施工带来了很大的难度。
2膨胀土质改良方法
改良膨胀土路基的施工工艺与普通高速公路路基的施工工艺基本相同，只是在路基土中掺入了石灰，以改善路基土的亲水性。膨胀土改良的拌合法主要有路拌法和厂拌法两种。路拌法是在膨胀土中按照设计比例掺入石灰，并直接在路基上进行拌合，然后进行平整和压实处理。这种方法比较简单易行，且拌合的质量也比较高，但在掺入石灰时必须保证其均匀性，同时还要控制好摊铺的厚度。集中路拌法也是一种路拌方法，是在拌合场、取土场等地进行集中拌合。集中预拌法是在取土场按照施工要求掺入石灰，然后用挖掘机进行集中预拌，再将混合料运送到施工现场。厂拌法是在搅拌站中按一定的设计比例，将破碎的填料进行拌合，然而运送到填筑现场进行摊铺和碾压。
3膨胀土改良后在高速公路路基回填施工中的应用分析
3.1 施工前准备工作
施工前准备工作主要包括试验准备，材料准备、松铺厚度确定、测量准备、人工机械准备等。施工前首先需对准备作为填料的取土场进行取样，把符合Ⅱ级以上级别的石灰和土样按设计要求的掺配比例混合后进行土工试验，确定路基填筑时的控制标准，如最大干密度和最佳含水量。然后进行现场备料，石灰存放场地应选在取土场附近和地势较高的位置，最好临近水源，如果长时间堆放需覆盖封存。生石灰在使用前7-10天进行消解，消解后的石灰应该能通过10毫米筛孔的筛。根据每段每层路基填筑的宽度、厚度、长度和测得的干密度计算所需要的石灰量和灰土数量，根据石灰掺配比例、材料含水量以及现场料车运输能力计算每种材料用量和每车料的堆放距离。
接下来是松铺厚度的确定，松铺厚度是根据拌合设备的拌合能力、压路机压实效果等通过试验来确定的。本段落松铺厚度确定为20cm～25cm，压实后厚度大概在15cm～20cm。最后进行测量准备工作，需进行施工放样，订出中线桩、边桩、高程控制桩的位置，绘制纵断面图、桩点分布图、排水系统图等。膨胀土路基填筑要特别重视排水系统的施工，设置纵横向排水系统，疏通水系，降低路基施工范围内的地表水位，为填前碾压质量控制、路基基底顺利封底提供保障。
3.2清表处理、填前碾压
路基填土前先要清除地表土、杂草等，并挖出淤泥，泥质软土等进行填筑前碾压，压实度要符合图纸要求，检测合格后才开始填筑石灰改良膨胀土。如果路基填土高度在一米以内，需挖除30cm～60cm膨胀土后换填石灰改性膨胀土。
3.3石灰改良土的初步拌合
石灰改良膨胀土的备料一定要选在取土场附近或路基零填挖断面内比较平坦的场地集中进行，可以避免对周围环境的污染。清除地表土后先用挖掘机或推土机在土场取土，然后根据取土深度计算出的石灰用量掺配石灰，所取土的含水量要控制在最佳含水量提高3%～4%，用挖掘机或装载机将石灰土进行初步拌合一到两遍，焖料24h～48h。焖好的石灰土颗粒不宜大于10cm，最大不能超过15cm，拌合好的石灰土可以采用EDTA法进行石灰剂量的检测，如果掺灰不足，在路拌时需根据试验结果增加石灰剂量，直至达到设计要求，石灰土的含水量应大于试验最佳含水量2%左右。
3.4运输和摊铺
石灰膨胀土在备料场初步拌合后运到填筑现场，每台运输车辆所装灰土数量应大致相等，便于松铺厚度的控制，厚度按照试验确定的厚度控制，不能过厚，否则灰土拌和机拌合深度达不到，造成底部石灰土拌合不到位。根据计算确定卸料距離，洒上纵横石灰网格线，从路基一端开始，左右成行，前后等距离布土，注意不能长时间堆放，应尽快用推土机和挖掘机进行摊铺。
3.5路拌机二次拌和
在拌合前要检测石灰土的含水量，如果含水量过小，应适当洒水；含水量过大，摊铺时应晾晒，在洒水或晾晒期间要及时检测灰土的含水量，使含水量大于最佳含水量的1%～2%。拌合设备要采用专用灰土拌和机充分拌合，拌合过程要随时检查拌合的深度、均匀性、颗粒粒径，使拌合均匀，不存在夹层，为碾压创造有利条件。注意不得在雨天施工，雨季要采取必要的防护措施。
3.6整型与碾压
路基整型要按照图纸规定的坡度和路拱进行，在灰土拌合均匀后先用平地机初步整平和整型，在直线段，平地机由路边向路拱中心进行刮平，然后用钢轮压路机快速碾压一遍，以突出潜在不平整部分，再用平地机将不平地方进行清平，如遇到局部低洼处机械不容易整平的地方应配合人工整平。碾压前检查铺装石灰土层的宽度和厚度。在整平过程中一定要处理好接缝，接缝要顺直平整。整平之后就是碾压，采用18t振动压路机进行碾压，碾压应该遵循“先边后中，先轻后重，先稳后振，先慢后快，由弱至强”的原则，控制好碾压速度，直至达到规定的压实度为止。
3.7养护
为了保证石灰膨胀土施工完后表面不开裂，上下层石灰膨胀土施工应连续进行，最好不要超过24h。否则需要采取必要的养护措施进行保湿处理。如果已经出现裂纹，在上层石灰膨胀土施工前需对下层进行洒水重新碾压，封闭裂纹。
3.8石灰改性膨胀土路基质量检测
石灰改性膨胀土路基质量检测最重要的检测项目就是压实度。压实度采用灌砂法，由于压实度检测的频率较高，强度较大，检测需要时间长，因此根据路基实际情况，采用分组方式，运用多个检测设备同时进行，还可以根据各区域压实度标准不同适当运用核子仪辅助检测，以提高检测效率，但应做对比试验。
4 结语
膨胀土是一种对环境湿度变化敏感，由强亲水性矿物蒙脱石和伊利石等组成，具有多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性等特性的一种高塑性粘土。石灰改良膨胀土路基填筑施工技术作为一项成熟的施工技术已经被工程广泛应用，但是其施工过程仍有很多需要改进之处，这就需要我们不断通过实践去探索，去研究，通过精细化施工、管理、控制来更好的保证工程质量，节约建设成本，提高经济效益，实现企业名利双收。
参考文献：
[1] 吴建强.石灰改良土填筑高等级公路路基施工研究[J].交通标准化，2010（2）：122-124.
[2] 陶福金.武汉至安康铁路襄胡段路基石灰改良膨胀土填料试验研究[J].路基工程，2011（5）：115-117.
摘要：在我国大部分地区，膨胀土是一种比较常见的土质，由于公路工程建设线路较长，所以遇到膨胀土的几率也明显增加。在高速公路工程中，膨胀土路基会给高速公路的勘探设计及施工带来一定的困难。本文阐述了膨胀土的特征、膨胀土的改良方法及膨胀涂改良后的应用。
关键词：膨胀土改良；高速公路；路基回填；应用
1膨胀土的特征
膨胀土在我国分布比较广泛，形成时间也较早。膨胀土就是能够明显膨胀或收缩的粘性土壤。导致膨胀土膨胀或收缩的直接因素是土内所含水分的多少。膨胀土中的主要成分是亲水性较强的矿物质，包括蒙脱石、伊利石等。从外观看，膨胀土有棕黄色、灰白、黄红等颜色，其膨胀状态通常与自身的含水量有关。在天然状态下膨胀土会呈现出比较坚硬的土质特征。膨胀土的特征主要为固结性、抗剪强度大以及较大的衰减特性。膨胀土的这些特征是导致其自身不稳定性的主要原因。因此高速公路路基如果是膨胀土，那么路基的稳定性会受到极大影响，甚至会产生整体的变形，这就为高速公路工程膨胀土路基施工带来了很大的难度。
2膨胀土质改良方法
改良膨胀土路基的施工工艺与普通高速公路路基的施工工艺基本相同，只是在路基土中掺入了石灰，以改善路基土的亲水性。膨胀土改良的拌合法主要有路拌法和厂拌法两种。路拌法是在膨胀土中按照设计比例掺入石灰，并直接在路基上进行拌合，然后进行平整和压实处理。这种方法比较简单易行，且拌合的质量也比较高，但在掺入石灰时必须保证其均匀性，同时还要控制好摊铺的厚度。集中路拌法也是一种路拌方法，是在拌合场、取土场等地进行集中拌合。集中预拌法是在取土场按照施工要求掺入石灰，然后用挖掘机进行集中预拌，再将混合料运送到施工现场。厂拌法是在搅拌站中按一定的设计比例，将破碎的填料进行拌合，然而运送到填筑现场进行摊铺和碾压。
3膨胀土改良后在高速公路路基回填施工中的应用分析
3.1 施工前准备工作
施工前准备工作主要包括试验准备，材料准备、松铺厚度确定、测量准备、人工机械准备等。施工前首先需对准备作为填料的取土场进行取样，把符合Ⅱ级以上级别的石灰和土样按设计要求的掺配比例混合后进行土工试验，确定路基填筑时的控制标准，如最大干密度和最佳含水量。然后进行现场备料，石灰存放场地应选在取土场附近和地势较高的位置，最好临近水源，如果长时间堆放需覆盖封存。生石灰在使用前7-10天进行消解，消解后的石灰应该能通过10毫米筛孔的筛。根据每段每层路基填筑的宽度、厚度、长度和测得的干密度计算所需要的石灰量和灰土数量，根据石灰掺配比例、材料含水量以及现场料车运输能力计算每种材料用量和每车料的堆放距离。
接下来是松铺厚度的确定，松铺厚度是根据拌合设备的拌合能力、压路机压实效果等通过试验来确定的。本段落松铺厚度确定为20cm～25cm，压实后厚度大概在15cm～20cm。最后进行测量准备工作，需进行施工放样，订出中线桩、边桩、高程控制桩的位置，绘制纵断面图、桩点分布图、排水系统图等。膨胀土路基填筑要特别重视排水系统的施工，设置纵横向排水系统，疏通水系，降低路基施工范围内的地表水位，为填前碾压质量控制、路基基底顺利封底提供保障。
3.2清表处理、填前碾压
路基填土前先要清除地表土、杂草等，并挖出淤泥，泥质软土等进行填筑前碾压，压实度要符合图纸要求，检测合格后才开始填筑石灰改良膨胀土。如果路基填土高度在一米以内，需挖除30cm～60cm膨胀土后换填石灰改性膨胀土。
3.3石灰改良土的初步拌合
石灰改良膨胀土的备料一定要选在取土场附近或路基零填挖断面内比较平坦的场地集中进行，可以避免对周围环境的污染。清除地表土后先用挖掘机或推土机在土场取土，然后根据取土深度计算出的石灰用量掺配石灰，所取土的含水量要控制在最佳含水量提高3%～4%，用挖掘机或装载机将石灰土进行初步拌合一到两遍，焖料24h～48h。焖好的石灰土颗粒不宜大于10cm，最大不能超过15cm，拌合好的石灰土可以采用EDTA法进行石灰剂量的检测，如果掺灰不足，在路拌时需根据试验结果增加石灰剂量，直至达到设计要求，石灰土的含水量应大于试验最佳含水量2%左右。
3.4运输和摊铺
石灰膨胀土在备料场初步拌合后运到填筑现场，每台运输车辆所装灰土数量应大致相等，便于松铺厚度的控制，厚度按照试验确定的厚度控制，不能过厚，否则灰土拌和机拌合深度达不到，造成底部石灰土拌合不到位。根据计算确定卸料距離，洒上纵横石灰网格线，从路基一端开始，左右成行，前后等距离布土，注意不能长时间堆放，应尽快用推土机和挖掘机进行摊铺。
3.5路拌机二次拌和
在拌合前要检测石灰土的含水量，如果含水量过小，应适当洒水；含水量过大，摊铺时应晾晒，在洒水或晾晒期间要及时检测灰土的含水量，使含水量大于最佳含水量的1%～2%。拌合设备要采用专用灰土拌和机充分拌合，拌合过程要随时检查拌合的深度、均匀性、颗粒粒径，使拌合均匀，不存在夹层，为碾压创造有利条件。注意不得在雨天施工，雨季要采取必要的防护措施。
3.6整型与碾压
路基整型要按照图纸规定的坡度和路拱进行，在灰土拌合均匀后先用平地机初步整平和整型，在直线段，平地机由路边向路拱中心进行刮平，然后用钢轮压路机快速碾压一遍，以突出潜在不平整部分，再用平地机将不平地方进行清平，如遇到局部低洼处机械不容易整平的地方应配合人工整平。碾压前检查铺装石灰土层的宽度和厚度。在整平过程中一定要处理好接缝，接缝要顺直平整。整平之后就是碾压，采用18t振动压路机进行碾压，碾压应该遵循“先边后中，先轻后重，先稳后振，先慢后快，由弱至强”的原则，控制好碾压速度，直至达到规定的压实度为止。
3.7养护
为了保证石灰膨胀土施工完后表面不开裂，上下层石灰膨胀土施工应连续进行，最好不要超过24h。否则需要采取必要的养护措施进行保湿处理。如果已经出现裂纹，在上层石灰膨胀土施工前需对下层进行洒水重新碾压，封闭裂纹。
3.8石灰改性膨胀土路基质量检测
石灰改性膨胀土路基质量检测最重要的检测项目就是压实度。压实度采用灌砂法，由于压实度检测的频率较高，强度较大，检测需要时间长，因此根据路基实际情况，采用分组方式，运用多个检测设备同时进行，还可以根据各区域压实度标准不同适当运用核子仪辅助检测，以提高检测效率，但应做对比试验。
4 结语
膨胀土是一种对环境湿度变化敏感，由强亲水性矿物蒙脱石和伊利石等组成，具有多裂隙性、强胀缩性和强度衰减性等特性的一种高塑性粘土。石灰改良膨胀土路基填筑施工技术作为一项成熟的施工技术已经被工程广泛应用，但是其施工过程仍有很多需要改进之处，这就需要我们不断通过实践去探索，去研究，通过精细化施工、管理、控制来更好的保证工程质量，节约建设成本，提高经济效益，实现企业名利双收。
参考文献：
[1] 吴建强.石灰改良土填筑高等级公路路基施工研究[J].交通标准化，2010（2）：122-124.
[2] 陶福金.武汉至安康铁路襄胡段路基石灰改良膨胀土填料试验研究[J].路基工程，2011（5）：115-117.