膨胀土路基施工工法

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1、膨胀土路基施工工法一、前言膨胀土路基是工程建设中常见的一种特殊土路基，膨胀土不能直接作为路基填料，必须经过改良处理，使膨胀土的物理、化学性质发生变化，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳性的目的，有效防止土体边坡滑坍和变形，保证路基稳定、耐久。中铁一局四公司承建的湖北孝（感）襄（樊）高速公路有12km膨胀土路基，他们针对膨胀土路基施工进行了科技立项，通过大量的试验和实践，分析总结了膨胀土路基施工的特点，掌握了膨胀土路基施工工艺，快速、高效、优质地完成了施工任务，取得了较好的经济效益和社会效益，其科研

2、成果获得局科技进步三等奖。在施工过程中，不断总结提高，形成本工法。二、工法特点1膨胀土路基改良处理，缩短了土的凉晒时间，加快了施工进度，并能够降低工程成本。2膨胀土路基改良处理后，能够消除质量隐患，保持路基稳定。3膨胀土路基采用“封水法”防护措施，能够防止土体边坡滑坍和变形。三、适用范围本工法适用于高速公路、一级公路、铁路、机场等工程的膨胀土路基施工，也可用于膨胀土路基的病害加固处理。四、施工工艺㈠工艺原理1膨胀土的特性及分类表1膨胀土判别及分类膨胀土是一种遇水急剧膨胀，失水则严重干缩的高塑性粘土，它含有蒙

3、脱石及伊利石、高岭石等膨胀性矿物，具有很强的亲水性、持水性和很高的可塑性及粘聚性，工程力学性质极不稳定。根据交通部《公路路基施工技术规范》JTJ033-95，膨胀土大致可分强、中、弱三级，见表1。72膨胀土的方案选择与机理分析目前我国对膨胀土地区工程设计和施工主要是换填或改良处理两种方案。换填是膨胀土路基最简单而且有效的处理方法。即挖除膨胀土，换填非膨胀土或砂砾土，换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度和该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界深

4、度和临界含水量。由于各地的气候不同，膨胀土的临界值也有所不同。通常弱—中膨胀土换填为1.0～1.5m，强膨胀土为2m。改性处理就是在膨胀土体内均匀掺入固化材料，使膨胀土的物理、化学性质发生变化，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增加强度和提高水稳性的目的。固化材料一般采用石灰、水泥或NCS固化材料，现以石灰为列进行机理分析：膨胀土中掺入石灰遇水后发生反应（CaO+H2O=Ca(OH)2），生成氢氧化钙。氢氧化钙具有可溶性碱的通性。它容易和空气中的二氧化碳结合生成碳酸钙晶体（Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O

5、），而结成硬块，且碳酸钙本身就是一种非膨胀矿物，对提高强度，减小土的胀缩性起主要作用。3确定掺灰量根据交通部JTJ013—95公路路基设计规范以“掺石灰后胀缩总率不超过0.7%为宜”。为了保证膨胀土改良彻底成功，必须做不同掺量的对比试验，测定胀缩率指标是否达到要求，并结合含水量、压实度、CBR值等情况综合确定掺灰量。㈡工艺流程膨胀土改性拌合有路拌、场拌和闷拌等几种方法，其方法各有优缺点，施工中最常用、最方便快捷的是路拌法（路拌法即在路基上将石灰与路基填料直接拌合）。这里主要论述路拌法改良膨胀土施工工艺。膨胀

6、土路基施工工艺流程：施工准备→地基处理→测量放线→分层填筑→平整静压→掺灰拌和→测定掺灰量→碾压→检测。㈢施工要点1填土7根据填料区段、松铺厚度计算所需膨胀土的数量及每车料的堆放位置和间距，用石灰洒成方格，将填料按卸至方格内，松铺厚度一般不大于30cm。2平整用竹竿标尺及挂线标出填层高度，用推土机将填料摊铺整平。若膨胀土较湿时，应用五铧犁翻耕晾晒，施工时可用核子仪快速检测含水量以确定晾晒时间及洒水量。用平地机初平，使各处填土厚度均匀，用压路机快速静压一遍。3掺石灰拌合将摊铺机平整的土用核子密度仪或灌砂法、环

7、刀法测土的干密度ρ土及含水量；用钢钎和卷尺测量土的松铺厚度h土；按下式计算掺石灰摊铺所需的厚度H灰。将石灰运至填筑区段用平地机按计算的厚度进行摊铺，必要时采用人工配合，若石灰掺量少，按厚度摊铺有困难，可折算每平方所用的石灰质量，用画方格的方法，每一方格内按计算的石灰重量进行摊铺。摊铺均匀后用五铧犁翻耕，路拌机拌合均匀。4碾压前检测首先是石灰剂量的检测，将现场拌合好的石灰土取样，通过EDTA二钠标准液滴定，来确定石灰剂量是否符合设计规范要求，如果掺灰量不足则掺至满足规范要求。其次测改性土的含水量，控制在最佳含

8、水量的-2%~+3%范围内，必要时需晾晒或洒水。5碾压阶段用重型振动压路机进行碾压，先静压再振动再静压，从两边往中间，先慢后快。压实度与碾压机械的选择有关，土质变化时可适当调整碾压遍数，直至压实度满足规范要求。6检测《公路路基施工规范》规定膨胀土的检测频率为4点/1000m2，为保证工程质量，可用核子密度仪快速检测，用灌砂法做对比进行校正，既保证了检测频率及准确性，又缩短了检测时间，加快了作业循环及施工进度。㈣防