膨胀土路基施工工艺设计

膨胀土是一种除具有一般粘性土所共有的物理、 化学性质外，主要是由亲水 性粘 土矿物成份一蒙脱石、伊利石和高岭土所组成，同时具有吸水显著膨胀软化 和失水收 缩硬裂的变形特征。根据膨胀土的物理、化学特性，膨胀土分强膨胀土、中等膨胀土和弱膨胀土三类粘土液限i1类别工程地质特征矿物粘粒WLWP膨胀胀缩成分含量%率总率灰白色，灰绿色，粘土细蒙脱强膨腻、滑感特强，网状裂隙石为 50 90 4胀土发育，有蜡面，易风化，、.4825呈纟田状。以棕、红、灰色为主，粘中等土中含少量粉砂，滑感较蒙脱40-418-2膨胀强，裂隙较发育，易风化，石伊35-508565-902-4土呈碎粒状，含钙质结核。利石伊利黄褐色为主，粘土中含较石弱膨多粉砂，有滑感，裂隙发高岭V 35VV 840-650.7-2.胀土育，易风化，呈碎粒状，石400含较多钙质或铁锰结核蒙脱石很显然，强膨胀土的土质特性最差，中等膨胀土次之，弱膨胀土较好一点。我国是一个强膨胀土区域分布较广的一个国家，随着我国国民经济的高速发 展，我国的公路建设进入了以高速公路为标志的快速发展阶段， 为减少资源的浪 费和人为地破坏生态环境，在我国高速公路的施工建设中根据施工环境采用就地 取土 的原则。根据膨胀土的特性及高速公路建设的需要，强膨胀土不能够作为路 基填料， 中、弱膨胀土必须经改性后方可作为路基填料使用， 现结合本工程路基 中、弱膨胀土改性施工工艺以供探讨和商榷。一、 原材料要求 石灰：必须具有三级及三级以上要求，并做好每批次的等级抽查工作及施工 现场堆放工作。土料：在取土坑应清除表层有机土层，对有机质含量超过5%的土和强膨胀土不能作为路基填料。二、 施工工艺1、根据膨胀土的本身特性，在进行膨胀土路基施工时应尽可能地避开雨季 施 工，对因工期要求不可能避免时必须采取有效措施。2、根据地形特点做好路基施工前的清表，碾压和原地翻松处理工作，挖排 截水 沟，增大路基表面横坡。3、根据土场料源做好取土坑击实，试验绘制石灰剂量标准曲线，因料源不 同土 的最佳含水量和最大干密度存在较大差异。不同的取土坑对应不同 的击实标 准。因膨胀土的特殊性宁淮高速公路施工时结合现场碾压情况， 在膨胀土改性 路基施工中在 90区、93区采用“干法”标准，95区采用湿法”标准。4、膨胀土的改性处理是路基施工质量的保证，在膨胀土的改性过程中一般 采用石灰改性，石灰的剂量一般控制在 5%8%（质量比）。掺灰的最佳 剂量一般根 据不同等级对路基不同压实度及填料最小强度的要求通过反 复试验而确定的。 改性处理后的改性土胀缩总率不应大于 0.7 ，自由膨胀 率不大于 40% 。宁宿 徐高速公路的路基填料为 5%石灰土， 6%石灰土和 7%石灰土，结合现场实 际情况及江苏高速公路的经验，采用掺2%生石灰改性。在经过平整清表处理后的取土场内根据 2%的灰剂量进行取土坑 打堆 焖土，经 72 小时不少于三次的翻拌后方可作为路基填料。5、改良膨胀土路基施工应分段进行施工，分段施工长度不宜大于200m ，路基施工工序应紧密衔接，连续施工。在进行分段施工前应做好试验段 的施 工，通过试验段的施工总结：上土工艺、石灰土的拌和工艺、土颗 粒的粉碎工 艺、土的含水量变化及控制、松铺系数的测定、碾压机械的 优化和碾压过程中 压实度增长规律、改进的石灰剂量标准曲线和快速含 水量测试方法、路基压实 度、灰剂量的检测方法等。6、对改良土土料掺灰宜采用“二次”掺灰工艺，对于二次掺灰在取土坑经 第一掺 灰砂化的土料上路后，首先保证摊铺均匀，为使含灰量均匀且压 实的厚度不大 于 20cm ，松铺厚度宜采用不大于 25cm ，对天然含水量 较高的，摊铺后用 铧犁翻拌和中拖粉碎，有效降低含水量后再进行二次 掺灰，对天然含水量不高 的，在路基上摊铺均匀后，即可二次掺灰。7、为控制膨胀土保持轻度的膨胀而不产生较大的变形。根据相关资料表明 只有当 填筑含水量控制在比最佳含水量稍大一点，填筑的干密度较标准最大干密度略低的条件时，对路堤的稳定性较有利。路基填料改性土在 耕翻晾 晒过程中施工技术人员必须做好含水量的检测工作，严格控制含 水量，对含水 量低于最优含水量，必须采用补水的办法，否则不得成型。8、施工碾压前，检测人员根据改性土的含灰量及设计灰剂量即时补灰，补 灰宜 采用人工打格布灰，布灰时应注意灰堆脚的处理。用稳定土拌和机 进行粉碎， 粉碎后检测颗粒含量，土颗粒的多少直接影响着膨胀土的改 良性能，规范要求 颗粒细度小于 5cm ，我们结合本路段情况控制：不大 于 5cm 的颗粒含量低 于 5% ，大于 2cm 的颗粒含量一般低于 20% ，对 于含有较多结核的上料， 大于 2cm 的颗粒含量要求低于 30%。9、当土粉碎后，及时进行灰剂量和含水量测试，当检测所有点含灰量设 计含 灰量，含水量大于最佳含水量 2-3%点时，即可组织碾压，当检测的 含灰量 v 设计灰剂量-1%时，需及时补灰。当含水量偏高时耕翻晾晒。10、碾压采用振动压路机先振碾，再用静压灰机碾压，碾压先边后中， 一次碾 压至设计要求压实度。11、压实度采用灌砂法，灰剂量采用 EDTA 滴定法，因密实度是确保路 堤强 度，又是消弱填料膨胀土性能的关键要素。因此在改性土的施工中， 不仅要严 格控制灰剂量，而且要严格控制路基压实度，只有在每一层压 实度检验合格 后，方可填筑上一层。12、做好路基加宽的压实和路基表面横坡的设置工作。质量标准检测项目质量标准检查规定规定值质量要求频率方法压实度路床0-80cm 95单点100% 合格4个断面/200 米/层每个断面每车道测一 点，用密度法，采用 重型击实标准上路堤80-150cm 93下路堤150cm以下 90灰剂量设计要求单点规定值-1%4个断面/200 米/层每个断面每车道测一点，用EDTA滴定法宽度两边超宽不小于0.3m4 处/200米用钢尺量中线偏位mm504 点 /200米用经纬仪检查平整度mm、. _*、-=边坡顺直，曲线圆滑，碾压层面光滑无软弹和翻浆现象丄 k-、t、 、 、k汪：检查频率指四车道路基，对于八车道应增加50%四、 路基填筑施工工艺路基放样土料改性填上层料检测灰剂量、含水量含水量、灰剂量检测五、石灰稳定土施工工序控制石灰稳定土采用稳定土拌和机路拌法施工1 材料要求：土、灰除满足规范要求外，在施工中控制要点为：(1) 石灰应符合川级以上标准，石灰在使用前 10 天充分消解；(2) 消石灰存放时间宜控制在 2个月以内；(3) 个作业段内采用土质相同的土 (击实标准和灰剂量相同)，以便对压实 度进行准确控制。2. 准备下承层：(1) 石灰土施工前，应对上路床顶严格验收，验收内容包括压实度、宽度、 标 高、横坡度、平整度等项目。(2) 按要求设置路基施工控制桩。3. 备土、铺灰：(1) 备土：按照松铺厚度将土摊铺均匀一致， 有利于机械化施工。 铺土后， 先用推土机大致推平，然后放样用平地机整平，清余补缺，保证厚度一致，表面 平 整。(2) 备灰、铺灰：备灰前，用压路机对铺开的松土碾压 1-2 遍，保证备灰 时 不产生大的车辙， 严禁重车在作业段内调头。 备灰前根据灰剂量、 不同含水量 情 况下的石灰松方干容重及石灰土最大干容重计算每平方米的石灰用量。 备灰前 事先 在灰条位置标出两条灰线， 以确保灰条顺直。 铺灰前在灰土的边沿打出格子 标线， 然后用人工将石灰均匀地铺撒在标线范围内。4. 拌和：采用专用的稳定土拌和机进行路拌法施工，铧犁作为附助设备配合翻拌。(1) 土的含水量小，应首先用铧犁翻拌一遍，使石灰置于中，下层，然后 洒 水补充水份，并用铧犁继续翻拌，使水份分布均匀。考虑拌和，整平过程中的 水份损 失，含水量适当大些 (根据气候及拌和整平时间长短确定 ) ，土的含水量过 大，用铧犁进行翻拌凉晒。(2) 水份合适后，用平地机粗平一遍，然后用灰土拌和机拌和第一遍。拌 和时要指派专人跟机进行挖验，每间隔 5-10 米挖验一处，检查拌和是否到底。 对于 拌和不到底的段落，及时提醒拌和机司机返回重新拌和。(3) 桥头两端在备土时应留出 2 米空间， 将土摊入附近，拌和时先横向拌 和 两个单程，再进行纵向拌和，以确保桥头处灰土拌和均匀。第二遍拌和前，宜 用平地 机粗平一遍，然后进行第二遍拌和。若土的塑指高，土块不易拌碎，应增 加拌和遍 数， 并注意下次拌和前要对已拌和过的灰土进行粗平和压实， 然后拌 和，以达到 拌和均匀，满足规范要求为准。压实的密度愈大，对土块的破碎效果 愈好，采用此法 可达到事半功倍的目的， 否则即使再多增加拌和遍数也收效甚微。 拌和时拌和机各 行程间的搭接宽度不小于 10CM 。5. 整平：用平地机，结合少量人工整平。(1)灰土拌和符合要求后，用平地机粗平一遍，消除拌和产生的土坎、 波 浪、沟槽等，使表面大致平整。(2) 用振动压路机或轮胎压路机稳压 1-2遍。(3) 利用控制桩用水准仪或挂线放样，石灰粉作出标记，样点分布密度 视平 地机司机水平确定。(4) 平地机由外侧起向内侧进行刮平。(5) 重复 (3) (4) 步骤直至标高和平整度满足要求为止。 灰土接头、桥头、边沿等平地机无法正常作业的地方，应由人工完成清理、平整工作。(6) 整平时多余的灰土不准废弃于边坡上。(7) 要点提示最后一遍整平前，宜用洒水车喷洒一遍水，以补充表层水份，有利于 表层 碾压成型，最后一遍整平时平地机应“带土”作业，切忌薄层找补，备土、 备灰要适 当考虑富余量，整平时宁刮勿补。6.碾压碾压采用振动式压路机和 18-21T 三轮静态压路机联合完成。整平完成后，直线段先用振动压路机由路两侧向路中心碾压，曲线段由 弯道 内侧向外侧碾压。 碾压时后轮应重叠 1/2 轮宽， 一般碾压 4-5遍，压路机的 碾压速 度，头两遍以采用 1.5-1.7 公里/ 小时,以后用 2.0-2.5 公里/小时,至无明显 轮迹,总之, 碾压时遵循“由边到中，先轻后重，由慢到快”的原则。要点提示：碾压必须连续完成，中途不得停顿，压路机应足量，以减少 碾压 成型时间，合理配备为震动压路机 1-2 台，三轮压路机 2-3 台，碾压过程中 应行走 顺直，低速行驶，桥头处 10 米范围内横向碾压。7. 检验(1) 试验员应盯在施工现场，完成碾压遍数后，立即取样检验压实度 (要及时拿出试验结果 )，压实不足要立即补压，直到满足压实要求为止。(2)成型后的两日内完成平整度、标高、横坡度、宽度、厚度检验，检 验不 合格要求采取措施预以处理。(3) 要点提示：弹簧、轮迹明显、表面松散、起皮严重、土块超标等有 外观缺陷的不准验收，应彻底处理，标高不合适的，高出部分用平地机刮除，低 下的 部分不准贴补，压实度、强度必须全部满足要求，否则应返工处理。8. 接头处理碾压完毕的石灰土的端头应立即将拌和不均，或标高误差大，或平整 度不 好的部分挂线垂直切除，保持接头处顺直、整齐，下一作业段与之衔接处， 铺土及拌 和应空出 2米，待整平时再按松铺厚度整平。桥头处亦按上述方法处理，铺土及拌和应空出 2 米，先横拌 2 遍再纵 拌， 待整平时再按松铺厚度整平。9. 养生不能及时覆盖上层结构层的灰土，养生期不少于 7天，采用洒水养生法，养生期间要保持灰土表面经常湿润。 养生期内应封闭交通，除洒水车外禁止一切 车 辆通行。灰土完成后经验收合格，即可进行下道工序施工。