高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术研究.pdf

理论研究 Theoretical Research 汽车周刊 Auto Weekly 第 12 期 254 高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术研究 杨广云(山西工程科技职业大学 山西晋中 030619)摘 要在我国高速公路工程中，常常会遇到一种常见的土质，即膨胀土，在极大程度上会影响路基的施工质量，不利于高速公路行业的不断可持续发展。为保证高速公路工程路基的施工质量，有效推动我国高速公路工程的建设与发展，一定要采取有效措施来处理膨胀土路基。本文以某一高速公路工程为例，从测量放样、填前处理、原地表下封层等多个方面详细阐述了石灰改良膨胀土路基施工技术要点，具有重要意义。关键词高速公路；石灰改良膨胀土；路基；施工技术 引言 在最近几年中，我国社会经济发展水平在不断快速提高，有效加快了我国高速公路行业的发展速度，我国公路工程规模呈不断扩大趋势，在很多公路工程中遇到很多不良地质，尤其是膨胀土质，该类型的土质的强度不大，抗渗透能力也较差，所以膨胀土极易受到外部环境的腐蚀性影响。为保证高速公路在膨胀土质区域中的施工质量，越来越多的专家开始关注膨胀土质改良问题，并提出很多不同的解决措施，其中石灰改良膨胀土路基施工技术就是一种非常有效的施工方法，即在膨胀土体中加入适量的石灰土，以提高膨胀土体的强度，满足施工要求。基于此，本文就高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术展开了探讨，以供大家参考。1.石灰改良膨胀土的工程特性 在现阶段中，在进行高速公路工程施工过程中，经常会遇到不良路基现象，尤其是膨胀土路基，为保证高速公路工程的整体施工质量，降低施工成本，施工企业常常在遵守因地制宜的基本原则下，采取有效措施，对当地的膨胀土进行改良，提高其的工程特性，以用于高速公路的路基施工填筑材料。对于为膨胀土，它主要是由蒙脱石、伊利石等构成的，主要以黏粒粒度为主，所以在现阶段中，对于膨胀土，施工单位主要通过在膨胀土中加入适量的外掺稳定剂，如石灰、水泥、磷酸等，以实现对其的改良。而在各种外掺稳定剂中，石灰能够产生最为明显的改良作用。究其原因，即在膨胀土中加入适量的石灰，可以增加膨胀土中的钙离子含量，进而能够进一步降低膨胀土的膨缩性能与提升其的结构强度，最终提高膨胀土的工程特性。在利用石灰改良膨胀土以后，能够有效改变原膨胀土土体的内部结构，可以有效降低黏粒的含量与膨胀土的塑性。值得注意的是，随着石灰掺入剂量的不断增加，能够不断改进膨胀土的工程特性，但是当石灰掺入剂量高于某一数值以后，石灰改良膨胀土的工程特性因已经达到饱和而会出现下降现象，为能够获取最好的膨胀土的改良效果，施工单位一定要通过进行室内试验，以确定石灰的最佳掺入剂量。2.案例背景 某一高速公路工程，总长度约为 20km，双向 4 车道。本工程路线经过的地段区域的地层结构是非常单一的，包括第四系残坡积与冲洪积土层等。在本工程施工现场中，存在很多膨胀土等不良地质。在本工程施工过程中，共需挖方 184.35 万 m、填方 173.28 万 m。由于本工程全线均存在膨胀土，因此不宜对路基进行直接填筑施工。另外，在本工程中，一共设有 5 个弃土场，为更好地保护工程沿线耕地，施工单位需要提高施工速率，提高挖方弃方的利用率。通过进行大量检测与分析后可知，在微膨胀土、中膨胀土中加入适量的石灰，能够起到有效改良的作用，有助 于 工 程 弃 方 的 减 小。在 本 次 工 程 施 工 中，选 取K10+200-K10+330 作为试验段，选用生石灰来对膨胀土进行改良，其中膨胀土的填筑厚度为 1m。其中，本工程不良地质分布情况，如表 1 所述。3.高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术要点分析 理论研究 Theoretical Research 汽车周刊 Auto Weekly 第 12 期 255 表 1 本工程不良地质分布情况 序号 地质类型 长度 路线沿线数量 1 膨胀土 8800m 8 处 2 红黏土 950m 5 处 3 软土 420m 1 处 3.1 测量放样 施工单位对工程路线进行复测，以获得有关导线点的数据，通过利用相关设备，放出工程路线的中桩，根据路线中桩填筑高度等，精准定位不同部位，包括边沟、路基边缘等，同时对用地宽度进行复核，然后测量与绘制道路横断面，并且施工单位需要明确施工现场的开挖界限。3.2 填前处理 在对路基进行填筑以前，施工单位需要将施工现场中淤泥、有机物残渣等杂物予以清理干净，同时将其运至弃土场中，然后选用推土机清理表土，利用压路机来碾压地表，地面的压实度至少为 90%；路基坡度应控制在 1:5 以内。3.3 原地表下封层的施工 在进行下封层施工过程中，由于碎石土具有较强的强度、透水性特点，而且容易被压实，所以决定使用碎石土。通过深入分析案例工程的现场情况后可知，本次施工选用分层施工方法，每层的厚度应控制在 25cm 左右。（1）摊铺与整平 第一，根据路面的平行线，对填方路基进行分层摊铺，每层摊铺厚度应控制在 30cm 左右，并且需要对填土的标高进行严格控制；第二，在对路基进行填筑时，为保证路基边缘的压实度，与路基两侧标高相比，路基的填筑高度应比其至少要高出 50cm；第三，在粗平施工结束以后，应利用振动压路机，对路基进行静压，静压施工结束以后，改用平地机，对路基进行精平。（2）碾压 在完成摊铺施工作业之后，施工单位就可以对路基进行碾压施工。在碾压施工中，需要配置振动压路机、重型光轮压路机，在遵守从慢到快、从轻到重的原则下进行施工，在碾压施工结束以后，应保证路基的表面不存在轮迹，同时路基的压实度应满足设计要求。3.4 改良膨胀土的施工 选用路拌法来开展对改良膨胀土的施工。其中，改良膨胀土的施工步骤为：第一，根据混合料配合比、路基填筑高度等，计算得出实际用土量，在各个路基填筑作业段之间的相连位置处，应根据 1:1 的坡度分层设置施工台阶，与此同时，为保证计量的精准性，应根据装料车的装载量，在原地表中施划方格，为便于均匀摊铺，一定要严格根据方格来进行卸土。第二，根据施工现场的实际情况，选择具有代表性的路段作为试验段进行试验。为精准控制生石灰的用量，需要以掺灰用量为主要依据，在素土中合理施划方格；根据灰土配合比，对各方格中的灰剂量进行计算，并以此为重要依据，将生石灰放置在科学的位置上；利用人工法来均匀铺洒生石灰。第三，在生石灰铺洒结束以后，施工单位应利用路拌机进行施工，在整个拌和过程中，为避免素土中产生夹层现象，施工单位需要对生石灰的厚度进行随时检查，与此同时，为保证生石灰的质量，施工单位必须要对生石灰的含水量、剂量等进行认真检测。第四，在完成混合料的拌和施工之后，施工单位应采用人工法，找平处理坑洼部位，然后再进行排压施工，先选用木桩来控制标高，然后利用平地机来进行整平。第五，在混合料的含水量满足施工要求以后，便可以开始进行碾压施工。若混合料的含水量偏低、比较干燥，在这种情况下，需要对混合料进行适量洒水养护处理；在整个碾压施工中，施工单位应配置振动压路机，依次进行小振、大振施工，直到路基的压实度达标为止，为消除路基表面中的全部轮迹，需要静压 1 遍路基。在完成碾压施工作业之后，施工单位一定要对路基的压实度进行准确记录，假如压实度不满足施工要求，在这种情况下，应继续对路基进行碾压施工，直到路基的压实度满足施工要求为止。应在遵守从两侧到中间的施工原则条件下来碾压路基，与此同时，在整个碾压施工过程中，压路机严禁出现突然转弯、调头等行为。根据碾压的施工要求，应选用振动压路机进行静压，碾压遍数为 1 遍，然后使用振动压路机进行轻振碾压，最后利用振动压路机进行重振，碾压遍数为 3遍。在完成碾压施工以后，施工单位应对其进行至少 7d 的养生，在整个养生过程中，不得对外开放交通。3.5 雨季路基的施工 根据气象预报具体情况，施工单位应合理安排雨季施工。在填筑路基过程中，施工单位一定要制定出相应合理、可行的地面排水方案，并进一步完善与优化排水系统与防理论研究 Theoretical Research 汽车周刊 Auto Weekly 第 12 期 256 水系统；第二，为保证路基的顺利排水，路基横坡应控制在 2%-4%之间；第三，在路堤路肩位置填筑结束之后，为方便排出雨水，应在合理位置处布设排水槽、出水口，并布设纵向临时挡水土埂；第四，在雨季中，对路基进行填筑施工过程中，在下雨以前，若为填筑、碾压路基，在雨停以后，施工单位一定要翻挖处理路基，然后依次进行铺筑与碾压施工。3.6 施工质量的检验 在施工结束以后，施工单位需要对路基的施工质量进行严格检测，待其满足施工标准与施工要求之后，施工单位才可以进行其他施工作业。在进行施工过程中，应对不同土层进行严格碾压，需要对各层图的压实度进行及时检验，应每 2000 至少检测 4 个点。其中，石灰改良膨胀土路基的压实检验标准，如表 2 所示。表 2 路基压实检验标准 填挖类型 填料最小强度（CBR）（%）路床顶面以下深度（cm）压实度（%）上路床 8 0-30 96 下路床 5 30-80 96 上路堤 4 80-150 94 填方路基 下路堤 2 150 93 零填及路堑路床 8 96 4.高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术的运用总结 4.1 制定合理的施工技术方案 为保证高速公路路基的施工质量，要想有效改良石灰改良膨胀土，一定要制定相应合理的施工技术方案。通过有效结合膨胀土的各种因素，如施工量、特点等，进行深入分析，并以此为重要根据，制定出相应合理、可行的施工作业方案，以保证顺利开展后续施工作业。另外，为保证高速公路石灰改良膨胀土路基的施工质量，避免出现施工质量隐患问题，施工单位需要对施工质量把控要求与施工工艺参数进行合理确定。4.2 严格把控施工技术的应用环节 第一，做好施工技术交底与施工资源前期准备工作。根据高速公路膨胀土改良施工作业要求，在施工前期，需要准备充足的施工资源。另外，在进行改良施工之前，需要组织相关人员进行施工技术交底，促使施工人员可以掌握膨胀土的改良操作要点，以保证施工质量。第二，严格监督施工技术人员的操作。在施工过程中，为避免出现施工技术问题，对工程施工质量造成严重影响，工程管理人员一定要严格监督检查石灰改良膨胀土路基施工情况。第三，严格检查高速公路石灰改良膨胀土路基的施工质量。根据施工质量验收规范，严格检查高速公路石灰改良膨胀土路基的施工质量。小结 综上所述，在我国高速公路工程施工中，膨胀土是一种非常常见的路基填料，由于膨胀土自身的特殊性，不能选用膨胀土来填筑路基。当遇到膨胀土时，施工单位一定要先采取有效措施来处理膨胀土，以提高该土质的强度与稳定性，提高施工效率与施工质量，有助于经济效益与社会效益的提高。参考文献：1邢永学.高速公路路基建设中的石灰改良膨胀土路基施工技术J.工程技术研究.2020(10):23-24.2田丰盛.高速公路工程中的膨胀土路基施工技术研究J.华东公路.2020(02):45-46.3张雪强.高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术的应用研究J.建材与装饰.2020(01):11-12.4邹祎.膨胀土地区高速公路路基石灰改良的胀缩性研究J.科技创新与应用.2019(22):67-68.5吴三锁.高速公路石灰改良膨胀土路基施工技术J.绿色环保建材.2019(09)6李华.“二灰土”处治膨胀土路基的施工实践J.河南交通科技.1997(04)7黎文天.高速公路膨胀土路基施工的现状与优化方法J.四川水泥.2015(06)8孙云武.刍议膨胀土路基常用处理方法J.中小企业管理与科技(上旬刊).2009(12)作者简介：杨广云（1971.12 ），女，汉族，山西孝义人，副教授，大学本科学历，主要从事土木专业教学工作。