市政道路膨胀土路基的施工技术分析

2015-08-15魏小路开封新区基础设施建设投资有限公司河南开封475000

江西建材 2015年21期

■于童，魏小路 ■开封新区基础设施建设投资有限公司，河南开封 475000

膨胀土是在自然地质过程中形成的具有显著胀缩特性的多裂缝的土体，其主要成分是具有强亲水性矿物质的伊利石及蒙脱石。膨胀土在吸水后膨胀、失水后收缩，具有反复变形的性质，裂缝杂乱分布于土体中，严重破坏工程结构物，造成建筑物产生竖向或水平不均匀的胀缩变形，造成开裂、位移及倾斜等，甚至引起建筑物的倒塌及路面的塌陷等。膨胀土路基的结构性能复杂及不易控制等原因，需要应用严格的市政道路施工质量控制技术和措施，严格遵照施工技术规范施工，保障路基工程质量稳定、安全可靠。

1 膨胀土的分析

1.1 膨胀土的判别与分类

市政道路的建设施工穿越膨胀土分布集中地区时，需要应用合理的方式判别膨胀土与非膨胀土，并判断膨胀土的强弱等级及性质特点，为制定合理的施工方案及施工技术提供依据等。常用的膨胀土判定方法是采用现场定性与室内简易定量指标相结合的方法，根据工程地质的特征及土壤的自由膨胀率实现膨胀土与非膨胀土的判定。

膨胀土的判定需满足以下指标条件:(1)土壤见裂隙发育，出现擦痕与光滑面，并且裂隙中充填有灰绿色或白色的粘土，自然状态下呈现硬塑状态;(2)常见新开挖的坑槽壁、浅层滑坡、地裂等容易发生坍塌等;(3)多出露于二级或二级以上的山前丘陵、阶地及盆地的边缘地带，地形平缓并无明显的自然陡坎;(4)建筑物或路面的裂隙随气候的改变出现开张及闭合，并且自由膨胀率不小于40%等。

1.2 膨胀土路基施工的基本要求

(1)工程施工期需要避开当地的阴雨时期，并制定有效的应急方案措施，建设施工现场的排水设施等，注意开挖工序的不能分散性，确保开挖的路基施工连续性，并且在路基填筑检验合格后在规定的时期内进行路面的浇筑施工。

(2)针对含有膨胀土的路堑，需要根据市政道路施工的技术规范及标准进行有效的压实，确定主干路路床的开挖范围在30厘米至50厘米，并在施工完成后采用改性土回填或应用非膨胀土和粒料分层回填的方式进行施工处理;道路的边坡进行挖方时，需要在边坡处预留厚度为30厘米至50厘米，并且注意控制挖掘的进度，不能一次性挖掘至设计线，需要配合路堑的挖掘，在路堑挖掘完成后对边坡预留的部分进行消除工作的处理;根据实地检测的膨胀土系数掺加石灰土增强膨胀土的稳定性，石灰土的掺加数量需要以膨胀土的实验强度为参数，要求掺加灰土完毕的膨胀土总率接近于零。

2 市政道路膨胀土路基的施工技术

2.1 膨胀土挖方渠道施工作业的程序

开挖前准备施工工具及膨胀土的堆放处理场地→根据设计方案进行设计线的标注→进行渠道的开挖，确保开挖技术符合行业技术规范→对挖掘的地质特点进行编录，并将部分样品送检进行地质特点的复核→进行该开挖路段的膨胀土类别鉴定→开挖保护层，并对局部滑坡按照应急措施处理→对挖掘完成的部分进行有效的保护并挖掘排水沟渠等→填筑换填层→敷设防渗土工膜并进行混凝土衬砌施工操作。

2.2 不同膨胀土路段的施工技术

(1)改良膨胀土的路基施工。石灰土改良方式是化学性质的改良方式，是按照膨胀土的类别进行改良实验，根据试验参数对膨胀土掺加适量的石灰土，膨胀土中含有较多的游离铝硅离子，石灰土掺加后，实现与膨胀土的阳离子交换作用、团聚作用并产生凝硬反应，进行养护操作后充分提高土质的塑限，降低了塑性指数，有效的消除膨胀土的胀缩行为。添加非膨胀性的粗砂等填充物是物理性的改良方法，其主要作用是改变原状或扰动膨胀土的结构性质，实现颗粒的重新组合，降低膨胀土的胀缩性。根据膨胀土的特性及施工路段的施工要求可以应用石灰土中掺加砂砾石的综合膨胀土改良方式，实现化学性及物理性结合的改良，消除膨胀土的胀缩特性并优化了颗粒的级配，充分提高混合土的压实性状及承载能力。填充前需要将改良土进行充分的搅拌，抽检合格后进行批量填筑，填筑中需要注意摊铺均匀。

(2)包边法施工技术。包边法是对路基两侧的包边以及膨胀土土芯的上下封层处理的路基结构性措施。主要的施工技术特点是将未经过加工处理的膨胀土芯与外部环境机型有效的平衡及隔离，降低大气降水、地下水位变化及环境湿度变化对膨胀土芯的影响，实现路基稳定性的保障。包边法施工技术是将土工合成材料加筋边坡或者应用固化剂改良土进行边坡的加固，利用合成材料加筋后的张拉特性及柔性支挡作用，在隔离平衡作用机理的基础上，充分提高路堤结构侧向的抵抗膨胀变形的能力，降低膨胀土含水量变化后的张缩变形，保障路基稳定性的实现。包边法的施工工艺中需要根据边坡结构的可靠性及稳定性确定封层的材料及尺寸，包层施工中要进行有效的夯实，确保包层的承载力满足工程建设的需求。

(3)互层法施工技术。互层法施工技术是利用膨胀土与砂性土互层施工，利用砂层的快速排水作用实现膨胀土含水量的控制，降低水分含量过高时膨胀土的胀缩特性对路面及路基结构的破坏影响。互层法多应用于砂源充分的道路施工中，可以降低掺加石灰土方法的施工成本及环境破坏等。

(4)改性土的施工拌合技术。路基施工前需要根据气候因素及地质环境进行排水沟、截水沟等防渗排水设施，并清除地表的腐殖土层及地表的草皮，确保地基面层的压实及平整，经过监理工程师验收合格后进行路基的填筑。根据实验数据选择符合技术要求的灰土进行边坡的包边填筑，根据改性土的压实厚度及水泥剂量进行水泥用量的计算，按照设计图纸进行石灰粉的撒线布局，称取适量的水泥进行摊铺，保障摊铺的水泥均匀，利用旋耕机及路拌机进行灰土的有效拌合操作，确保拌合深度达到下承层的5厘米左右，根据拌合的系数决定拌合的次数，需要工人进行拌和系数的有效提取，确保提取数据覆盖拌和路段。拌合过程中需要注意含水量的控制及土块粒径在5厘米以下，对拌合过程中出现的石块等进行人工剔除。拌合完毕后需要利用平地机进行精平操作，需要根据施工要求控制平整度，并注意形成路拱。安排技术工人在平地机后进行跟进，利用机械设备进行粗集料带及集料窝的消除，测量人员、检验人员及监理工程师需要及时对平整完成的路基进行检测，控制完成路段的层厚及高程，发现不符合技术要求的部分及时进行修整操作。