风化砂改良膨胀土路基施工技术问题研究

向斌

北京建筑大学

风化砂改良膨胀土路基施工技术问题研究

向斌

北京建筑大学

膨胀土是一种比较特殊的粘性土，具有吸水膨胀，软化是谁收到开裂的特性，在我国有比较广的分布，并且这种吸水膨胀软化、失水收缩开裂的性质能够反复进行，膨胀土不适合路基工程施工，在施工的过程中，如果遇到膨胀土应该采取相应的处理措施。而在施工那种主要采取置换法和改良法两种，其中改良法不多见，主要是难以控制该凉以后的土壤性质。本文根据收集到的研究资料，结合自身在路基施工当中的一些经验，就风化砂改良膨胀土路基施工谈出了自己的意见，分析了风化砂改良膨胀土路基施工的施工方案，以及施工当中应该注意的一些技术问题，希望能够对风化砂改良膨胀土路基施工提供一些帮助和启示。

膨胀土；路基；施工

1 前言

膨胀土在我国分布比较广泛，作为一种比较特殊的粘性土及具有吸水膨胀式收缩的性质，如果用于道路工程施工，很容易出现裂缝流等质量问题，不适合进行道路工程建设。如果在公路工程路基施工当中遇到膨胀粘性土，必须采用相应的技术处理措施，随地基的性质，满足公路工程的路基施工需要，在路基工程施工实践中主要有两种方法，也就是置换法和改良法，就是将原来的土层清除掉，然后换上符合路基施工需要的土壤，这种处理方法工程量比较大，但是技术要求相对比较低，比较适合对工期相对比较宽松的公路工程建设。而改良法则适合工期比较紧张在道路工程建设，在改良法当中，风化砂改良膨胀土法，是最为常见的一种方法，也是一种比较成熟的改良方法，本人就这一种方法进行了论述。

2 风化砂改良膨胀土技术方案

风化砂改良膨胀土技术方案主要受地下水位的影响，地下水位比较低和地下水位比较高的情况下，风化砂改良膨胀土的方案有一定的差异。

2.1 低水位膨胀土改良方案

如果膨胀土路段的地下水位比较低，此时的膨胀土时间处于半饱和水状态，具有一定的强度，但是这种强度相对来说比较低，不适合进行路基施工建设，尤其会影响到路基施工当中的机械作业。对于这种膨胀土可以采用复合改良的方法，也就是先进行路基开挖，施工开挖完成以后再基地铺上一层2m左右的碎石，然后使用冲击夯夯实整个路基，在施工当中要多夯实几遍，确保基底不会出现沉降变形，保证基底承载力满足路基施工的要求。在此基础上，在碎石层上再铺上一层20cm厚的黏土，然后进行平整碾压，压水壶在上面铺上一层复合土工布防水。开挖出的膨胀土参加风华沙井搅拌，两者之间的比例为8:2，将参加风化砂改良的膨胀土进行搅拌至均匀，将搅拌均匀的，改良土分层摊铺复合土工布之上，采用分层铺设的方式，每隔25cm铺上一层，每一层都要碾压密实，压实度要达到96%以上。碾压作业完成后要检查一下压实度度，如果达到要求则应该改良土层上再摊铺一层20cm厚的黏土，再在上面填铺80cm的炮渣。然后再按照路基施工程序进行路基施工。

2.2 高水位膨胀土改良方案

如果膨胀土所处位置的地下水水位比较改，则意味着膨胀土处于饱和水状态，主要就是淤泥状，这一点在施工当中比较好判断，这种情况下是根本无法进行路基施工，因为没有承载力。在改良的过程中，先将预制好的水泥桩直接打入淤泥当中，水泥桩的长度一般根据淤泥的深度确定，桩径一般为50cm，打入以后再将碎石直接拋填入淤泥当中，厚度根据淤泥的厚度确定，一般来说不能低于1m，使用冲击夯夯实，夯实以后检查压实度，在此基础上在碎石层上再铺上一层20cm厚的黏土，然后进行平整碾压，压水壶在上面铺上一层复合土工布防水。后面的和第一种技术方案相同。

3 风化砂改良膨胀土路基施工技术分析

3.1 基底抛石夯实施工

风化砂改良膨胀土路基施工当中，基底抛石夯实是非常重要的一个环节，可以说决定了整个工程的质量基础，在夯实的过程中要注意夯实的工序，一般来说可以分为主夯、副夯、满夯两遍三道工序，一般来说主、副夯点正方形布置，间距控制在4-5m，具体根据施工现场情况确定。夯击能一般在2500kN.m左右，具体的根据现场夯击的实际情况确定，夯击能不能太高、也不能太低。主副夯完成以后，检查夯实的效果，达到预期标准要求再进行满幅满夯，满夯的过程中采用低能量，一般是主副夯的1/5-1/4。其目的是夯实两遍夯实之下，导致的土层松动的问题。此外，强夯质量也是施工当中需要注意的一个技术问题，在强夯的过程中要注意做好夯击点的检测，布置应该合理、符合标准；还要注意满夯搭接检测，低能量的满夯搭接不能低于1/3的夯锤直径。同时，在夯实的过程中也要注意中心便宜测量工作，控制好中心偏差。

3.2 路基填筑的施工工艺和质量控制

膨胀土道路工程路基施工一般要经过3个阶段15个流程，3个阶段主要包括粘土垫层施工、土工布施工和风化砂改良膨胀土填筑施工，每个施工阶段包括5个施工流程。粘土垫层施工主要采用自卸车运输、机械摊铺的方式，摊铺以后人工找平，为了满足路基的排水需要，路拱和排水横坡设计为4%，也要进行碾压保证其密实度。在路基填料施工当中，有多种工艺可以选择，但是路拌法是目前技术难度适中、填筑质量比较好的施工技术，尽量采用这种填筑方法，如果不具备这种方法的施工条件，再考虑其它方法进行施工。施工当中，将膨胀土、风化砂和碎石进行分层摊铺，然后使用搅拌设备进行机械拌合，人工找平以后进行分层碾压。其中，摊铺作业主要包括初平、整形、最终整平三个环节。为了保证路基的压实度，在碾压的过程中，采用先两边、后中间的顺序进行碾压，碾压的过程中沿着路基纵向分部分进行，先从两侧开始到中间位置完成，相邻两趟碾压作业之间，要保持0.4m左右的搭接宽度，避免出现压实不到位的问题。在碾压作业的时候，应该以同一个填筑层改良膨胀土路基段作为一个施工区域，在碾压的过程中不能跨区域进行碾压作业，如果现场的条件比较复杂，不适合进行正常碾压，可以采用斜向进退法进行碾压，也要注意不同区域之间碾压的搭接问题。注意在施工当中，如果气候比较干燥，在表面已经采取喷水保湿的措施，防止路基出现干缩裂缝，影响到施工质量。

总之，在道路工程施工当中，要注意膨胀土不良基层的处理，要不断地探索和创新风化砂改良膨胀土技术方案和施工方案，以最大程度的保证路基施工质量。

[1] 姚志华,陈正汉,朱元青,汪时机.膨胀土在湿干循环和三轴浸水过程中细观结构变化的试验研究[J].岩土工程学报,2010(1).

[2] 尹宏磊,徐千军,李仲奎.膨胀变形对膨胀土边坡稳定性的影响[J].岩土力学,2009(8).