公路工程膨胀土路基施工技术及质量控制

李摇摇 荆杰

摘 要：在公路施工中，有时会不可避免地遇到沿线分布有不良土质地段和土源，如膨胀土等，如何确保工程的稳定与安全，是工程建设成败的关键。膨胀土是一种分散性较高、胀缩性能大的特殊粘土，主要由亲水性较强的蒙脱石或伊利石等矿物组成，它具有多裂隙性、超固结性和湿胀干缩等特性。若对其处治不当，极易产生溜坍、滑坡等事故，还会产生收缩开裂、松散、剥落等病害，而且病害一旦发生，将大大增加处理难度。为此，本文在充分了解膨胀土影响因素的基础上，对公路工程膨胀土路基施工技术要点及质量控制进行了分析与探究。

关键词：公路工程；膨胀土路基；质量控制

一、膨胀土的影响因素

膨胀土是土中黏粒成分主要由親水性矿物组成同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的黏性土。膨胀土的矿物成分主要是蒙脱石，为一种高塑性粘土，一般承载力较高。同时具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定。常使建筑物产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形造成位移、开裂、倾斜甚至破坏。对膨胀土造成影响的主要因素包括以下几点：

1、内部因素。主要是指矿物成分及微观结构两方面。矿物成分膨胀土含大量的活性粘土矿物如蒙脱石和伊利石尤其是蒙脱石比表面积大在低含水量时对水有巨大的吸力土中蒙脱石含量的多寡直接决定着土的胀缩性质的大小。

微观结构这些矿物成分在空间上的联结状态也影响其胀缩性质。经对大量不同地点的膨胀土扫描电镜分析得知面——面连接的叠聚体是膨胀土的一种普遍的结构形式这种结构比团粒结构具有更大的吸水膨胀和失水吸缩的能力。

2、外部因素。水分的迁移是控制土胀、缩特性的关键外在因素。因为只有土中存在着可能产生水分迁移的梯度和进行水分迁移的途径才有可能引起土的膨胀或收缩。尽管某一种粘土具有潜在的较高的膨胀势但如果它的含水量保持不变则不会有体积变化发生相反含水量的轻微变化哪怕只是1%～2%的量值实践证明就足以引起有害的膨胀。因此判断膨胀土的胀缩性指标都是反映含水量变化时膨胀土的胀缩量及膨胀力大小的。

二、公路工程膨胀土路基施工要点分析

1、施工准备

依照设计规定，施工前有效处理天然原地面、沟塘，检测原材料的质量，选用不同剂量灰土进行标准试验，按照具体施工现状进行作业区段的合理划分，以100到200m作为各个作业区段。按照填土高度、分层填筑厚度等进行各个区段压实度、灰剂量位置填土层数的划分及确定。

2、取土闷灰

选取生石灰作为取土闷灰的材料，要求施工前将土坑内的杂物清理干净，如地表耕直土、腐渣土等，随后推平地表，通过原状土的相关参数对各车生石灰的摊铺面积进行准确计算，随后将方格打在地面上，且利用人工的方式把生石灰均匀地摊铺到各个方格内，并利用挖掘机进行3到4天挖土闷料。为确保土料含水量最佳化及产生土料“砂化”效果，要求通过挖掘机在闷料环节每天都进行1遍土料翻拌。

3、上土摊铺

选取水平分层填筑法填筑路基，填筑是路基2侧需多出30到50cm。按照土的压实厚度、松铺系数等进行各车土松铺面积的确定，且将方格打在地面上，并有效控制方格内土的用量。运土一般都会选取自卸汽车，推土机摊铺施工中应具有均匀性。

4、翻晒破碎

土料在第一次掺灰处理且摊铺后，可及时翻晒、破碎土料。按照当天天气情况进行翻晒，定时选取铧犁翻耕土料，并进行土块破碎施工。翻晒土料环节，要求对土料含水量进行定期测量，并对土块破碎具体情况进行检查及进行第二次掺灰时间的确定。

5、二次掺灰

第二次掺灰时间，以土料内土料粒径在8cm以下且土料含水量为最佳值范围内时进行施工。选取消石灰作为第二次掺灰材料，施工前土层表面需选取轻型压路机进行压实，随后通过平地机做好整平工作，且根据压实土层的实际干密度、厚度等技术指标对二次掺灰量、每车摊铺面积加以准确确定，同第一次掺灰一样，要求将方格打在地面上，且控制每车石灰摊铺量，随后通过人工结合平地机的方式均匀摊铺石灰，确保其平整度。

6、粉碎拌和

均匀摊铺、整平石灰材料后，需及时进行土料粉碎施工，选取的机械为稳定土拌和机。粉碎施工阶段，要求指派专人对拌和机的拌和深度进行详细检测，防止素土夹层问题产生。除此之外，要求进行一次粉碎施工，就必须对土料的含水量、土颗粒分布情况进行一次检测，直到土颗粒在5cm以上的材料含量在5%以下，及土颗粒在2cm以上的含量在20%以下即可。

与此同时，土料粉碎后在对其石灰剂量、含水量进行测试时，相比设计石灰剂量，各个测点石灰剂量应多出-1%左右，且相比最佳含水量，含水量在其+3%范围内，就可以实施整平、碾压施工。当具有较低灰剂量，需进行石灰快速补充及拌和施工，当具有较高含水量时，可通过铧犁不间断地进行翻拌施工，以此达到含水量减小的目的。

7、稳压整平

粉碎土料后，可选取光轮压路机进行1遍稳压施工，随后按照相关规定通过平地机进行整平施工，其施工顺序为从边侧到中间。整平施工中，需对土层厚度进行及时测量，且按照此时土料松铺系数进行土层厚度合理化调整。进行顶层施工时，在稳压、整平土层后需进行高程测量，且根据设计高程、土料松铺系数等再次整平土料，直到土层各项条件与设计规定相符。

8、碾压

完成土料整平作业后，需及时进行碾压施工，应具有连续性，直到其能够满足规定压实度、外观质量。通过试验段确定碾压机械组合、遍数，各层土碾压时间必须控制在12h小时以内。碾压施工中，如表层含水量不足，出现松散问题，需及时进行水分补充，并保证材料与轮胎不产生粘结现象，随后进行碾压施工。如局部位置出现弹簧问题，应及时将弹簧土挖除，且回填质量合格的土料，并做好压实施工。碾压施工顺序为从边侧逐步碾压到中间位置，压路机需进行40到50cm重叠，与其他位置相比，路基边侧位置应多进行2遍碾压。

三、公路工程膨胀土路基施工质量控制

1、压实度检测

压实质量是路基施工质量管理最重要的内在指标之一，只有充分压实，才能保证路基的强度、刚度、平整度以及使用寿命。现场用灌砂法分层检测压实度，只有检验值合格后方能进入下一道工序。若抽检点压实度均不合格，要求进行补强，或静置1d后继续碾压，直至满足规范要求为止。

2、原材料质量控制

原材料主要有膨胀土和石灰，把好其质量关是确保路基施工质量的首要任务。、（1）膨胀土。为保证填土的质量，要在来源土中取足够代表性土样进行试验，获取包括液塑限、塑性指数、重型击实参数及膨胀性等基本参数，要求满足规范规定的相应指标值时方可使用。另外，当土源变化时，应增加对不同土场的土进行检验，且不同土源不得混用，以免填筑时内部形成水囊或薄弱面。（2）石灰。石灰的质量直接影响改良效果，应抽样检验每一批进场的石灰，测定其有效氧化钙和氧化镁的含量，因这两个参数最能反映石灰的活性，不合格者不能采用。检验合格的石灰应尽快使用，尽量缩短存放时间，且存放期间一定要做好覆盖防雨。

四、结束语

综上所述，随着社会经济的快速发展，国家对公路建设投入不断增多，公路施工建设过程中常常会遇到膨胀土，为减少其对公路质量的危害，施工单位必须运用科学的措施方法进行膨胀土路基施工，只有这样才能最大限度提升工程质量。

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