淺談同沿高速a15標膨脹土路基施工工藝

1、<p>　　淺談同沿高速A15標膨脹土路基施工工藝</p><p>　　摘 要：本文結(jié)合寧夏自治區(qū)同沿A15標簡述了基底處理方法及結(jié)果檢測，介紹了原狀膨脹土及改良劑（石灰）的性質(zhì)，對石灰改良膨脹土路基的幾個主要控制要素進行了分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：膨脹土路基；改良劑；施工工藝；控制要素 </p><p>　　同沿高速公路什字至沿川子段，是西部

2、大通道銀川至武漢公路（寧夏境）的重要組成部分。A15標合同段起點位于涇源縣六盤山鎮(zhèn)黎家塘村南，順接已建成的銀川至武漢大通道固原至什字段高速公路終點（K188+800），路線終點（K193+300）涇源縣六盤山鎮(zhèn)馬西坡村本段路線全長4.50km。本段路線布設(shè)于六盤山區(qū)，氣候條件惡劣，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)情況復(fù)雜，路線走廊內(nèi)分布有什（字）涇（源）公路、劉家溝、東山坡、堡子山等。主要工程建設(shè)規(guī)模為：隧道兩處單洞總長2599.5m，涵洞10道，通

3、道1座，大橋1座306.62m，中橋1座86.04m，清除表土72509 m2，挖土方134618 m3，挖石方36234 m3；填方105153 m3，填沙礫74069 m3，沖擊碾壓74621 m2；土工格柵1654 m2；漿砌片石18355.58 m3等。地貌類型主要為六盤山東麓低山丘陵區(qū)。該段地形復(fù)雜，梁峁起伏、溝壑縱橫、河谷殘塬相間，溝頭塬邊切割深。表層為黃土殘塬或低液限粘土、殘坡積含礫低液限粘土，下部為全一強

4、風(fēng)化砂巖、砂質(zhì)泥巖，基巖出露點較多，但抗風(fēng)化性較差，巖性較軟。其中，路基施工中，采用石</p><p>　?。?基底處理方法及結(jié)果檢測 </p><p>　　１．１ 基底處理方法 </p><p>　?。ǎ保┞返烫钪皯?yīng)清除基底表層植被，挖除樹根，做好臨時排水設(shè)施。 </p><p>　　（２）原地面坡度陡于１∶５時，應(yīng)自上而下挖臺階。 &l

5、t;/p><p>　?。ǎ常┰孛嫠绍洷硗良案餐翍?yīng)清除干凈。水田地段路堤，排水疏干，翻挖晾曬壓實；無法排水地段可挖除表層０．３ ｍ軟弱層，或設(shè)滲水土墊層?；讘?yīng)平整、密實。 </p><p><b>　?。保?結(jié)果檢測 </b></p><p>　　（１）Ｋ３０載荷儀每１００ ｍ 檢測４個點，地基系數(shù)Ｋ３０≥８５ ｋＰａ/ｍ； </p&g

6、t;<p>　?。ǎ玻┖俗用芏葍x每１００ ｍ 檢測６個點，壓實系數(shù)Ｋｈ≥０．８５。 </p><p>　　２ 原狀膨脹土性質(zhì) </p><p>　　陜西段全段取土場膨脹土礦物成分比較穩(wěn)定，以黏土礦物為主，總量達４０％～６５％，其次為石英，約占３０％～４５％，長石５％～２０％；黏土礦物主要由蒙脫石及伊利石組成：伊利石８％～２３％，蒙脫石（“等效蒙脫石”）３．５％～２１％，伊蒙混

7、層礦物８％～２０％，高嶺石３％～１０％，綠泥石２％～６．５％。 </p><p>　　總體上來說，陜西段全段的膨脹土填料沿線路走向蒙脫石含量趨于降低，按《鐵路工程特殊巖土勘察規(guī)程》的分類標準分為弱膨脹土和中膨脹性土兩類。陜西段全段取土場的土源均具有弱～中等膨脹性，無強膨脹性土。 </p><p>　　３ 改良劑（石灰） </p><p>　　目前處理膨脹土的方法主要

8、是化學(xué)改性，如摻石灰、水泥、粉煤灰、氯化納、氯化鈣、瀝青、合成固化劑、合成樹脂和磷酸等等，使之與土壤發(fā)生一定的物理化學(xué)反應(yīng)，以改變原土的物理力學(xué)性質(zhì)來穩(wěn)定膨脹土。其中石灰是一種使用最普遍、產(chǎn)量有保證、改良最有效的改良劑，陜西段試驗段用生石灰粉直接改良膨脹土。 </p><p><b>　?。粗饕刂埔?</b></p><p>　　４．１ 配比 。改良膨脹土的目的主

9、要是要改善其脹縮性和水穩(wěn)性，摻灰量應(yīng)通過物理力學(xué)性質(zhì)、脹縮性、水穩(wěn)性等試驗來選用最佳配比。用石灰改良膨脹土填筑路堤，在鐵路建設(shè)上尚無成熟的經(jīng)驗、方法，目前多是借鑒灰土、現(xiàn)行公路技術(shù)標準，輔以脹縮性指標來確定其最佳配比。 </p><p>　　最佳配比確定原則：石灰發(fā)揮明顯效益，強度增長趨于平緩；無荷膨脹率＜１％，５０ ｋＰａ荷載下有荷膨脹率＜０。 </p><p>　　考慮工地用石灰的品質(zhì)

10、存在不均勻性，按Ⅲ級石灰進行試驗，所用石灰有效鈣、氧化鎂含量為７０％。試驗結(jié)果顯示，摻灰比大于５％以后，大榆樹、王財取土場改良膨脹土的無荷膨脹率、５０ ｋＰａ有荷膨脹率均降為０。實踐證明生石灰改良王財取土場土源，最佳摻灰比為７％。 </p><p>　?。矗?改良方式及拌和方法。陜西段第一試驗段膨脹土路基分４種改良方式，即熟石灰改良中等膨脹土、生石灰改良中等膨脹土、熟石灰改良弱膨脹土、生石灰改良弱膨脹土。同一路

11、段采用一種改良方式。 </p><p>　　擬采用兩種拌和方法：基床以下路堤采用集中路拌法拌和；基床底層采用廠拌法拌和。 </p><p>　?。ǎ保┞钒璺ò韬褪前淹亮箱佋诼坊希磩┝繐饺胪鈸搅?，用路拌機就地拌和均勻。集中路拌法拌和方法與路拌法相同，只是拌和場地不直接在路基填筑面，而是在取土場等相對固定的場所，有利于減少污染。其拌和前應(yīng)進行拌和工藝試驗，確定膨脹土土料破碎程度、拌和深度、

12、拌和遍數(shù)、含水量控制等指標。拌和的均勻性可先用目測，再用含灰量檢測控制。 </p><p>　?。ǎ玻S拌法拌和是采用具有自動計量配料的穩(wěn)定土拌和站設(shè)備，在取土場配料、拌和。其采用的土料最大粒徑要求不超過１５ ｍｍ。對于被改良的膨脹土，自然取土后的土粒尺寸一般均較大，所以必須配備合適的碎土機械。其拌和效果比集中路拌法更好。 </p><p>　?。矗?改良土顆粒控制。石灰改良膨脹土拌和過

13、程，關(guān)鍵是對改良土顆粒的控制。通過對含水量、含灰率，石灰顆粒粒徑、改良土顆粒粒徑、松鋪系數(shù)、碾壓遍數(shù)等工藝參數(shù)的研究，得出如下結(jié)論： </p><p>　?。ǎ保S拌法施工中，當(dāng)含水量越接近最佳含水量時，粉碎效果越好，產(chǎn)量越大；路拌法和集中場地定點路拌法施工中，在拌和前宜把含水量控制在最佳含水量以上ｗｏｐｔ＋２～ｗｏｐｔ＋４。 </p><p>　?。ǎ玻S拌法粉碎膨脹土的顆粒粒徑大于

14、１５ ｍｍ占有一定比重，不能滿足規(guī)范規(guī)定，需對破碎機械進行改善；路拌法和集中場地定點路拌法，經(jīng)過３遍拌和粉碎，粒徑大于１５ ｍｍ占有的比重可小于２０％。（３）廠拌法含灰率的準確性與均勻性比路拌法和集中場地定點路拌法易于控制；路拌法與集中場地路拌法拌和到第４遍，同一點的上、中、下層均勻性可滿足設(shè)計要求；最佳的松鋪厚度為３５ ｃｍ，最佳的路拌深度為３０ ｃｍ，碾壓到第４，５遍后壓實系數(shù)和地基系數(shù)都能滿足規(guī)范規(guī)定。 </p>&

15、lt;p>　?。矗?改良土分層填筑壓實工藝。改良土的分層填筑壓實工藝與一般的路基填土工藝相類似，按照三階段、四區(qū)段、八流程的工藝進行組織施工，此外還需注意： </p><p>　　（１）拌和好的混合料應(yīng)盡快運送到鋪筑現(xiàn)場，并注意減少水分損失。 </p><p>　?。ǎ玻┗旌狭蠎?yīng)全斷面均勻攤鋪，不得出現(xiàn)縱向接縫，不宜中斷。當(dāng)因故中斷超過２ ｈ時，應(yīng)設(shè)置橫向施工縫，橫向接縫應(yīng)采用搭接

16、施工。特別注意接縫處的整平。在整型過程中，嚴禁車輛通行。初步整型后，檢查混合料的松鋪厚度，必要時應(yīng)進行補料或減料。 </p><p>　?。ǎ常┠雺哼^程中，表面應(yīng)始終保持濕潤。上層施工停滯時，應(yīng)注意保濕養(yǎng)生，一般養(yǎng)生期為７ d。 </p><p>　　（４）兩作業(yè)區(qū)段之間的銜接處應(yīng)搭接拌和。 </p><p>　　４．５ 分層檢測 。陜西段改良膨脹土路基的分層檢測的

17、標準和頻率應(yīng)符合《新建時速２００ ｋｍ客貨共線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》的基床底層壓實標準和路堤填料及壓實標準。中細粒土的壓實標準、地基系數(shù)應(yīng)在填筑完成當(dāng)天內(nèi)檢測。第一試驗段作為試驗路堤，壓實系數(shù)采用多種檢測方法檢測對比，還需檢測動態(tài)彈性模量Ｅｖｄ，無側(cè)限抗壓強度ｑＵ等多項指標，研究各指標的相關(guān)性、特點等，并最終完成改良膨脹土的質(zhì)量控制指標體系研究。 </p><p>　?。矗?封閉層材料的使用。膨脹土路塹、低路堤通常