淺談同沿高速a15標(biāo)膨脹土路基施工工藝

1、<p>　　淺談同沿高速A15標(biāo)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(biāo)簡(jiǎn)述了基底處理方法及結(jié)果檢測(cè)，介紹了原狀膨脹土及改良劑（石灰）的性質(zhì)，對(duì)石灰改良膨脹土路基的幾個(gè)主要控制要素進(jìn)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(biāo)合同段起點(diǎn)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(diǎn)（K188+800），路線終點(diǎn)（K193+300）涇源縣六盤山鎮(zhèn)馬西坡村本段路線全長(zhǎng)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(zhǎng)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(qiáng)

4、風(fēng)化砂巖、砂質(zhì)泥巖，基巖出露點(diǎn)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(cè) </p><p>　?。保?基底處理方法 </p><p>　　（１）路堤填筑前應(yīng)清除基底表層植被，挖除樹(shù)根，做好臨時(shí)排水設(shè)施。 </p><p>　?。ǎ玻┰孛嫫露榷赣冢薄茫禃r(shí)，應(yīng)自上而下挖臺(tái)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(shí)；無(wú)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(shí)。 </p><p><b>　?。保?結(jié)果檢測(cè) </b></p><p>　　（１）Ｋ３０載荷儀每１００ ｍ 檢測(cè)４個(gè)點(diǎn)，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(cè)６個(gè)點(diǎn)，壓實(shí)系數(shù)Ｋｈ≥０．８５。 </p><p>　?。?原狀膨脹土性質(zhì) </p><p>　　陜西段全段取土場(chǎng)膨脹土礦物成分比較穩(wěn)定，以黏土礦物為主，總量達(dá)４０％～６５％，其次為石英，約占３０％～４５％，長(zhǎng)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(lái)說(shuō)，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(biāo)準(zhǔn)分為弱膨脹土和中膨脹性土兩類。陜西段全段取土場(chǎng)的土源均具有弱～中等膨脹性，無(wú)強(qiáng)膨脹性土。 </p><p>　?。?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(shù)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?cè)恋奈锢砹W(xué)性質(zhì)來(lái)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(yàn)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(guò)物理力學(xué)性質(zhì)、脹縮性、水穩(wěn)性等試驗(yàn)來(lái)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(wú)成熟的經(jīng)驗(yàn)、方法，目前多是借鑒灰土、現(xiàn)行公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，輔以脹縮性指標(biāo)來(lái)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(qiáng)度增長(zhǎng)趨于平緩；無(wú)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(jí)石灰進(jìn)行試驗(yàn)，所用石灰有效鈣、氧化鎂含量為７０％。試驗(yàn)結(jié)果顯示，摻灰比大于５％以后，大榆樹(shù)、王財(cái)取土場(chǎng)改良膨脹土的無(wú)荷膨脹率、５０ ｋＰａ有荷膨脹率均降為０。實(shí)踐證明生石灰改良王財(cái)取土場(chǎng)土源，最佳摻灰比為７％。 </p><p>　　４．２ 改良方式及拌和方法。陜西段第一試驗(yàn)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>　　（１）路拌法拌和是把土料鋪在路基上，按劑量摻入外摻料，用路拌機(jī)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(chǎng)地不直接在路基填筑面，而是在取土場(chǎng)等相對(duì)固定的場(chǎng)所，有利于減少污染。其拌和前應(yīng)進(jìn)行拌和工藝試驗(yàn)，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(biāo)。拌和的均勻性可先用目測(cè)，再用含灰量檢測(cè)控制。 </p><p>　?。ǎ玻S拌法拌和是采用具有自動(dòng)計(jì)量配料的穩(wěn)定土拌和站設(shè)備，在取土場(chǎng)配料、拌和。其采用的土料最大粒徑要求不超過(guò)１５ ｍｍ。對(duì)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(jī)械。其拌和效果比集中路拌法更好。 </p><p>　?。矗?改良土顆?？刂?。石灰改良膨脹土拌和過(guò)

13、程，關(guān)鍵是對(duì)改良土顆粒的控制。通過(guò)對(duì)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>　　（１）廠拌法施工中，當(dāng)含水量越接近最佳含水量時(shí)，粉碎效果越好，產(chǎn)量越大；路拌法和集中場(chǎng)地定點(diǎn)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(duì)破碎機(jī)械進(jìn)行改善；路拌法和集中場(chǎng)地定點(diǎn)路拌法，經(jīng)過(guò)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(zhǔn)確性與均勻性比路拌法和集中場(chǎng)地定點(diǎn)路拌法易于控制；路拌法與集中場(chǎng)地路拌法拌和到第４遍，同一點(diǎn)的上、中、下層均勻性可滿足設(shè)計(jì)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(shí)系數(shù)和地基系數(shù)都能滿足規(guī)范規(guī)定。 </p>&

15、lt;p>　　４．４ 改良土分層填筑壓實(shí)工藝。改良土的分層填筑壓實(shí)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(jìn)行組織施工，此外還需注意： </p><p>　?。ǎ保┌韬秃玫幕旌狭蠎?yīng)盡快運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)，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(guò)２ ｈ時(shí)，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(guò)程中，嚴(yán)禁車輛通行。初步整型后，檢查混合料的松鋪厚度，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)料或減料。 </p><p>　　（３）碾壓過(guò)程中，表面應(yīng)始終保持濕潤(rùn)。上層施工停滯時(shí)，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(cè) 。陜西段改良膨脹土路基的分層檢測(cè)的

17、標(biāo)準(zhǔn)和頻率應(yīng)符合《新建時(shí)速２００ ｋｍ客貨共線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》的基床底層壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)和路堤填料及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。中細(xì)粒土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)、地基系數(shù)應(yīng)在填筑完成當(dāng)天內(nèi)檢測(cè)。第一試驗(yàn)段作為試驗(yàn)路堤，壓實(shí)系數(shù)采用多種檢測(cè)方法檢測(cè)對(duì)比，還需檢測(cè)動(dòng)態(tài)彈性模量Ｅｖｄ，無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度ｑＵ等多項(xiàng)指標(biāo)，研究各指標(biāo)的相關(guān)性、特點(diǎn)等，并最終完成改良膨脹土的質(zhì)量控制指標(biāo)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