膨胀土路基施工工艺

水泥改良膨胀土路拌法工法城建与交通工程院，云南昆明 650051关键词：工法；路拌法；膨胀土；水泥拌合；碾压夯实；粉碎；填料清平；混合料拌合；钢模板；路拌水泥；取样；水泥改良膨胀土；比重。

摘要：路拌法通过采用路拌机对膨胀土掺入水泥进行改良，有效减少膨胀土的天然含水量，降低其胀缩变形能力和强度衰减等。

路拌法是将膨胀土填料运至需要填筑路基处，均匀摊铺后均匀地撒布水泥，最后用路拌机在上面进行拌和，均匀拌和后进行平整、碾压的路基施工方法。

在某线进行路拌法路堤填筑施工过程中，通过精心组织、科学施工，在实践中不断完善、提高，形成了本工法。

一、工法特点2.1 路拌法拌和受含水量影响较小，方便灵活，但受路基边部铺设的土工格栅影响较大，拌和时易存在死角，需要人工拌和。

2.2 采用路拌法施工，经试验1台路拌机实际产量可达到360t/h（粉碎、拌和4遍），对比场拌法产量大大提高。

2.3路拌法对环境污染较大，且无法封闭作业，当野外风力大于四级时，则停止进行拌和作业。

2.4本工法与以往膨胀土施工工法相比在施工细节及操作程序上进行了规范化、程序化管理，把质量控制分散到工法的每个细节中，可操作性强、膨胀土质量更易于控制。

二、适用范围该工法适用于铁路、公路等有膨胀土地区施工。

三、工艺原理通过在膨胀土中加入一定比例的水泥，用路拌机搅拌均匀，水泥与土壤发生一定的物理化学反应，有效改变原土的物理力学性质达到稳定膨胀土的作用，提高路基施工质量。

四、工艺流程及操作要点4.1 施工准备首先要做好常规准备，另外还需做好水泥的加工准备。

比如设计要求若采用生水泥改良膨胀土，在做临建规划时，还需考虑安装球磨机等水泥加工设备的场地，并做好环境保护措施。

若采用熟水泥改良膨胀土，选择避风近水的场所进行水泥消解和过筛，消解残余物要求集中堆放，严格做好环境保护措施。

4.2基底清理合理划分作业区段（长度宜在100-200m），按要求清除基底表层植被等杂物，有排水的还需做好临时排水措施，并随时保持临时排水系统的畅通。

膨胀土路基施工工艺及质量控制作者：郭军伟来源：《华东科技》2013年第07期【摘要】以某具体施工工程为例，在探讨膨胀土基本属性以及石灰粉改良机理与施工工艺的基础上，分析了影响膨胀土路基施工质量的因素，提出了相关的质量控制策略。

【关键词】膨胀土；路基；施工；质量控制1 工程概况某公路所处地区为冲积湖区平原，由于河流洪水泛滥，导致该地区的岩性主要以含液量高的粘性土壤为主。

在该区域修筑公路，因为这种特殊的水文地质条件，路基土体在多次受干、受湿的循环作用下，使得土体出现重复缩胀，土体强度明显下降，造成公路地基的承载能力降低，路基施工质量以及稳定性难以控制。

基于此，这种类型的路段一般采用借土填方的方式进行施工，所以在施工过程中必须对膨胀土地基和土质等进行加固、改良，必须对相关的改良与加固工艺进行控制。

2 膨胀土基本属性由于膨胀土属于一种含液量很高的土壤，其具有极强的保水、亲水能力，同时具有很高的粘聚能力与可塑性。

土壤在其塑性裂隙封闭之前具有透水能力，其中含有的大量极强的粘性土壤矿物成分能够媳妇大量的弱结合水，使得土体的体积出现软化、膨胀等现象，土壤的整体强度明显下降。

而当土体出现失水时，因为膨胀土壤具有较高的粘聚能力，土壤的密实程度一般在80%～85%之间，而天然含水量则达到25%～33%之间。

当土壤中的最佳含水量较大时，即使采用重型压实设备也难以将之达到最大的密实度。

而土壤在晾晒之后，其土块异常坚硬，不易击碎、压实。

但是，其在经过雨水浸泡之后，土体将出现膨胀，一般会在其表层出现厚度为15cm左右的蓬松状土层，严重时将会在表层出现厚度为50cm以上的橡皮泥。

另外，在干燥季节，水分散失之后，膨胀土体将出现严重的干缩龟裂现象，其裂缝宽度可以达到1～3cm，裂缝深度能够达到50cm。

这时，雨水将直接灌入土体当中，使得土体的深处膨胀、湿软。

这时，一旦土体承受载荷，路基将会出现瓦解。

3 膨胀土路基施工工艺与质量控制利用生石灰粉对膨胀土路基进行改良式一种膨胀土路基施工的典型措施，本文以该土壤改良范围为例，探讨施工工艺及其质量控制。

路基工程知识：高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺膨胀土是在漫长的地质年代中形成的一种吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏性土，对工程危害极大。

膨胀土分布十分广泛，在世界各地的许多都有。

近年来，随着我国基础设施建设的迅猛发展，新建了大量的路，在公路的设计、施工过程中，常常会遇到膨胀土。

我国现行《公路路基设计规范》规定，膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。

然而，由于土地珍贵，土源紧张，部分地区又必须采用膨胀土填筑路基。

因此，对膨胀土进行改性处理以满足我国高等级公路建设的需要，具有十分显著的经济效益和社会效益。

一、膨胀土产生工程病害原因膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。

膨胀土因具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。

近年来，我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释，并提出许多切实可行的处理办法。

二、膨胀土的判别与分类在膨胀土地区进行工程建设时，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中采取切实有效的方法进行处理，做到有的放矢。

以往的工程建设经验（包括水利、公路、铁路等）已经证明：膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。

对于膨胀土的判别与分类，近些年来国内外都做了大量的研究工作，并总结出了许多的判别方法。

如，通过分析膨胀性矿物（蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。

虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准，但现阶段采用比较广泛的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标来综合判定：1.裂隙发育，常见的有光滑面与擦痕面两种情况，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态。

浅谈中弱膨胀土用作路基填料的改良方法及施工工艺〔摘要〕介绍膨胀土的物理、力学性指标及判定,改良剂(石灰)的性质。

改良后施工工艺及施工过程中质量控制要素。

〔关键词〕膨胀土判定改良剂改良效果施工工艺中图分类号：tu475+.5文献标识码： a 文章编号：工程概况工程简介十天高速安康东段，处于我国的南部，秦岭山脉的流岭地段地质情况复杂，气候属亚热带气候，雨水较丰富。

该线路基设计为公路i级，主线行车速度80公里/小时。

整体式路基，路面宽度32m双向六车道设计。

沿线膨胀土的分布范围主要有k108+200-k113+100、k114+640-k116+700、k121+400-k123+000厚度2-3米，局部较厚粘土为主具有膨胀性，含少量风化碎石的土质，我标段桩号k114+000—k117+340，部分路段在膨胀土覆盖范围内，且膨胀土层较厚。

设计技术参数路基设计填料的物理力学性指标如下表:膨胀土的物理、力学性能及判定膨胀土当土的含水量达到塑限后继续吸水，土颗粒本身与颗粒闭口空隙开始膨胀，产生应力应变。

失水至含水量塑限以下，继续失水又开始收缩变形产生应力应变。

具有此种特性的土体称之为膨胀土，用以下物理性指标可判定土体是否属于膨胀土。

弱膨胀土 40%≤自由膨胀率40% ，自由膨胀率>40%或液限>60% ，塑性指数>26时也可判定为膨胀土。

我标段试验人员先将标段膨胀土覆盖内的原状土进行试验，自己做不了的技术指标送样至西安地质勘察院试验室进行试验。

试验结果如下表：通过试验检测得出原状土的物理力学性指标如下表根据试验检测所得物理性指标可判定该土为中弱性膨胀土，力学性指标承载比cbr值也达不到规范与设计要求，使用时需进行改良。

膨胀土改良理论分析膨胀土力学性质差、对工程危害性大，挖方边坡坡上膨胀土自稳能力差，易产生滑塌现象。

填方jtg f10—2006公路路基施工技术规范明确规定，膨胀土不能直接作为路基填料。

0　引言我国地质条件中，膨胀土属于较为常见的类型之一。

这一土壤具有较强的吸水效果，容易产生快速膨胀、固结的问题。

此特性大幅增加了工程建设的难度，不利于高速公路的进一步施工。

因此，需要针对高速公路膨胀土路基施工进行深入研究，了解其特性，并采取合适的处理技术进行操作，降低出现问题的概率，实现良好的施工目标，为高速公路的通行打下坚实的基础。

1　膨胀土的基础成分与工程性质1.1　基础成分通常情况下，膨胀土主要由蒙脱石类矿物所构成，具有较强的亲水性能。

同时，可能还会包含硅氧四面体与氢氧化铝八面体，这些成分共同组成了膨润土地质。

通过八面体与四面体的重复堆积，膨润土内部将会逐渐形成三层状态，使水化离子的吸附效果进一步提高，大幅增强基础压缩性能与膨胀性能，最终对高速公路路基施工造成阻碍[1]。

1.2　工程性质通常情况下，膨胀土与其他类型的土壤具有较为显著的性能表现差异，如吸水后会出现剧烈膨胀、失水产生快速收缩、容易出现裂缝等。

这些特性会对高速公路的路基施工造成负面影响，不利于通行质量的提升。

在不同条件下，膨润土的膨胀率能够反映其本身的基础性能。

同时，含水量也会与膨胀率成反比关系，膨胀率越大，含水量程度越少。

2　高速公路膨胀土路基施工的判断与分类在高速公路进行路基施工的过程中，需要首先鉴别土壤条件是否为膨胀土，随后再开展后续建设操作。

可以明确，自由膨胀率属于判断地质条件的重要因素之一。

通过采取这一判别方式，能够快速对建设区域的土壤进行分类，并根据其强弱状态与工程需求，设计对应的处理方法，达到良好的施工目标。

为了达到这一效果，需要应用多样化的判断策略。

当前采用较为广泛的方案主要包括现场确定性质与室内简易定量指标分析两种，如果液限≥40%，则可以认定土壤为膨胀土类型。

若自由膨胀率≥40%，也可以认定土壤类型为膨胀土。

按照其性能参数的区别，可以将膨胀土分为三个等级。

弱性膨胀土的自由膨胀率应当≤65%，中性膨胀土应当小于90%，强性膨胀土＞90%。

膨胀土路基施工工艺膨胀土是一种除具有一般粘性土所共有的物理、化学性质外，主要是由亲水性粘土矿物成份一蒙脱石、伊利石和高岭土所组成，同时具有吸水显著膨胀软化和失水收缩硬裂的变形特征。

根据膨胀土的物理、化学特性，膨胀土分强膨胀土、中等膨胀土和弱膨胀土很显然，强膨胀土的土质特性最差，中等膨胀土次之，弱膨胀土较好一点我国是一个强膨胀土区域分布较广的一个国家，随着我国国民经济的高速发展，我国的公路建设进入了以高速公路为标志的快速发展阶段，为减少资源的浪费和人为地破坏生态环境，在我国高速公路的施工建设中根据施工环境采用就地取土的原则。

根据膨胀土的特性及高速公路建设的需要，强膨胀土不能够作为路基填料，中、弱膨胀土必须经改性后方可作为路基填料使用，现结合本工程路基中、弱膨胀土改性施工工艺以供探讨和商榷。

一、原材料要求石灰：必须具有三级及三级以上要求，并做好每批次的等级抽查工作及施工现场堆放工作。

土料：在取土坑应清除表层有机土层，对有机质含量超过5%勺土和强膨胀土不能作为路基填料。

二、施工工艺1根据膨胀土的本身特性，在进行膨胀土路基施工时应尽可能地避开雨季施工，对因工期要求不可能避免时必须采取有效措施。

2、根据地形特点做好路基施工前的清表，碾压和原地翻松处理工作，挖排截水沟，增大路基表面横坡。

3、根据土场料源做好取土坑击实，试验绘制石灰剂量标准曲线，因料源不同土的最佳含水量和最大干密度存在较大差异。

不同的取土坑对应不同的击实标准。

因膨胀土的特殊性宁淮高速公路施工时结合现场碾压情况，在膨胀土改性路基施工中在90区、93区采用“干法”标准，95区采用“湿法”标准。

4、膨胀土的改性处理是路基施工质量的保证，在膨胀土的改性过程中一般采用石灰改性，石灰的剂量一般控制在5%~8（质量比）。

掺灰的最佳剂量一般根据不同等级对路基不同压实度及填料最小强度的要求通过反复试验而确定的。

改性处理后的改性土胀缩总率不应大于0.7，自由膨胀率不大于40%宁宿徐高速公路的路基填料为5%石灰土，6%石灰土和7%石灰土，结合现场实际情况及江苏高速公路的经验，采用掺2%生石灰改性。