市政道路膨胀土路基施工技术探讨张庆雷

市政道路膨胀土路基施工技术探讨张庆雷

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摘要:膨胀土的施工处理技术会直接影响道路工程建设,如果没有采取恰当地方法进行处理会产生严重的质量问题,对社会产生较大的危害。因此,在开展道路施工时,要充分地考虑膨胀土的性质,充分地利用其物理以及化学性质进行膨胀土改进,施工前制订相应的膨胀土路基施工方案,根据施工的实际情况进行有针对性的膨胀土改性处理,提升膨胀土路基处理技术。另一方面,在施工过程中,要严格地按照道路施工的标准规范,降低膨胀土对道路的危害。本文对市政道路膨胀土路基施工技术进行了探讨。

关键词:市政道路;膨胀土路基;施工技术

现代化城市快速发展,城市车辆数量与日俱增,交通运输量大幅上涨,这对于市政道路工程的使用性能和施工质量提出了更高的要求。膨胀土作为一种稳定性和强度较差的土质,在市政道路膨胀土路基施工过程中,应结合膨胀土的特性,仔细分析其病害,有针对性地采取有效处理措施,加强膨胀土路基施工管理和控制,合理安排各个施工环节,不断提高市政道路膨胀土路基施工质量。

1膨胀土的特性和危害

膨胀土是一种由伊利石、蒙脱石等亲水性矿物质组成的粘土,其具有强衰减性、强风化性、多缝隙性、崩解性、持水性、膨胀性等特点,失水干缩、遇水膨胀。在自然状态下,膨胀土多呈现黄褐色、灰色或者灰黑色,保持有棱角的片状或者块状,粒径2~5mm,在湿润状态下,膨胀土搅动之后会形成粗长粘条或者巨大团块;在干燥状态下,膨胀土土层非常坚硬,呈现暗灰色。膨胀土吸水后发生膨胀,即使受到外力荷载影响,土层仍然会膨胀,随着时间的推移,膨胀土崩解为小薄片或者碎块。膨胀土的自由膨胀率大于45%,符合液限大于40%,根据膨胀土膨胀率的高低,可分为弱性膨胀土、中性膨胀土和强性膨胀土。

膨胀土粘聚性较高,在湿润状态下,经过机械搅动会形成大面积团块,具有较高的塑性,并且这种大面积的膨胀土团块难以晾干,随着水分的挥发和流失,膨胀土可塑性越来越低,而仍然具有较高的粘聚性,使得土块非常坚硬,因此膨胀土路基施工难度较大,路基稳定性和质量无法保障,一旦膨胀土路基雨水浸泡,土层快速膨胀,路基表层越来越蓬松,形成大面积的“橡皮泥”。在干燥环境中,膨胀土水分流失,土层干缩龟裂产生很多裂缝,遇到下雨天气,雨水灌入膨胀土层中,土层湿软,强度和承载能力下降,并且膨胀土土层越密实,遇到雨水其膨胀量越大,一旦膨胀土超过临界荷载或者上层荷载,会造成土体崩解,导致路基局部区域坍塌,路基边坡的膨胀土层在风化作用、干缩效应影响下,受到水、裂缝切割作用下,膨胀土层强度下降,稳定性变差。

2市政道路膨胀土路基施工技术

2.1路基填料

膨胀土不能作为路基填料,特别是强膨胀,更不能用于路基填筑,必须运用膨胀土作为填料进行施工时,应对以下方案进行考虑:最好运用较弱膨胀性的土,也可运用外仓路堤施工方案,内填膨胀土,外仓非膨胀土或经过处理的膨胀土。不得已需要运用膨胀土开展填筑施工时,应在最下面填筑较强膨胀性的土,在上面填筑膨胀性较弱的土,在同一层次上对同一种土进行填筑,且将其厚度保持在均匀和状态,避免有不均匀变形产生。

2.2路基断面

路基断面横坡可设防渗层,并尽量做大;路肩的宽度最好维持在2.0~2.5m,以便保持路面下土基内水分的稳定;为了保证路肩横坡的排水状况良好,应要求一定的宽度;路肩与路面结构层的施工材料可选用同一种进行铺砌,能够保持路幅内土基水分的均匀性,此外,还可将铺设不透水面层,做好防渗工作,保证水分不下渗;边沟的施工应尽量远离路面结构层,并做好加宽、加深的施工,沟底的施工应在土基顶面以下至少20~30cm。路侧不可安排种树,尤其是桉树这种生长快、蒸发量大的树种。

2.3路基排水施工

市政道路工程膨胀土路基施工,应合理设计路基断面,消除或者减少膨胀土干缩湿胀的危害因素,避免市政道路路基发生不均匀沉降或者波浪变形。在路基施工过程中,为了防水保湿,应使膨胀土层中水分保持相对稳定或者均匀分布在各个区域,有效控制膨胀土水分迁移应,尤其是路基边坡水分的移动或者不均匀变化,为此,应做好路基排水,市政道路路基应设置完善的排水设施,有助于快速排出膨胀土层中的水分,提高路基稳定性和强度,实现膨胀土路基的防水保湿。首先,结合市政道路工程施工现场周围的实际情况,合理设计排水设施,构成科学合理的排水网系,将膨胀土路基中的水和市政道路路面水及时排走,避免雨水冲蚀膨胀土路基,防止大量地下水长时间浸泡膨胀土层。其次,在市政道路地面设置完善的排水沟渠,做好有效的加固处理措施,将沟渠周围全部铺砌,防止渗漏、防止冲刷。最后,在水位较浅的市政道路工程区域,设计横向盲沟,利用道路两旁排水管道及时排出地下水。

2.4路基压实施工

(1)膨胀土经过压实后,使得叠聚体排列较紧密,膨胀土胀缩性能就会得以增加。由于膨胀土的膨胀量和膨胀力对土的密实度具有直接的影响,并且还对土的初始含水量具有一定的影响。当膨胀土浸入水后,其凝聚力就会得到快速的降低,以此导致膨胀土强度的降低。因此,膨胀土强度的下降程度对土的初始含水量也具有一定的影响。另外,当土的初始含水量较低时,膨胀土的强度就会得到降低。(2)一般情况下,膨胀土的天然含水量与塑限含水量相接近,将膨胀土的含水量降到施工要求的最佳含水量较为困难,尤其是多雨的天气,由于晾晒的时间较长,工作量较大,从而会严重地影响施工的进度,增加施工成本。在道路施工过程中,一般膨胀土都可以吸水膨胀,且会产生膨胀变形现象,可以降低膨胀土的密实度,增加其压实度。路基施工完成后,通过当地自然条件的影响,土的初始含水量就会向平衡含水量的范围内进行稳定。

2.5土基加固施工

膨胀土应用于路堑内以及路堤上,进行路床填筑施工时,应对石灰、水泥以及无机结合料等材料的选择加以充分的考虑,并对土基内的膨胀土进行改良加固,这样就可以提高土基的稳定性。结合膨胀土的性质和改良加固的要求,确定施工材料的使用量。另外,应结合膨胀土的性质、当地的气候以及道路的重要性,确定所需路面的厚度,并对其进行严格的控制,以此符合施工的标准要求。

2.6膨胀土路堑开挖施工

(1)在进行膨胀土路堑开挖施工时,可以采用自上而下的方式进行分层开挖施工,不允许使用不易控制的爆破方法和掏洞取土方法进行路堑开挖施工。(2)如果路堑施工挖掘深度较低,所设计的施工位置不应一次完成,沿坡面进行一层的预留作业,并将其厚度控制在施工规定的范围内。路堑开挖施工完成后,可以削去边坡所预留的部分,对护坡进行及时的封闭处理。(3)如果路基与路面不连续进行施工,路堑开挖至路床顶面以上30cm—50cm即可,采取临时排水防护措施,避免水的破坏。当进行路面施工时,可以沿未做完的工作继续进行开挖作业,当挖至路基顶面以下30cm—50cm时,可以采用非膨胀土的适当填料以及改良土进行分层回填施工,然后进行压实作业。如果路基与路面连续进行施工,挖方应一次性挖至路床30cm—50cm,采用适宜材料以及改性土进行分层回填作业,然后进行压实作业,以此确保施工质量。

总之,通过有效的处理,对膨胀土路基的施工取得了很好的效果,也保证了路基的使用安全,延长了道路的使用寿命。

参考文献:

[1]刘晓博.高速公路石灰改良膨胀土路基施工工艺[J].价值工程.2018(13)

[2]任志娟.高速公路膨胀土路基施工技术[J].黑龙江科技信息.2017(03)

[7]李长丽.道路施工中膨胀土路基的施工技术探讨[J].交通世界.2017(23)

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