山东龙源市政园林工程有限公司山东济宁272000
摘要:膨胀土在我国分布广泛,它具有强烈的吸水膨胀性、失水收缩性和超固结性,这不利于工程建设和工程质量。随着社会经济的发展,在施工过程中,经常会遇到膨胀土的问题。为了减少对路基稳定性的影响,施工单位必须采用科学的措施进行膨胀土路基的施工,只有这样才能最大限度地提高工程质量。
关键词:市政道路;膨胀土路基;施工技术
前言
作为市政道路建设中的一项重要方面,对膨胀土路基的施工占据着极为关键的地位。该项课题的研究,将会更好地提升对膨胀土路基施工问题的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化市政道路施工工作的最终整体效果。
1膨胀土所具有的特性
1.1超固结性
在超压密的作用下,膨胀土结构的强度就会增大,且处于超固结状态。当受到风化的作用后,该强度就会得到一定的降低。而膨胀土自身所具有的超固结性,可以导致裂隙的扩大,并且对土体强度的应变软化具有促进作用,在路堑边坡坡脚会导致较大剪应力的产生,这对边坡的稳定性具有严重的影响。
1.2多裂隙性
对于膨胀土来说,其含水量经常发生反复变化,以此造成膨胀土内产生干缩湿胀交替现象,这样以来膨胀土内所产生的裂隙越来越多。所产生的裂隙不仅对土体的连续性和完整性具有严重的影响,而且严重地影响了土体的强度,致使地表水可能入侵到土体中,以此会大大地降低土体的强度,并且裂隙易于向周围进行扩散,从而会降低土体的抗剪强度,造成土体的滑动。由此可见,裂隙性对于边坡稳定的重要性。
1.3胀缩性
由于膨胀土的主要组成部分是粘土矿物,且亲水性较强,这样以来膨胀土遇水易产生膨胀现象,失水会产生收缩现象。当岩性破碎度较高以及蒙脱石含量较高时,膨胀土的胀缩性能就会随之增加。同时,土体的初始含水量和干密度对膨胀土膨缩性能也具有一定的影响。
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
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
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。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。
3市政道路膨胀土路基施工质量控制
3.1质量检测
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。
3.2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。
3.3分层填筑厚度控制
根据行车荷载在土中分布的特点,路基填筑施工中,不同填筑层位要求达到的压实度不尽相同,且每填筑一层,均受其下层基土的含水率和压实度影响,填筑层位低,要求的压实度较小,而层位高则较大,因此要求石灰土分层填筑厚度随路基下层含水率和相应压实度做出相应调整。施工前先按填土厚度、松铺系数计算出试验路段的用土量,进场卸土时安排专人指挥车辆倒土、收方计量,并随时检测、调整、记录松铺厚度。填料粒径控制该试验路段在灰-土掺拌过程中,土块粒径控制在60mm以内,不允许含有大块土团,以免影响改良土的性能。
3.4含水率的控制
国内学者通过大量的试验研究,认为当采用弱膨胀土进行路基填筑时,填料的含水率大于最佳含水率(超3%~3%)不但可加快施工进度,同时对填筑后路基的稳定也有帮助。根据室内试验,试验路段改良土掺灰量为6%,最佳含水率wop为14.0%,故应将掺拌后混合料闷土具备填筑条件时的含水率控制在14.0%±2%范围内。但实际施工中,膨胀土体的含水率在22%±2%范围内,因此,选择在秋冬干燥季节施工,便于土料的翻晒和失水,控制含水率在18%~19%范围内。
结束语
综上所述,在公路工程施工过程中,需要对膨胀土路基进行严格的控制和监督,保证整个施工自身质量,并根据膨胀土具体的特点,对膨胀土进行适当的处理,并制定有效的措施,保证施工的整体质量。
参考文献:
[1]梁明.广州西二环高速公路膨胀土路基设计与施工关键技术研究[D].长安大学2016
[2]许可.三种改良材料对膨胀土裂隙的影响及工程应用探讨[J].湖南交通科技.2015(04)