弱膨胀土路基施工作业指导书

'弱膨胀土路基施工控制要点 1 膨胀土概念  膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂缝并具有显著胀缩特性的土体，它的成分主要是由强亲水性矿物（蒙脱石和伊利石）组成。膨胀土吸水膨胀、失水收缩，并有反复变形的性质以及土体中杂乱分布的裂缝，对工程结构物具有严重的破坏作用。特别是对高等级公路路基工程和大型结构物所产生的变形破坏作用，往往具有长期、潜在的危险。因此，膨胀土问题己受到公路工程学科专家和工程技术人员的普遍关注，从不同角度、途径和目的进行试验研。  2 膨胀土的特征和特点  在交通部部颁现行《公路路基设计规范》（JTJ013- 95）中采用粘粒含量小于2μm的百分比和自由膨胀率及膨胀总率三个指标，把膨胀土分为强膨胀土、中膨胀土和弱膨胀土三个级别。膨胀土的工程特性大致可以归纳胀缩性；崩解性；多裂隙性；超固结性；风化特性；强度衰减性  3 膨胀土路基施工技术要点   一般情况下膨胀土不宜作为高等级道路路基填筑材料，但是若由于道路所经膨胀土地区常常因路线长，膨胀土分布范围广，难以选到非膨胀土填料时，需要改善膨胀土特性，满足路基施工基本要求。国内外的工程实践普遍认为： 膨胀土中水分的迁移变化将导致湿胀干缩变形，并使土的工程性质恶化。保证建筑物稳定的关键问题是如何防水保湿，保持土中水分的均匀分布和相对稳定。采用石灰改良膨胀土是有效的，且比较经济可行。  根据国内公路部门在膨胀土地区已有的经验教训，参考国内土建部门的工程经验以及部分国外公路施工的经验，为保证高等级公路路基的稳定，建议在施工过程中主要控制以下几个要点。  3.1 路基填料  膨胀土不宜用作路基填料，特别是强膨胀更不宜用来填筑路基。必须利用膨胀土作填料时，要考虑以下方案：  最好选用膨胀性较弱的土，亦可采用外仓路堤方案，内填膨胀土，外仓非膨胀土或经处治的膨胀土。不得己全用膨胀土填筑时，应将膨胀性较强的土填在最下面，膨胀性弱的土填在上面，同一种土填在同一层次上，且厚度要均匀，以免引起不均匀变形。  3.2 路基断面  路基断面设计总的要求是减少或消除膨胀土湿胀干缩的有害影响，以减轻或避免路面土基系统容易出现的季节性波浪变形。措施是防水保湿，保持土基中水分为均匀分布和相对稳定，减少水分迁移变化，特别是路幅内水分的不均匀变化，为此应考虑以下几点。  3.3 路基排水  路基排水设施的完善程度，对于膨胀土地区公路路基路面的稳定具有特殊的重要意义。如能做到防水保湿，则可消除膨胀土湿胀干缩的有害影响。为此，应注意以下几点：   （1）精心设计排水设施，形成良好排水网系，以使危害路基路面稳定的地面水、地下水能顺畅排走，防止地面水冲蚀路基，积水浸泡路基和地下水浸入路基。  （2）所有地面排水沟渠，特别是近路沟渠，均应铺砌和加固，以防冲、防渗。  （3）在水位较浅的地区，可通过设置横向盲沟将地下水引至道路两侧的排雨管道中。  3.4 路基压实  压实是膨胀土路基施工的一大难题，是影响膨胀土地区路基路面稳定的一个突出问题，目前也是一个有争议的问题。  （1）国内外多数研究认为压实的膨胀土，由于叠聚体排列得更紧密和原有的结构连接部分被破坏，因而使胀缩趋势增强。膨胀土的膨胀量和膨胀力与土的密实度有关。膨胀土的膨胀量和膨胀力还与土的初始含水量有关。膨胀土浸水膨胀后强度急剧下降，主要是由于凝聚力急剧下降造成，而内摩擦角只略有降低。膨胀土浸水膨胀后强度下降的幅度也与土的初始含水量有关。同一类膨胀土，初始含水量愈低，强度下降愈大。  （2）有不少生产部门认为膨胀土的天然含水量大多接近塑限含水量，要将土的含水量降到重型击实标准的最佳含水量是比较困难的事，特别是在多雨地区，晾晒要花很多时间、很大工作量，既影响施工进度，又增加工程成本。即使花了很大代价，按重型击实标准压实到规定的密实度，也不一定能保持长久，因为在施工期间或通车以后膨胀土均可能吸水膨胀而使密实度降低，且压实度愈高，吸水后膨胀变形愈大。路基建成后，不管初始含水量如何，在当地自然条件和路基路面系统的影响下，经过自然平衡，其含水量将逐渐稳定在某一平衡含水量范围。   3.5 土基加固  在膨胀土路堑内，或在路堤上使用膨胀土填筑路床时，均应考虑采用石灰、水泥或无机结合料对土基一定深度的膨胀土进行改良加固，以保证土基稳固。所用剂量视膨胀土的性质与改良加固的要求而定，使用石灰时一般以4～6％为宜。所需厚度视膨胀土性质、道路重要程度与当地气候条件而定，一般为40～60cm（必要时可增加到80cm）。对于重要道路还应使土基处治层与路面总厚度之和不小于1.0～1.5m.如当地有其他经济、适用的材料，亦可采用换填的办法。  4 膨胀土路基施工基本要求  膨胀土地区的路基施工，应避开雨季作业，并加强施工现场排水，保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。膨胀土路基开挖各道工序要紧密衔接，连续施工，分段完成，路基填筑检验合格后不应间隔太久或越冬后作路面。膨胀土在施工时应满足下列基本要求。  4.1 膨胀土地区路堤填筑  （1）强膨胀土稳定性差，不应作为路堤填料；中膨胀土宜经过加工、改良处理后可作为路堤填料；弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用。对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时，应及时对边坡及顶部进行防护。  （2）主干路采用中膨胀土用作路床填料时，应作掺灰改性处理。改性处理后要求胀缩总率不超过0.7为宜。  （3）使用膨胀土作填料时，为增加其稳定性，可采用石灰处治，石灰剂量可通过试验确定，以强度试验参数为主要依据，同时要求掺灰处理后的膨胀土，其胀缩总率接近零为佳。   （4）可用接近最佳含水量的中膨胀土填筑路堤，但两边边坡部分要用非膨胀土作为封层。路堤顶面也要用非膨胀土形成包心填方。挖方地段当挖到距路床顶面30cm以上时，应停止向下开挖，并挖好临时排水沟；待做路面时，再挖至路床顶面以下30cm，并用非膨胀土回填，并按要求压实。  4.2 主干路路堤原地面处理  （1）填高不足1m的路堤，必须挖去地表30～60cm的膨胀土，换填非膨胀土并按规定压实。  （2）地表为潮湿土时，必须挖去湿软土层换填碎砾石土、砂砾或挖方坚硬的岩石碎碴，或将土翻开掺石灰加以稳定并按规定压实。  4.3 膨胀土地区路堑开挖应满足下列基本要求  （1）挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30～50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即浆砌护坡封闭。  （2）膨胀土地区的路堑，主干路的路床应超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填，按规定压实。  4.4 膨胀土地区路基碾压施工  根据膨胀土自由膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具，碾压时应保持最佳含水量；路堤与路堑分界处（即填挖交界处），两者土内的含水量不一定相同，原有的密实程度也不相同，压实时应使其压实得均匀、紧密，避免发生不均匀沉陷。因膨胀土路堤压实后的紧密程度比一般土填筑的路堤更重要，故规定压实度检验点数增加1倍。'