膨胀土路基推平碾压施工技术
膨胀土路基推平碾压施工技术：膨胀土路基的强度低、稳定性差、膨胀性均给公路工程质量带来极大的危害，必须进行特殊处理。膨胀土问题是困扰内邓高速公路建设的一大技术难题，也是我单位施工的一大技术难题。设计采用的是掺灰处理来提高CBR值及稳定性。为了节约投资，通过和业主、设计单位共同研究，结合我项目部实际情况，寻求和制定了一套既能满足规范要求，又能节约投资、确保质量的优化方案——路基膨胀土填心、灰土包边施工方案。
1.工程概况
内邓高速公路第No2合同段施工桩号自K22+873至K50+050；全长27.2Km。其中路基土方约149万方，全路段均分布有膨胀土。
通过对弱、中膨胀土、石灰改性膨胀土的基本物理特性、击实特性、胀缩特性、强度特性（CBR值）进行试验研究，得出了膨胀土填筑指标的控制范围，石灰改性土的掺入比。在此基础上，通过对比分析，最终采用路基中部填筑膨胀土，路基底、边、顶用灰土进行封闭的包边方案。下面就膨胀土试验检测方法及施工方案进行说明。
2.膨胀土判别
根据工地试验室的实际情况各各项指标的试验操作难易程度，最终选定自由膨胀率、液限和塑性指标三个指标来判定填料的膨胀性
填料膨胀土等级判定标准
膨胀潜势等级指标
弱膨胀土
中膨胀土
强膨胀土
液限（%）
40～50
50～70
>70
塑性指数
15～28
28～40
>40
自由膨胀率（%）
35～55
55～80
>80
<0.002mm胶粒含水量（%）
<35
35～50
>50
标准吸湿含水率（%）
2.5≤ωl<6.8
4.8≤ωl<6.8
ωl>6.8
3.取土场地土质分布调查及使用划分
我标段对小刘沟取土场进行了土质调查，采用洛阳铲探查，共计两个断面，6个点，探取深度2.3米，经试验检测，除靠近东北侧凹洼处为砂类土，其余5个点在2.3米取出的土样均为高液限粘土及膨胀土，不能直接用于路基填筑。将该取土场划分为4个取土区，分别定性，定案，定量定点使用。
划分：西南为1区，东南为2区，东北为4区，西北为3区。
定性：经试验后，西南为1区土质自由膨胀率44%，液限53%，塑性指数34。判定为高液限粘土，弱膨胀土。
东南为2区土质自由膨胀率52%，液限62%，塑性指数39。判定为高液限粘土，弱膨胀土。
西北为1区土质自由膨胀率50%，液限46%，塑性指数29。判定为低液限粘土，弱膨胀土。
东北为4区土质自由膨胀率42%，液限41%，塑性指数19。判定为低液限粘土，弱膨胀土。
定案：满足《内邓高速69号文件》关于弱膨胀土填筑路基设计的要求。
定点使用：西南区为1区该土用于K37+853.5—K39+000段和K39+000—K40+565段，封层7%石灰改良弱膨胀土的路基填筑。
东南区为2区该土用于K35+694—K37+853.5段，封层7%石灰改良弱膨胀土的路基填筑。
西北区为3区该土用于K41+432—K45+200段，7%石灰改良弱膨胀土封层，7%石灰改良弱膨胀土2.5米包边及弱膨胀土填芯的路基填筑。填至94区顶。
东北区为4区该土用于二工区二队（K32+776—K35+694）和二工区6队（K40+565—K41+432）封层7%石灰改良弱膨胀土的路基填筑。
4.膨胀土路基包边实施方案
依据《内邓高速69号文件》关于弱膨胀土填筑路基设计要求，膨胀土填心路基施工：底部采用40㎝厚7%石灰改善土进行封层处理，顶部路床部分采用40㎝厚7%石灰改善土进行封层处理，两侧包边厚度250㎝（垂直厚度）7%灰土，详见包边断面图。
4.1施工前的准备工作
掺灰土路基要求石灰等级应为三级以上，生石灰块应在使用前7～10天充分消解，每吨石灰消解需用水量一般为500～800㎏。消解后的石灰应保持一定的湿度，以免过干飞扬，但也不能过湿成团。消石灰中不得含有未消解充分的生石灰颗粒或其他杂质与石块。要加强贮运管理，尽量做到随运随用，石灰存放期不宜超过15天。
4.2路基填筑基底处置
路基施工前先做好截水沟、排水沟等排水及防渗设施，水沟的断面为80×80cm。地面横坡缓于1：5时，清除地表草皮、腐殖土后，原地面经压实，验收合格后，可直接在地面上填筑路堤。
地面横坡为1：5～1：2.5时，在清除地面草皮杂物后，应将原地面挖成台阶，台阶宽度不小于2m，高度为0.2～0.3米，台阶顶面做成向内倾斜2%～4%的斜坡。
场地清理完成后，应全面进行静压，使其达到规定要求。静压采用小型振动压路机械 进行光碾检验（压2～3遍），不宜采用振动碾压，以免破坏土体原有的结构性，使其强度降低。在碾压过程中，如发现土过干、表面松散，应适当洒水；如土过湿，发生“弹簧” 现象，应采用挖开晾晒、换土、掺石灰或根据具体情况决定是否施工垫层等措施进行处理。
4.3路基底封层改性土施工
基底清理、压实完毕，经检验合格设计要求以后，即可进行路基底封层施工。
底封层采用40cm厚掺7%的石灰改性土进行封底。施工时可分两层进行，每层压实厚度为20cm，松铺厚度按25～28cm,不宜大于30cm控制。
施工控制含水量按最佳含水量控制。
4.4路基填筑施工工艺
路基填筑从经过处理的原地面，按照横断面全宽分成水平层次，逐层向上填筑，并分层压实。当原地面高低不平时，先从最低处分层填筑。
施工含水量的控制：
1）素土：施工控制含水量=室内击实最优含水量+3%
2）灰土：施工控制含水量=室内击实最优含水量
包边层位具体流程：
1）全断面摊铺素土，保证素土的天然含水量不大于最优含水量+7%。
2）晾晒2～3个小时后、用铧犁进行翻晒1～2个小时，配合旋耕机破碎土团重复以过程2～3遍。具体翻晒时间长短根据现场的气候条件调整。
3）对包边部分进行布灰，用刮板将石灰均匀摊开，石灰摊铺完后，表面应没有空白位置。
4）用路拌机、旋耕机进行灰土拌和，拌和深度应达到下承层1cm，路拌1～2遍，在拌和过程中，若发现含水量较小，应进行洒水。
5）若填心素土的土团粒径较大，用路拌机对素土部分拌和1遍，破碎土团，保证路拌后粒径<5cm的土团达到90%以上。
6）用压路机走一遍后，用平地机进行粗平，个别不平处用人工配合找平。
7）碾压。按以下碾压顺序进行：第1、2遍采用静压，第3遍采用弱振，第4遍采用强振，第5～8遍采用静压。当抽检不合格时，若含水量在控制范围内，增加1遍强振，1遍静压；若含水量太低，进行洒水后进行复压，同样增加1遍强振，1遍静压。
4.5施工应注意的事项
包边采用灰土的厚度要保证，两侧包边垂直厚度2.5米（修坡后厚度）。包边部分与填心部分同时铺设，用路拌机打碎，并轻压1～2遍，然后对两侧包边部分洒铺石灰并搅拌均匀。
包边回填段的包边应与内部填料铺筑碾压同步进行。
路基的施工应尽量避开雨季作业，加强现场排水，保证地基和已填筑的路基不被水浸泡。
施工中避免土体含水量增加是一个重要的问题，除了在取土场设置完整有效的排水系统外，最主要的是尽量缩短每层土全过程的施工时间。
在摊铺和翻晒时间内遇雨，是膨胀土路基施工之大忌。松散的块状膨胀土，具有好的渗透性蓄水性，遭受雨淋的未碾压土或碾压不密实的土体，含水量将大大增加，含水量过大的膨胀土，增加翻晒时间，往往是徒劳无功达不到预期的目的。一是翻晒过程中可能再次遇雨，二是翻晒的结果往往外部干硬，内部湿软，或者是上面形成干壳而下面湿度依然，造成进一步的碾压或翻晒困难，碾压时极易形成表面松散或底部软弹，或大或小的局部软土区，密实度依然很低。遇到这种情况时，为了不影响工程进度，可以考虑加生石灰粉吸收多余的水分，及时碾压，改良或加固。排除降雨或其他可能增加含水量的因素，尽量争取在二个雨天的间隙时间完成一层土的施工全过程。
避免含水量的快速下降则是一个相反的问题。公路所在地春季风速较大。夏季温度高，秋冬季比较干燥，大部分时间的地表蒸发量都较大，松铺表层含水量下降很快，容易降低到最最佳含水量以下，造成压实困难，或需洒水才能进行压实的情况。因此，施工中应做到快速推铺、快速碾压，以便在最佳含水量附近压实到规定的压实度。
出现含水量偏低时应先测出土的实际含水量后计算出要加入的水量，洒水后应闷12小时之后再进行碾压。在含水量偏低的情况下，虽然可采取增大压实功的办法而勉强达到压实度，但这样会增大路堤的膨胀力，不宜采用。
路基在施工过程中碾压好的每层土，在下一层施工前，有一段搁置期，在这个期间内已碾压好的土层受大气降水、风吹日照的影响，含水量处于动态的变化之中，土体会随着含水量的变化产生收缩或膨胀变形，裂缝即是变形的一部分。裂缝的形成不同程度上破坏了土体的整体性，作为膨胀土路基的裂缝来说，最大危害在于雨水沿裂缝浸入后，引起土体含水量的变化，导致土体膨胀变形，干密度和强度的下降。施工过程中应尽量减少有影响的裂缝产生，避免裂缝形成后遇雨，具体应采取如下措施：合理安排施工，尽量减少碾压后的搁置时间；降雨前通过碾压使一部分裂缝消失，降雨后应及时进行复压，这对保证路基密实度很有必要；确保碾压的均匀；由两边向中部碾压以保证边部的压实度，且路基边部应适当加宽填。
对于膨胀土，含水量越均匀，颗粒越细，结构越易于达到紧密状态，膨胀性最小，强度较大，工程性质相对较好，所以，土体在充分搅拌后再碾压，从整体上看可以达到既节省施工成本，又提高了施工质量的效果。
5.经济效益分析
通过本工法在我施工合同段的应用证明经济效益较为显著。由于该项目所在地区广布弱、中性膨胀土，附近没有符合规范的标准的普通土，符合标准的普通土距现场约30KM 以外，且便道状况极差，需花费大量的资金去维修便道，且远距离无法保证进度要求，成本高，按此施工，项目部必然是亏损的；采用石灰对弱膨胀土进行改性处理，用处理后的膨胀土包边、弱膨胀土填心的方法，其工艺虽稍有复杂，但运距短，利润高，效益好，据测算，该项目采用该工法施工为建设单位节省投资达1000万元，为施工单位创造利润350万元。路拌机租赁