摘要：本文介紹膨脹土作為路基填筑材料的施工技術，以便這種材料在以后路基施工過程中的應用及質量控制。
　　關鍵詞：膨脹土 施工技術 控制
　　1概述
　　1.1膨脹土的特點及其危害
　　膨脹土系指粘粒成分主要由強親水性礦物(蒙脫石和伊利石)組成的特殊粘性土，具有較強的膨脹性、崩解性、多裂隙性結構、超固結性、風化特性、有顯著的強度衰減期、對公路路基及工程建筑有較強的潛在破壞作用等性質。凡是同時具備以下兩個條件的粘土即可判斷為膨脹土：土的液限大于或等于40%;塑性指數大于17，一般在在22-35之間，自由膨脹率大于或等于40%;根據膨脹率(Fs)大致可將膨脹土分為強、中、弱三級。
　　強性膨脹土：Fs≥90%
　　中性膨脹土：65%≤Fs<90%
　　弱性膨脹土：40%≤Fs<65 %
　　膨脹土具有顯著的吸水膨脹、失水收縮兩種變形特性，一般強度較高，壓縮性低，易被誤認為是較好地基土。膨脹土對道路危害較大，其變形破壞具有多次反復性，膨脹土地區的公路路面常常大段出現大幅度的隨季節變化的波浪變形。
　　由于膨脹土的特點，利用其填筑路基可能會帶來如下危害：
　　1.1.1路塹段易產生剝落、沖蝕、泥流、溜塌、滑坡等病害。
　　1.1.2路堤段易產生沉陷、縱裂、路肩坍塌、邊坡溜塌、坍滑、滑坡等病害，嚴重影響路基穩定和行車安全。
　　1.2工程概況
　　我部承擔的撫南高速公路第五合同段，里程樁號為K25+900~K32+500，根據勘測試驗及調查，本段內地基以褐黃色，棕黃色，黃褐色高液限粘土為主，含有大量漿石為鐵錳結核，地表下1—1.8米范圍內土體自由膨脹率在42%~70%之間，膨縮總率平均在1.95%左右，為弱膨脹土。
　　1.3路基填料的選擇
　　1.3.1強膨脹土穩定性差，不應作為路填料;中等膨脹土宜經過加工、改良處理后作為填料;弱膨脹土可根據當地氣候、水文情況及道路等級加以應用，對于直接使用中、弱膨脹土填筑路堤時，應及時對邊坡及頂部進行防護。
　　2. 高速公路、一級公路、二級公路等采用中等膨脹土用作路基填料時，應做摻灰改性處理，處理后要求膨脹總率不超過0.7為宜。
　　3. 限于條件，高速公路、一級公路用中等膨脹土填筑路堤時，路堤填成后，應立即作漿砌護坡封閉邊坡
　　4.使用膨脹土作填料時，為增加其穩定性，可采用石灰處治，石灰劑量可通過試驗確定，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。
　　本合同段路基填料為120 萬立方米，由于附近幾十公里范圍內多為膨脹土，若在幾十公里外取百萬多立方米土方，勢必增加很大的工程費用，因此在優化措施保證質量的情況下選用弱膨脹土做為路基填料是有必要的。
　　2弱膨脹土做為路基填筑材料的確定
　　擬采用方案：下路堤為弱膨脹土，石灰土包邊;上路堤摻灰4%;下路床摻灰5%;上路床摻灰6%。施工前對K5公里左右的竹園取土場取土做相關的試驗，結果見表-1，表-2。
　　CBR試驗成果表
　　表-1

CBR值（%）
素土（90%壓實度）	2.47
素土（95%壓實度）	5.03
4%石灰土	32.9

　　脹縮率計算表
　　表-2

點 位	土類	50Kpa壓力下的膨脹率（ep50）	收縮 系數	天然含 水量	塑限	脹縮總率 （%）
竹 園	素土（90區）	4.25	0.31	25.1	18.7	7.5
	素土（93區）	3.92	0.17	25.1	18.7	5.7
	素土（95區）	3.19	0.31	25.1	18.7	6.4
	摻2%石灰土后	1.73	0.18		22.7	1.73
	摻4%石灰土后	0.51	0.24		22.9	0.51
	摻6%石灰土后	0.10	0.08		27.6	0.1
	摻8%石灰土后	0.37	0.15		29.8	0.37

　　根據以上結果，擬采用方案滿足規范要求。
　　3施工控制的措施
　　3、1填前碾壓
　　原地表填前碾壓壓實度要求為≥90%，由于地表天然含水量為23~26%，碾壓時最佳含水量為14.3%，因此必須需降低含水量進行處理。一般的天氣晴朗季節用五鏵犁、旋耕機進行翻拌、晾曬，在雨季天氣或趕工期需摻拌3%~5%白灰降低含水量。根據膨脹土自由膨脹率的大小，選用工作質量適宜的碾壓機具，碾壓時應保持最佳含水量;壓實土層松鋪厚度不得大于30cm;土塊應擊碎至粒徑5cm以下。在路堤與路塹交界地段，應采用臺階方式搭接，其長度不應小于2m，并碾壓密實。
　　特別在雨季施工時，根據天氣情況做好施工計劃，遇雨及時將路基進行整平碾壓，并做好排水措施，避免路基受雨水淋濕或浸泡。一般路基施工都有便道，在雨季來臨前盡量將路基填出便道以上，避免路基積水。
　　3.2膨脹土地區路塹開挖
　　挖方邊坡不要一次挖到設計線，沿邊坡預留厚度30～50cm一層，待路塹挖完時，再削去邊坡預留部分，并立即漿砌護坡封閉。　膨脹土地區的路塹，高速公路、一級公路的路床應超挖30~50cm，并立即用粒料或非膨脹土分層回填或用改性土回填，按規定壓實，其他各級公路可用膨脹土摻石灰處治。
　　3.3路基填筑
　　雖然膨脹土路堤施工可能出現很多問題，鑒于非膨脹土運距太遠，通過經濟和技術比較，下路堤采用弱膨脹土填芯，非膨脹土或改良后的膨脹土做邊坡包邊。上路堤至上路床部分采用灰土處理，使弱膨脹土經摻灰后改良為非膨脹土。
　　3.3.1邊坡包邊
　　下路堤路堤邊坡采用垂直厚度為60厘米，6%石灰土包邊，路面結構層以下高度采用非膨脹土或弱膨脹土包邊處理，包邊垂直厚度為50厘米。壓實度按照規范對各層的具體要求辦理。包邊土要與石灰處治土或弱膨脹土下路堤填料同層碾壓，培路肩要求采用非膨脹土或低劑量石灰處理的膨脹土。邊坡包邊用的膨脹土一般在土場按比例進行摻灰處理，經運輸車運至現場進行培槽，然后填筑弱膨脹土。
　　3.3.2路基填芯
　　如果做為填芯用的弱膨脹土含水量較大時，需翻拌、晾曬降低至最佳含水量，弱膨脹土施工還應注意以下幾點：
　　3.3.2.1自由膨脹率越大的土應采用的壓實機具越重。土塊擊碎在5cm以下，可使土塊中水分易于蒸發，減少土塊本身的膨脹率，有利于提高壓實效率。
　　3.3.2.2雨季施工或因故中斷施工時，必須將施工層表面及時修理平整并壓實。保證壓實均勻，同時注意壓實順序，并經常檢查土的含水量。
　　3.3.2.3若路基填筑分幾個作業段施工，如兩段交接處不在同一時間填筑時，則先填地段應按1：1坡度分層留臺階。若兩個地段同時填筑，則應分層相互交疊銜接，其搭接長度不得小于2米。
　　3.3.3摻灰處理
　　上路堤、下路床、上路床根據試驗確定分別摻4%，5%，6%的石灰進行處理。石灰的有效鈣、鎂含量在70%以上，三級以上灰的標準，在石灰進場時應嚴格控制，根據取樣試驗時結果確定石灰是否合格。
　　3.3.3.1摻灰數量計算
　　填土厚度為h，每袋石灰的重量為m，摻灰數量為q，土的密度為d。
　　#FormatImgID_0##FormatImgID_1#則每100平方米的摻灰數量為： (袋)。
　　3.3.3.2鋪灰
　　將路基土攤平后，畫上方格，根據每個方格的鋪灰袋數將白灰攤至路基表面，注意填筑均勻，無積灰、無漏鋪處。
　　3.3.3.3拌和
　　上路堤才用五鏵犁、旋耕機進行拌和，下路床、上路床用路拌機進行拌和。應注意拌和深度，重疊寬度、遍數，使其拌和均勻，含水量接近最佳含水量。
　　4膨脹土路基的施工工藝
　　4.1路基斷面。路基斷面橫坡盡可能大，必要時設防滲層;路肩盡可能寬一些，以利于保持路面下土基內水分的穩定，最好不小于2.0～2.5m;路肩橫坡要盡可能大一些，以利于排水;路肩與路面結構層用相同的材料鋪砌，以利于保持路幅內土基水分的均勻性，并鋪較薄的不透水面層或做防滲處理，以防水分下滲;邊溝適當加寬、加深，溝底應在土基頂面以下至少20～30cm，并盡可能離路面結構層遠一些;路側不應種樹，特別是不應種生長快、吸水和蒸發量大的樹種，如桉樹等;若成排種樹，其距離應在邊溝外側1.4～1.5倍成長后的樹高以外，至少也得是成長后的樹高以外，但不得小于5m。
　　4.2路基高度。根據膨脹土風化作用后可能出現濕脹干縮效應的特點，為了避免膨脹土高路堤后期產生很大的沉陷量，則膨脹土路堤不宜過高，一般宜控制在3m以內;如超過3m則須考慮沉降穩定問題;如超過6m還須考慮預留沉降量和路基的加寬。
　　4.3路基排水。路基排水設施對膨脹土路基的穩定尤為重要，所有排水設施均應精心設計，要做好路基地面排水工程，使排水通暢，防止地表水下滲，浸潤土質。所有地面排水溝渠，尤其是近路溝渠均應鋪砌和加固，防止沖刷滲漏。邊溝應比一般地區適當加寬加深，路塹邊溝外側應設平臺，保護坡腳免遭水浸，并防止剝落物堵塞邊溝。塹頂設截水溝，以防水流沖蝕坡面和滲人坡體，截水溝縱坡應利于排水。對于臺階形高邊坡應在每一級臺階內設截水溝以截排上部坡面水，且在截水溝與坡腳之間設一定寬度的平臺以利坡腳穩定。另外還要注意防止基底蒸發失水引起膨脹土干裂收縮。4.路塹。路塹施工前，應先進行截、排水設施的施工，將水引至路幅以外;邊坡施工中，宜采取臨時防水封閉措施保持土體原狀含水量;挖方邊坡不要一次挖到設計線，沿邊坡預留厚度30～50cm一層，待路塹挖完時，再削去邊坡預留部分，并立即進行加固和封閉處理;宜用支擋結構對強膨脹土邊坡進行防護，支擋結構基坑應采取措施防止暴曬或浸水。膨脹土地區的路塹，高速公路、一級公路的路床應超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨脹土分層回填或用改性土回填，按規定壓實，其他各級公路可用膨脹土摻石灰處治。
　　5結束語
　　膨脹土作為路基填料有很多病害，但在膨脹土地區施工時，無非膨脹土的情況下，應進行經濟和技術的比較，選擇較佳的技術方案。我部承擔該路基施工，能夠完成符合質量要求的精品工程，證明膨脹土做為路基填料可行，但要嚴格進行施工過程控制，嚴格監理，嚴格驗收。
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