对膨胀土路堤施工的心得体会

对膨胀土路堤施工的心得体会2002年我天津第五市政公路工程有限公司中标承担了湖北省襄樊至南阳高速公路湖北段（简称樊魏高速）B合同段的施工任务。工程自2002年11月份正式施工至2004年5月份一期工程主体全部竣工，历时18个月。B合同施工地段坐落在湖北省襄樊市黄集镇境内，高速公路沿线全部为膨胀土地区；根据工程实际情况，本着减少投资，就地取材的原则，路堤填筑材料选用膨胀土。经过整个施工过程对膨胀土的特性、施工工艺、控制要点、病害及预防和处理有了初步肤浅的认识，现与同仁共同研究和探讨，不足之处敬请批评指正。膨胀土的特性所谓膨胀土系指粘粒成分主要由强亲水矿物组成，具有显著湿胀干缩和反复湿胀干缩性质的特殊粘性土。其产生原因一是土中含有较多的粘粒，而粘粒中又含较多亲水性较强的蒙脱石或伊利石；二是具有特殊的膨胀结构。膨胀土不仅具有显著的湿胀干缩和反复湿胀干缩的性质，还具有多裂隙性、超固结性、风化性、强度衰减性及崩解性等工程特性。施工工艺和控制要点膨胀土在我国分布面积很广，一般呈地毯式大面积披覆于地表或地表下浅层,膨胀土和筑路关系极为密切。了解和研究掌握膨胀土的工程特性、施工工艺和控制要点对组织施工生产有重要的指导意义。膨胀土原则上不能用做高等级公路路基的填料使用，限于条件如要采用只能选用中、弱性膨胀土，坚决不能使用强性膨胀土。对所使用的膨胀土要通过掺加石灰、水泥等外加挤进行改良处理后再使用。通过樊魏高速公路建设的实践，我觉得在施工过程中除要满足常规的施工工艺和方法外，还应着重控制以下要点，对预防膨胀土路基病害，保证和提高路基质量有很大作用。水的控制：水是对路基土方施工影响非常大的因素，而膨胀土对水的敏感度较其他土质更具明显。水对膨胀土路基的破坏力更大。路基排水设施的完善程度对于膨胀土路基的稳定具有特殊重要意义。因此，我认为防水保湿是整个施工过程控制的第一要素。理顺排水系统，使危害路基稳定的地面水和地下水顺利排出，防止积水浸泡路基、地下水浸入路基，是保证路基质量的重中之重；是保证高速公路整体质量的前提。膨胀土路堤施工应尽量避开雨季和旱季。施工中要分段进行，并根据施工工期、设备和人员的配备情况合理确定工作面；一般以200m~400m为一个工作面为宜，施工中各道工序衔接要紧凑，相邻两层施工间隔时间不能太长，否则要及时做封层或采取其它措施做好防水保湿工作。膨胀土路堤填土高度不足1米时，应挖出地表30-60cm的膨胀土或进行改性处理后再进行填筑。建议填筑前沿路基宽（预留边沟位置）满铺一层防水土工布防止地下毛细水上涨侵蚀路堤，再填15cm~20cm砂垫层以提高路基的承载力，加强稳定性。当用膨胀土填筑路堤时，路堤填筑后应立即做浆砌防护处理（包括边坡及其顶部）做好防水保湿、防风化工作。路堑边坡一次不能开挖成型，要预留不小于50cm的保护层，待路堤施工基本完成；再一次修整到位后立即做防护处理，防止因膨胀土的超固结性和风化作用等特性造成边坡破坏。膨胀土高路堤施工要点①因膨胀土不宜被粉碎、压实。高路堤填筑后，受大气物理风化作用和湿胀干缩效应影响，土块瓦解迅速，在自重和行车荷载的作用下，产生压缩下沉。膨胀土高路堤后期下沉量大，且容易产生下沉外挤，从而产生很大沉陷量。因而膨胀土路堤不宜过高，一般不超过3m。如超过3m应考虑沉降、稳定问题，如超过6m还应考虑预留沉落和路基加宽。②对于膨胀土的高路堤在填筑过程中要埋设沉降观测装置，对路堤施工全过程进行动态观测，随时掌握路堤沉降和稳定性的变化情况，用于指导施工。③根据沉降观测数据，膨胀土高路堤施工要严格控制填土速率。一般采用沉降和稳定性观测相结合的办法加以控制。通常采用的标准为：沿路堤中线地面沉降速率每昼夜不宜大于1.0cm；坡脚水平位移每昼夜不宜大于0.5cm，否则应立即停止填筑；待路堤稳定后再进行施工。④根据实测的沉降曲线，预测地基的固结情况，根据推定的残余下沉量，填方应预留沉降量。必须考虑路堤产生沉降后其高度、宽度、边坡均会发生变化，在施工中应适当的加宽路堤，以保证路堤下沉后路基的有效宽度。⑤高填方路堤施工应尽早安排，保证时间充裕采取路堤自然沉降的办法，求得固结，使路堤逐渐趋于稳定。如情况特殊，路堤不能提前施工的，在路堤填筑完成后必须进行预压。预压通常可选择一般预压和超载预压两种方法进行，一般预压是对允许工后沉降标准较低或填土高度不高的路堤；选择超载预压是在工期紧、预压时间短的情况下。预压期的确定可采用工后沉降量确定，也可采用地基固结度来定。预压高度与预压期的沉降量有关，但特别注意超载预压的高度还受路堤稳定性因素控制。在预压期内不允许在路堤上进行任何工程，只允许填加由于沉降引起的附加填土。⑥沉降观测的另一目的是：根据实测的沉降曲线，合理确定路面结构的施工工期。制定科学合理的压实标准、选择适宜的压实方法，严格控制路堤压实度对膨胀土路堤具有十分重要的意义。根据膨胀土湿胀干缩的特性，吸水膨胀使土体隆起，如膨胀受阻即产生膨胀阻力；失水干缩造成土体开裂。膨胀土在缩限与胀限含水量的收缩量和膨胀量称为极限胀缩潜失。膨胀土的初始含水量越低，膨胀量与膨胀力愈大。击实土的膨胀性比原状土大，密实度越高，膨胀量与膨胀力愈大，这是在施工中特别值得注意的。根据施工现场实践表明，膨胀土的天然一般情况下含水量比较高，要将土的含水量降到重型击实标准的最佳含水量十分困难，特别是在2003年多雨的气候条件下就更加困难。即使按重型标准压实达到规范要求的密实度，也不可能保持长久，因为在施工期间或通车后，膨胀土均可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。参考国内外比较成熟的做法对樊魏高速公路路基整体质量的控制是有借鉴意义的。国外修筑膨胀土路基，通常采用较高含水量、较低密度的原则，即在轻型压实标准最佳含水量或略高的情况下压实到较低的干密度。我国一些公路部门综合考虑路基的强度要求、压缩变形、胀缩变形、施工可能等因素，认为压实含水量的控制应以平衡含水量为基础，一般取（0.8~0.9）ωρ或稠度为1.1~1.3时的含水量下压实，压实度满足轻型压实标准的95%。冒膨胀土路灯堤的病害元膨胀土对深工程建筑捎的危害几陡乎无所不禁包，而且池变形具有叼多次反复您性。据资让料显示在础膨胀土地青区铁路路角基常出现治大量塌方附、滑坡，瞎有竹“抵逢堑必滑确，无堤不在塌碰”匠之说；公兵路路面常呼大段出现馆很大幅度终的、随季衫节变化的算波浪变形赚。使用膨魄胀土暗填筑路堤翠的高速公左路，由于欢设计、施坚工、天气嚼等原因造枣成病害的同现象非常左普遍；也虫是不可完霉全避免的绕。病害主酬要分为路峡面、路堤颠、路堑等仁几种。路胳面以波浪篇变形、溅软浆冒泥最冰明显。路锯堑以剥落议、冲蚀、属溜塌、坍丹滑、滑坡水等病害为类主。路堤丰常出现沉付陷、纵裂袋、坍肩、躬坍滑、滑千坡等病害至。樊魏高羞速校B破合同段耗在味200滩4侨年涂3厌月份基本毛完成上路驶床的施工皱（除个别羊占压路段慎外），经宾过况4甚个月时间革的运行，户也不同程降度的出现扒了典型的振膨胀土路蚀基病害。轻下面就已食经出现的姑病害做简它要的原因笑分析和处涝理建议。湿路堑边坡汪表面松软麻在议200鼠4凝年蓝6绪月底发错现防K12+怀770~荡K13+徐01柜0膏段落路堑臣边坡有松狐土现象平慎均厚度岗在获0.75目m凤左右，用版钢钎较容拼易插入坡扮面局部并像伴有轻微使下滑的现惧象。通过塌现场勘察墨和对施工鹅过程的回推顾，此段悲落处于挖悔方地段，省产生松土袍、下滑的悦地方是最锡大挖深处镰；深度霸为因4.95青m螺左右。施堆工是分多性次开挖完淡成的，时耍间较长，费并坊于慎200柏4茂年鸣3莲月喉9很日完成边钓坡的修整备工作（并糠预留罪约磨10c口m卡的保护层雷准备用人锦工修整常）妇代，路堑边毁坡是在原丢状土的基少础上修筑缎完成的，杨并没有用积松土贴坡件。锤200贺4着年慨3进月超~齿6屠月襄樊天膀气以高温痛干旱为主萄，最高气肿温达鞭到情3明8循度以上，萍期间拌猫有花2-租3驱次降雨。阵根据施工冠实践和查居阅相有关岗资料；表题明产生松极土和下滑滚的原因是膨：匠⑴痒由于膨胀炼土具有超看固结性，付天然空隙深率比较小盏，干密束度较大，精初始强度驳较高。当摩路基开挖炼后，将产恐生土体超刘固结应力尝释放，边欠坡出现卸促荷膨胀并亲在坡脚形桑成应力集厦中区和较劣大塑性区少，使边坡聋破坏。踏⑵该膨胀土的璃风化特性间明显。膨革胀土受气议候因素影漠响，极易熟产生风化纤破坏作用倒。路基开景挖后，土材体在风化宏营力的作叛用下，很慧快会产生像碎裂剥落抵和泥化现锹象，使土乏体结构破乓坏，强度威降低。而甲边坡的表腿层受大气爸营力与生逝物作用更敞强烈，干歉湿效应显女著，土体陶破坏加快甜，结构联讯结完全丧干失，产生饰松土现象腹的发生。斥通常厚度归在造0.4m变-1.0杰m中之间。辩⑶昏由于膨胀汽土的抗剪汤强度为典拒型的变动贝强度，具扣有峰值强裳度极高，营残余强度逮极低的特丰性。受膨们胀土胀缩以效应的影亭响，抗剪花强度将大厅大减弱。吼襄樊地术区很3削月侍-锣6圾月份天气尝以高温干盼旱为主拌牢有降雨，码干湿效应就明显，式而距K12+勉770-矩K13+买01件0晓段路堑边顽坡全部处存于外露状衔态长本达怕4蹈个月之久邀，受干湿狂效应的影挪响更加显监著，又没晚有及时做朵好骨架防握护工作，灵使土体的遭抗剪强度座快速下降岗，从而产诞生局部边换坡轻微下棕滑的现象莫。膜部分路堤例有翻浆、舱车辙现象省6露月份缠在奖B圆合同段兔的抱K18+耳387~求K18+罪53练0削；遗K19+膜600~添K20罩+30因0剧等段落发直现上路床诚表面有车墓辙和翻浆缸的现象发唇生。根据察施工日志鞋记录上述蛛段落上路巩床替在哨3暮月底完成赢施工，经柿过施工单作位自检和姜各级质量煤检验部门欠的验收，交各项技术符指标均达找到设计、芒规范要求峰，并责于际4组月份正式廉交接。特搞别是产K19+叨600~谜K20+花30拥0披段，换是处B淡合同上路溪床的试验痕段各道工灯序是在监灿理旁站下旦，严格按鸡照技术规啦范要求施阳工的。通义过对上述窑段落的调览查和原因奴分析认为务产生车辙田、翻浆病画害的原因让是：述⑴矛上路床交愧接验收后坑下道工序寸没有衔接授到位；没万形成连续捞施工，使碑上路床长产时间暴露主在外，另锣外也没做崖封层或采拆取其它保捡护措施，秃忽略了对酿上路床的耀防水保湿桃工作。摔⑵孟干湿效应煤明显。由哗于上路床射暴露时间软较长，受恢长时间蒸止发的影响顾，使土体乱含水量减粗少造成土茄体收缩产贡生干缩裂恭缝，遇雨症后水又渗贴入使上路辟床产生膨旗胀，水进舍入土体后瘦使其软化嫩如此反复请循环，造售成上路床纤压实度降袍低。另外矮，由于裂下缝处的吸贼水量较其溪它部位多面，使上路即床的含水栽量不均匀宣，也使其晴干湿效应汤反映程度柄不一，压筑实度减低富也不均匀醉。在行车嫌荷载的作径用下很容篇易发生车燥辙、翻浆舰及波浪等泪现象。储⑶坡雨后对上瘦路床的成也品保护工送作不到位挤。雨后应丰禁止任何招车辆通行塞，要对路欢床进行复剧压。而现杏场的实际渴情况是没笔有进行复闪压或复压抛不彻底就啦开始行驶露，造成上拉路床的破肿坏加剧。金⑷铅没有充分架考虑上路惧床的承载初能力，限努制行车荷灯载。即使伶天气正常浴不；是膨扒胀土填筑碗的路堤，督行车荷载斤过大也会童产生诸如麦车辙、翻挨浆、波浪铁等病害。控裂缝的出芦现浪200道4蹄年鼓7恩月初，发萄现公铁立宋交北桥头祖至五干渠较大桥南桥榆头段落距晶路堤边熊缘邮0.7m硬~1.6吐m愤处出现纵砍向裂缝，挽裂缝铃宽煎1~4c钞m薪不等；裂衣缝区域长说度求约轮60容m肌；间断性幼裂缝不连锐续；后经妙现场刨验贼裂缝最大赶深说度峰80c禽m他、最亡小坐20c齿m浓。路堤表宾面有不规壁则龟裂。渐分析裂缝天产生的原乳因是：径⑴淘最大裂缝慰宽度罩约捏4c批m赴，产生的鹅部位是施爹工时的运尾土便道，牌在施工时验没处理好我，造成路垦堤的施工萝工艺宽度添不够，压资实设备靠多近困难，及有效压实艳不到位。冒另外裂缝屿产生部位杰基本在路蚕肩范围，运施工时机矩械设备碾婆压不到位挑，使路肩著填土的压盗实度达不脊到要求。般⑵罢该段落是姑全线填土闯最高的路朴堤，填土长高匀约急8贵m导，属于膨搏胀土高路平堤。而该湿段落又是王全线施工克周期最短她的，填土胳是分两次尖完成的。钥第一次湖在忽200顿3淹年缝7焰月，完成绒填土高脾约品3垃m梅，第二次贡在溜200堤4套年致1取月酿~洗4才月完成剩置余讯约板5愉m年的填筑。偶在第二次妖填筑过程截中天气干鞋旱降雨很递少，含水佳量、压实桐度相对容即易达到要顶求，因此晴填土速率缠过快，随坊着填土接竭近极限填妻土高时，符路堤的自西重越睐越酿大。由于件没有进行编预压使路现堤后期沉轮降逐渐加捆大。棵⑶参膨胀土高稀路堤形成抢后，没及乡时进行边公坡的防护械也是产生婚裂缝的原捡因之一。务因为路肩做是临空的誉、边坡长蓄时间外露忽，对大气言物理作用慧特别敏感县，干湿效注应比堤身稍更强烈，显路肩部分肾土体失水场收缩远远众大于堤身今，很容易像在路肩范由围沿顺路详方木向产生纵表向裂缝。库⑷谷堤身出现烤龟裂的主揉要原因是捞：施工中极对上路床惑的保湿防币水工作不晌到位品，韵3~以6竹月襄樊天剪气以高温队干旱为主功，干湿效锈应明显，轧上路床经慰较长时间轨的蒸发失品水后收缩烧产生干缩练裂缝。局部沉降税经过对全到线路堤情语况的跟踪扎和实际调敏查，随着穷路堤工程表竣工时间偷的延长，亚发现已有悠几处不同剖程度的沉仙降；一般铸多发生在胸桥头两侧蹦；填土越虎高越明显贤。回顾樊座魏高速公结路一期工荣程的建设隐，在所有驰一期工程兄的工序中臂，台背回掏填是质量羡控制最严牧格的一道辰。从回填库的断面尺秆寸、回填牵材料、施吊工工艺、矛压实要求轻、检验方势法和检验妙程序都有戚具体、明稻确的规定将，并做了圈多次的调惹整和完善绑。全线台院背回填经拐各级质量需检验部丙门壤5~梦6趴次的反复度检验，可愿以说樊魏皱高速公路插构筑物台季背回填的仰质量是满夺足设计、流规范要求县的。根据擦调查目前极沉降比较与明显的是瓜公铁立交床桥北桥头堵和五干渠升大桥南桥绞头；台背华回填高