膨胀土路基合理换填施工工法

青岛城建集团有限公司企业工法

较大厚度膨胀土路基合理换填施工工法

Construction Method of R easonable Replacement of Roadbed in

Thicker expansive Soil Area

2011年10月10日发布 2011年10月25日实施

青岛城建集团有限公司发布

1 前言

膨胀土是一种多裂隙并具有显著胀缩性的特殊土体，处于膨胀土地区的路堤、路堑等常产生滑坡，给工程建设带来巨大灾害。其矿物成分主要为蒙脱石,是一种高塑性粘土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，对工程结构物具有严重的破坏作用。

膨胀土路基是工程建设中一种常见的特殊土路基，不能直接作为路基填料，必须经过换填或改良处理，以达到增加路基强度和提高水稳性的目的，保证路基稳定、耐久。在具有较大厚度（≥5m ）的膨胀土的地质条件上进行路基施工，换填厚度过大可能导致施

工成本过高，经济效益

低；换填厚度过小可能影

响路基的施工质量。

因此，青岛城建集团

有限公司将“较大厚度膨

胀土路基合理换填施工

工法”作为一项重点攻关

课题，结合承建的青岛市

浮山新区道路工程三标

段中较大厚度膨胀土路

基的合理换填施工，对该课题进行了全面系统的研究。通过大量的试验和实践，分析总结了膨胀土路基换填的特点，通过进行合理厚度的膨胀土路基换填及合理的弱膨胀土改良，避免了因施工工艺不合理造成的成本浪费并就地取材减少施工成本，快速、高效、优质地完成了施工任务，取得了较好的经济效益和社会效益。其研究成果《较大厚度膨胀土路基合理换填施工》2011年10月通过了青岛城建集团有限公司组织的专家组鉴定，技术水平达到省内领先。青岛城建集团有限公司第一工程公司在此基础上编写形成本工法。

2 工法特点

2.0.1 本工法通过优化较大厚度膨胀土路基的换填厚度，避免了因换填深度不足造成返工或因换填厚度过大造成浪费，同时利用施工现场的弱膨胀土与非膨胀土填料进行合理的拌和改变其物理性质，使改良后的砂砾土可以作为路基填料，减少了施工现场的人工、材料及机械成本，加快了施工进度，能够创造较高的经济效益。

2.0.2 通过合理厚度的膨胀土路基换填，以消除质量隐患，保持路基稳定。 图1.1.1 青岛市浮山新区道路工程三标段

3 适用范围

本工法适用于快速路、一级公路、城市道路等工程的膨胀土路基施工，也可用于膨胀土路基的病害加固处理。

4工艺原理

4.0.1通过优化设计解决膨胀土路基合理的换填厚度、路基填料改良及每层开挖深度、放坡等问题。

4.0.2 通过确定合理的施工工艺和顺序，保证工程质量、加快施工速度。

5 施工工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

5.1.1较大厚度膨胀土路基合理换填的施工工艺流程如图5.1.1。

图5.1.1 较大厚度膨胀土路基合理换填的工艺流程

5.2 操作要点

5.2.1控制路基换填深度

换填深度应根据膨胀土的强弱和当地气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度和该含水量称为该膨胀土在该地区的临界深度和临界含水量。由于各地的气候不同，膨胀土的临界值也有所不同。通

常弱—中膨胀土换填为0.8～1.5m，强膨胀土为2m。

5.2.2控制含水量

膨胀土地区路基施工，应避开雨季作业，加强现场排水，基底和已填筑的路基不得被水浸泡。无论何种填料，含水量对填料的密实程度起决定性作用。含水量较小时由于颗粒间引力在挖掘、装运、摊铺过程中保持较疏松的状态，土中孔隙大都互通。在一定外部压力作用下，虽然土孔隙中气体易被排出，密度可以增大，但由于水膜润滑作用小，外部力不足以克服粒间引力时，土粒相对位移不容易，故密实度不易达到规范要求；含水量较大时，水膜厚，引力减小，外部功能较容易使土粒移动，压实效果明显；但含水量过大时，水分会从回填料孔隙中渗入到膨胀土上并且堆积，经碾压会出现膨胀土遇水上返情况，膨胀土掺入回填料中，导致回填后路基质量下降，严重时出现翻浆现象。

施工中严格控制含水量。每层回填材料的含水量控制应根据当地的气候条件及施工所处季节进行控制，且其液限指数不得大于50%。气候干燥时路基的含水量应控制在大于最佳含水量3%以内，且在碾压过程中随时洒水以保证含水量；气候潮湿时路基含水量应控制在小于最佳含水量4%以内。膨胀土地区的路基施工，应尽量避开雨季作业，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。

5.2.3严格控制路基回填的厚度及碾压遍数

换填土挖除后回填材料必须分层填筑，分层压实，分层松铺厚度不宜大于50cm；碾压时应先压两侧（即靠路肩部分）后压中间。横向接头一般重叠0.4m～0.5m，前后相邻两区段宜纵向重叠1.0～1.5m，应达到无漏压、无死角，确保压实质量。路基边坡按设计要求修整，并应及时进行防护施工。碾压时应严格控制压路机碾压的速度，碾压最佳速度为3～4km/h，尽量不超过4km/h。振动压路机碾压时，先静压2遍，然后先慢后快，由弱至强均匀一致进行振压。

5.2.4 合理控制弱膨胀土与非膨胀土填料的配比

因膨胀土路基换填非膨胀土材料成本较高，经济负担较大，而通过弱膨胀土与风化砂砾材料按一定比例进行拌和改良后形成的砂砾土可以作为路基换填的填料。在砂砾土拌和前严格控制弱膨胀土及风化砂砾的含水量，施工机械采用挖掘机及自卸车，自卸车将拌和材料运至换填施工现场，挖掘机采用换填现场拌和并按弱膨胀土与风化砂砾1:2的比例进行拌和，严格控制拌和频率及拌和遍数，使弱膨胀土与风化砂砾拌和均匀。经现场试验确定，采用弱膨胀土与风化砂砾1:2的比例进行拌和，挖掘机细拌3—4遍能够保证改良后的砂砾土符合路基回填材料的规范及设计要求。