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灰土换填处理湿陷性黄土路基施工技术

发表时间：2020/10/21 来源：《基层建设》2020年第19期作者：席昊

[导读] 摘要：我国具有地大物博、幅员辽阔的地理优势，由此也造就了土质类型复杂多样，黄土是一种较为特殊的土质，其具有结构性强的特点，因此在道路施工领域具有举足轻重的地位。

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        摘要：我国具有地大物博、幅员辽阔的地理优势，由此也造就了土质类型复杂多样，黄土是一种较为特殊的土质，其具有结构性强的特点，因此在道路施工领域具有举足轻重的地位。然黄土一旦遇水，其结构就容易被破坏，出现严重的沉降，进而对地基的强度和承载力造成影响，给道路安全埋下隐患，解决此问题，成为工程行业必须关注的问题。伴随着道路施工规模的不断扩大，能否有效解决湿陷性黄土问题，将直接影响道路施工质量和水平，也成为工程施工企业提升竞争力的关键，灰土换填是一种能够有效改善黄土湿陷性路基的方法，通过采用该施工工艺，不仅能够增强路基强度，还能防止路基沉降。本文主要结合湿陷性黄土路基施工进行分析，并探讨灰土换填技术在施工中的有效应用方法。
        关键词：灰土换填处理；湿陷性黄土路基；施工技术
        1.湿陷性黄土路基简述
        我国湿陷性黄土分布范围较广，主要在西北、华北、东北、华东四大区，大约占60%左右，随着道路工程规模的不断扩大，对于地基的承载力和强度提出了更高要求。根据黄土的湿陷量可以将其分为三个等级，同时湿陷类型也分为两种，一种为自重湿陷性，另一种为非自重湿陷性，湿陷量≤300mm，非自重湿陷性≤70mm，则为Ⅰ级（轻微），自重湿陷性大于70mm，≤350mm，则为Ⅱ级（中等），若＞3500mm，则为Ⅲ级（严重）；湿陷量＞300mm，≤701mm，非自湿陷性≤70mm，则为Ⅱ级（中等），自重湿陷性＞70mm，≤350mm，可能为Ⅱ级（中等）或Ⅲ级（严重），大于3500mm，则为Ⅲ级（严重），湿陷量大于701mm，非自重湿陷性≤70mm，则为Ⅱ级（中等），自重湿陷性大于70mm，≤350mm，则为Ⅲ级（严重），大于3500mm，则为Ⅳ级（很严重）。湿陷性黄土的特点主要体现在结构性、湿陷性、欠压密性三个方面，若不注意采取防范防治，则一旦含水量超过一定标准，道路就会出现坍塌的情况，即湿陷，因此在道路施工过程时必须在施工前采用灰色换填法处理好地基[1]。
        2.湿陷性黄土路基灰土换填原理分析
        灰土换填是一种较为常见的施工技术，尤其是在北方湿陷性黄土路基施工中应用尤为广泛，其主要施工工艺是将路基中的湿陷性黄土挖除，再采用石灰、黏土加水拌合后的混合物进行回填，以达到提升路基强度的效果。在施工中应用灰土换填技术，清理湿陷土层，再回填灰土，能够减小湿陷量，也能对没有处理土层的湿陷量进行有效控制。灰土的主要成分是石灰，通过在土内加入石灰，不仅可以改变土的塑形，还能提升地基强度，以达到延长道路使用年限的效果[2]。不仅如此，灰土在拌合过程中还会产生化学反应，主要是石灰和土进行反应，所产生的两种反应有所不同，第一种是胶体反应，主要是离子进行交换反应，即钙离子与钠离子或者氢离子，反应后黏土粒的构成发生变化，同时吸附水膜变薄，道路的压实度也大大增强，提升了塑性；第二种是胶凝反应，主要是黏土中的矿物质与石灰发生反应，产生新物质硅酸钙，并将疏散的土粒胶凝，以达到加固地基的效果。
        3.灰土换填在湿陷性黄土路基施工中的应用分析
        3.1做好施工前准备工作
        准备工作时保障施工有序进行的前提。首先，要做好施工区域的平整工作，将一定范围内的杂物清除，并填平坑洼，使用压路机将路面大致压平，以确保各种机械设备能够方便移动，保障施工效率。其次，重视测量、放样，施工前要按照导线点的准确位置，来精准选定桩位，一般要求将轴线的测量精度控制在2cm以内，对于放样，要求其偏差不能超过5cm。最后，要注意横断面测量，得出其原地面高程，确保实际施工与图纸设计一致。准确工作做好后，便可将相关设备运输到指定位置，并分派专业技术人员对设备进行安装和调试，确保设备能够正常运行，避免出现后期无法正常施工的现象，同时要对桩管进行检查，确保其处于垂直状态。

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        3.2灰土换填材料要求
        在湿陷性黄土路基施工时，对于涂料和石灰的选择均要遵循一定的标准，要求土料的粘性和塑性指数>4，并且不能使用耕植土，土内有松软杂质也不可以使用，如果土料的颗粒大小不一，应进行过筛处理，筛除小于15mm的颗粒。对于石灰的要求，不能低于Ⅲ级，并且必须是新鲜石灰，石灰中含有氧化钙等物质的含量越高越好，对于石灰的也要进行过筛处理，一般应在施工前1-2d，其颗粒大小应低于5mm，石灰中应注意含水量不能过高，也不能采用生石灰[3]。
        3.3规范的进行垫层施工
        在垫层施工环节，对于垫层的厚度有较为严格的要求，一般在0.6-3m为最佳，垫层的厚度要结合置换土层深度来确定，也可以根据下卧层土的承载力情况来确定垫层厚度。在垫层开挖时，要注意对边坡采取一定的防护措施，避免其出现不稳定的情况，以基础底边长度为基准，则垫层顶面各边应小于300mm，因此在灰土比的确定时可以选择3：7，并且确定深度为1.5。在垫层施工时，应注意所使用的原材料石灰、黏土等原材料均要符合施工规范，同时配合比、材料计量、搅拌等工作也均要安装规定进行施工，垫层施工应注意避免不密实、不平整的情况，规范施工工艺和要求以保证垫层施工效果最佳。
        3.4优化施工工艺流程
        在湿陷性黄土路基施工时，要注意严格按照工艺流程进行，以提升施工质量，具体遵循以下流程：检查石灰、碎土---摊铺土灰--均匀拌和---碾压施工---养护。施工前要检查施工原材料，确保符合相关质量标准，为正式施工做准备，对于石灰一般要求必须在开始施工前5d天全部消解，再对颗粒大小不一的碎土进行处理，将所有土块的大小控制在一定范围内，以低于1.5cm为宜。在灰土摊铺时，要注意路槽，需将其内部的土质均匀密实摊铺，避免出现疏松的情况，在材料配置时，可以结合体积比来计算，并在土层上部铺筑材料，对于松铺厚度要做好把握，不能超出30mm。拌合环节，此环节施工要注意做好检验工作，对灰土的含水量进行准确测试，并确定最佳含水率；之后，再对灰土进行两次搅拌，待第二次搅拌结束后，再次检验含水率情况，并重复多次拌合，直到处于均匀状态。在碾压施工时，需要确保含水量处于最佳状态，碾压顺序按照先两边后中间的原则进行，并做到先重后轻。碾压结束后，应对施工路基进行检查，确保无明显痕迹，同时还要将压实度控制在一定范围，确保符合设计标准。养护环节，施工结束后，要制定严格的路面养护制定，并进行定期养护，一般14d为一个养护周期，可以采用洒水养护的方法，保证路面湿润，通过合理的养护可以使得路基施工达到最佳效果。
        4.结束语
        综上所述，道路工程建设在助推经济发展方面发挥着至关重要的作用，为了打破地域限制，近年来我国的公路建设里程和规模不断扩大，范围也越来越广，与此同时也面临着一些问题，部分地区地质状况不佳，存在湿陷性黄土，这在一定程度上增加了路基施工难度，如果不能有效处理湿陷性黄土问题，则路基的承载力和和强度无法保证，甚至后期会出现塌陷的问题，给道路施工埋下隐患。基于此，应在施工环节做好防范措施，采用灰土换填法施工以防范路基病害问题，同时增加路基的强度，提升稳定性，该方法在湿陷性黄土路基施工中应用，有效的解决了湿陷性问题，施工效果较高，因此可以不断完善和规范施工工艺流程，并在后期施工中加以推广，提升路基施工质量，推动交通运输业发展。
        参考文献：
        [1]谢杰.灰土法处理湿陷性黄土地基施工技术[J].四川水泥，2018，000（001）：343-344.
        [2]赵振虎.湿陷性黄土路基施工方法分析[J].建筑技术开发，2019，046（014）：163-164.
        [3]陈裕邦.湿陷性黄土处理浅析[J].中国科技纵横，2019，000（013）：126-127.