高速公路膨胀土地段路基施工技术探讨张虎

高速公路膨胀土地段路基施工技术探讨张虎

张虎

中铁六局集团路桥建设有限公司山西省晋中市030600

【摘要】经济的快速发展大大促进了道路交通行业的快速进步，全国道路建设里程在不断延伸，工程项目数量在快速增长的同时，对工程质量的要求也不断提高。在高速公路的建设过程中，路基是最为基础的部分。路基质量的好坏直接影响到了公路日后的正常使用。由于我国国土辽阔，土壤类型多样，不同的土壤类型对公路的地基建设造成的影响也是不同的。其中膨胀土作为较为常见的土壤造成的病害问题是十分严重的，如果不对其进行治理，对公路路基将造成很大危害，严重影响到公路的日后使用。因此，我们要做好对膨胀土的控制和处理。本文将进行分析。

【关键词】膨胀土；路基；危害；施工要点

一、前言

在高速公路施工全过程中，路基的施工是关键，如果路基质量不能得到保证，必然会对公路的正常使用造成影响。针对病害的土壤，我们要做好控制，保证路基的质量安全。

二、膨胀土概述

膨胀土是高速公路施工经常会遇到的一种土质类型，一般遇水会发生膨胀现象，不能满足施工需要，必须采取有效措施进行处理，其构成、特征和危害如下。

1、构成

就其构成来看，膨胀土主要成分是蒙脱石矿物，其粘粒成分为强亲水性矿物质。结构中含有四面体片和八面体片，由这些物质重复堆积而成。

2、特征

作为高速公路施工中常见的一种不良土质类型，膨胀土具有自身显著特征。例如，较强的吸水膨胀性，失水收缩性，容易出现裂缝现象和固结情况，强度难以维持，容易衰减。由于具有上述这些特点，因而给高速公路工程施工建设带来严重不利影响，影响路基稳定，需要采取有效措施处理。

3、危害

膨胀土对高速公路施工带来的影响是多方面的。例如，引起公路和桥梁衔接处出现沉陷问题，导致路面被破坏，甚至引发桥头跳车现象；路基受到浸水影响后，可能发生由膨胀土引起的山体滑坡现象，影响道路交通正常通行；可能导致路面出现坑洼不平现象，形成一定积水，影响车辆正常行驶；严重的会引发整体漏水现象，给整个高速公路路面安全带来威胁，不利于车辆顺利通行。因此，必须根据膨胀土实际情况，采取有效措施，加强施工管理，实现对膨胀土的有效处理，确保路基工程质量提高。

三、高速公路膨胀土路基的施工对策

1、改良路基土质

在施工过程中要进行检测。膨胀土对于高速公路的影响往往是因为没有经过精确的测量与判断。在施工过程中遇到膨胀土，可以采用换土的方法，将路基上面的膨胀土挖除，然后再换上非膨胀土类型的土质，可以有效避免膨胀土路基的不利影响。在这个过程中也存在一定弊端，其施工量较大，因此需要根据实际情况进行施工。另一种改良路基土质的方法是对膨胀土进行改性处理，在膨胀土中添加水泥、石灰或者其他物质，与膨胀土产生化学反应，利用物质之间的相互反应来改变膨胀土的特性，使土壤结构稳定，水分膨胀收缩的幅度和变化减少，从而加固路基，减少其在高速公路施工过程中的不利影响。

2、稳定地基含水量

水分对于膨胀土来说是至关重要的，只要膨胀土地基的含水量保持稳定，就可以实现地基的坚固与稳定。因为，尽管某一种土壤的膨胀性非常高，只要水分一直保持稳定，其体积就不会发生变化。稳定地基含水量的方法主要是保湿法，在施工时要尽量避开雨季，并且要加强排水，不要淤积太多水分，保持水分稳定；操作过程中要及时地完成作业，避免在施工过程中水分流失；在路基完成时，要加强周边的防护工作，用黏土糊墙或者浆砌护坡，防止雨水的侵蚀和阳光的蒸发，有利于膨胀土路基的保湿。对于膨胀土路基的湿度平衡，还可以进行预湿法，在施工时对膨胀土路基进行浸泡、加水等，实现膨胀土的湿度平衡，保持体积不变，实现结构的稳定性。

3、不断增加地基强度

另一种解决高速公路膨胀土路基施工问题的方法就是增加地基的强度。根据研究，土壤的矿物质成分在空间上的连接状态也会影响土壤的胀缩，而不断加压可以改变土壤结构，增强膨胀土的强度。例如，在路堤部分的交界处，土壤内的含水量不同，所以使用压实机对道路进行压实，尽量保持好土壤的密实度一致，可以避免发生不均匀沉陷。在土壤压实过程中要严格按照国家筑路标准进行施工，有利于保障工程的顺利实施。增加地基强度就是减少变形的幅度和差异变形，尽可能地对土地进行压制，使其不能够发生太大的体积形态的变化。在施工过程中增加基础深埋增大基底的压力，能够限制膨胀土的变形幅度。在墙体增设圈梁或者在墙体配设一定数量的钢筋，来达到提高墙体强度的目的。对于路堤中央，可以进行压实增加固力，避免遭受分化变形，强度加强就不容易产生滑坡塌陷。对膨胀土路基的强化压实有利于强化地基，使地基不容易变形塌陷，增加了土壤的稳定性，同时，对路基的强化有利于增强高速公路的承载力，促进高速公路实现安全快速的发展。

四、施工实例分析

某高速公路工程全长149km，经过对沿线地质勘察得知，沿线存在不良地质类型，不能满足施工要求，最主要的原因是存在膨胀土，需要进行处理。

1、注重施工方案设计

在施工之前，根据施工要求，结合高速公路路线经过地区膨胀土的性质，做好施工方案设计工作，提高处理方案的针对性和实效性，为接下来进行施工，提高工程质量奠定基础。

2、合理控制土层粒径

施工中，膨胀土最大粒径应该小于5cm。如果含水量较大，生石灰难以减小土的含水量，难以与土块充分结合，因而很难实现对膨胀土的有效处理。当温度下降后，水分不容易蒸发，碾压后形成粘土饼，影响路基施工质量。针对可能出现的情况，在该工程施工时，交叉使用摊铺、拌和机械设备，土体最大粒径控制在3cm以下，让石灰料和土块充分结合，减小土体含水量和膨胀性，增强路基压实效果，满足施工要求。

3、进行分层摊铺整平

做好施工现场排水工作，避免积水影响施工顺利进行。在膨胀土施工和处理时，为达到更好的效果，要分层摊铺和压实。松铺厚度在30cm内，压实厚度25cm内。上土前控制好松铺厚度，碾压好的土层表面撒石灰方格网。然后进行摊铺、碾压，确保密实，并用推土机将其推平，画出灰线方格，统计每平方米需要的石灰用量，然后人工均匀摊铺石灰，实现对膨胀土的有效处理。如果膨胀土含水量很大，不能拌和，需要先对其进行晾晒，然后进行分层摊铺与整平。

4、增强路基的压实度

必须确保路基压实度，通常采用35一50t的轮胎压路机或重型振动压路机，以每小时约4km的速度进行碾压，直线段从两边向中央行驶，曲线段由内向外碾压。确保每个路段碾压密实，不留死角。桥台处必须确保碾压到位，满足规范要求，预防桥头跳车现象出现。路堤部分可加宽50cm，然后整平，从而提高路堤稳定性，确保路堤施工质量。

5、加强路基施工养护

进行碾压、推铺施工的同时，不能忽视膨胀土含水量控制工作。要确保掺灰搅拌之后膨胀土含水量在最佳状态，碾压和检验合格之后，才能进入下一道施工工序。做好施工人员、机械、材料的合理安排，确保施工连续顺利进行，不同工序之间能够紧密衔接。如果土层压实之后不能立即进行施工，应该采取有效的养生覆盖措施，对路基进行有效保护。同时也要重视对路堤边坡的防护，保证边坡稳固可靠，采取保湿、防风化措施，避免出现质量问题，延长路基使用寿命，确保路基施工质量。

6、重视雨后施工处理

施工中有时候会受到天气影响，出现连续降雨情况，为确保施工任务顺利完成，避免延误工期，加强雨后施工处理是一项十分重要的工作。主要措施为对雨后膨胀土进行分类处理。仅表层受影响的填方路基，翻晒、松散、整平、复压后立即进入下一阶段施工；表层下1一2层受影响的填土，将表层或下一层土运走，再对处理层翻晒、松散、复压，直至满足施工要求；较高填方路基掺入4%石灰改性处理，同时做好路基排水施工，加强路基防护工作。

五、结束语

综上所述，我们要做好对膨胀土病害的处理，强化公路路基的质量安全，保证日后的公路的正常使用。

参考文献：

[1]黎文天.高速公路膨胀土路基施工的现状与优化方法[J].四川水泥，2015（6）:266.

[2]李磊.高速公路膨账土路基的施工工艺探讨[J].中华民居：下旬刊，2014（10）:246.