趙富幸

摘 要：膨脹土在路基的施工當(dāng)中非常常見(jiàn)，怎么樣降低膨脹土對(duì)于施工質(zhì)量的干擾，成為了業(yè)內(nèi)人士長(zhǎng)時(shí)間探索的難題之一。為了保證道路在使用壽命周期內(nèi)路基穩(wěn)定，路面平整，達(dá)到“暢、安、舒美”行車的目的，必須在施工中就處理好膨脹土一系列施工問(wèn)題。本文首先從膨脹土的特征及其對(duì)工程的危害危害入手，并結(jié)合著筆者的一些工作實(shí)際提出了工程建設(shè)中膨脹土路基的施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：膨脹土；路基；施工技術(shù)

1 前言

在工程建設(shè)過(guò)程中，膨脹土是經(jīng)常遇到的土質(zhì)。膨脹土具有吸水膨脹、失水收縮、反復(fù)變形等特點(diǎn)。公路施工建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期且復(fù)雜的過(guò)程，尤其是在公路路基建設(shè)中，如果不采取科學(xué)有效的措施，就會(huì)使路基出現(xiàn)嚴(yán)重的波浪變形、不均勻下降等問(wèn)題。因此路基施工是公路建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，控制好路基施工的質(zhì)量是確保整個(gè)公路建設(shè)質(zhì)量的前提。因此，相關(guān)負(fù)責(zé)人在施工的過(guò)程中，一定要重視膨脹土路基問(wèn)題，充分認(rèn)識(shí)到膨脹土的危害，并采用先進(jìn)的膨脹土路基施工方法，從而保證公路施工的順利進(jìn)行。

2 膨脹土的特征和工程危害

2.1 膨脹土的特征

膨脹土是公路建設(shè)中常見(jiàn)的土質(zhì)，它是一種分散性較高、遇水急劇膨脹的特殊黏土。膨脹土具有裂隙特性，因此膨脹土又被稱作裂土。膨脹土的主要組成部分是蒙脫石，具有很強(qiáng)的親水性。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，決定膨脹土收縮或者膨脹的因素主要是土內(nèi)所含水分的多少。在公路建設(shè)過(guò)程中，許多公路路線走向會(huì)經(jīng)過(guò)一些通過(guò)膨脹土地區(qū)，很多施工單位在施工過(guò)程中沒(méi)能處理好膨脹土的施工問(wèn)題，從而使得公路在施工工程中或投入運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)一系列的工程病害，從而影響了工程的順利進(jìn)行及公路運(yùn)營(yíng)效益。因此，必須處理好膨脹土的路基施工問(wèn)題，以確保整個(gè)公路建設(shè)的施工質(zhì)量。

2.2 膨脹土的判別

在施工過(guò)程中只有正確判定出膨脹土，并準(zhǔn)確判斷出膨脹土膨脹勢(shì)的強(qiáng)弱和工程性質(zhì)的特點(diǎn)，在施工過(guò)程中才能根據(jù)實(shí)際情況采取有效的施工方案處理好膨脹土施工。實(shí)踐證明，公路建設(shè)過(guò)程中遇到膨脹土并不可怕，可怕的是對(duì)膨脹土進(jìn)行了誤判，沒(méi)能采取有效的施工方案進(jìn)行處理，從而導(dǎo)致后期一系列病害的發(fā)生。

為了在施工過(guò)程中能正確判定出膨脹土，國(guó)內(nèi)外各工程管理機(jī)構(gòu)都做了大量的研究工作，基于不同的工程實(shí)際會(huì)采用不同的判別方法。可以通過(guò)膨脹性礦物的含量、膨脹土的液限和塑性指數(shù)、自由膨脹率等指標(biāo)來(lái)進(jìn)行判別。在施工過(guò)程中根據(jù)工程地質(zhì)特征及土的自由膨脹率指標(biāo)綜合判定是比較常用的判定方法。《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，具有以下工程地質(zhì)特征，且自由膨脹率FS≥40%的土，應(yīng)判定為膨脹土：裂隙發(fā)育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填著灰白、灰綠色粘土，在自然條件下呈堅(jiān)硬或硬塑狀態(tài)；多出露于二級(jí)或二級(jí)以上，山前和盆地邊緣丘陵地帶，地形平緩，無(wú)明顯自然陡坎；常見(jiàn)淺層塑性滑坡、地裂，新開(kāi)挖坑（槽）壁易發(fā)生坍塌等；建筑物裂縫隨氣候變化而張開(kāi)和閉合。

2.3 膨脹土給公路工程帶來(lái)的危害

在我國(guó)公路施工過(guò)程中，膨脹土路基出現(xiàn)的問(wèn)題是比較常見(jiàn)的。在具體的施工過(guò)程中，如果對(duì)膨脹土路基處理不當(dāng)，就會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)公路施工的質(zhì)量和進(jìn)度，從而危害人們的生命安全。膨脹土給公路工程帶來(lái)的危害有：

（1）路面病害

在公路施工過(guò)程中，膨脹土能夠給公路帶來(lái)的常見(jiàn)危害之一就是路面病害，主要表現(xiàn)為路面波浪變形、路面開(kāi)裂等。造成波浪變形的主要原因就是在公路施工的過(guò)程中由于路基的含水量不均勻，從而引起膨脹或者收縮，最終形成波浪變形。其中產(chǎn)生路面開(kāi)裂的現(xiàn)象主要與不同地區(qū)的氣候有關(guān)，當(dāng)波浪變形達(dá)到一定范圍時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生路面開(kāi)裂現(xiàn)象。

（2）路塹病害

路塹病害是公路施工中的一個(gè)比較常見(jiàn)的問(wèn)題。在具體的公路施工過(guò)程中，坡面的表層風(fēng)化會(huì)使松散的土壤表面剝落，一旦遇到風(fēng)雨交加的天氣，就會(huì)形成泥流。當(dāng)泥流積累到一定程度之后，就會(huì)沖擊路基。與此同時(shí)，當(dāng)風(fēng)化層內(nèi)的土體遇水膨脹，含水量達(dá)到一定程度時(shí)，就會(huì)發(fā)生溜塌病害，它是膨脹土邊坡表層最普遍的一種病害。

（3）路堤病害

在具體的公路施工過(guò)程中，還應(yīng)該注意膨脹土的壓實(shí)程度，如果出現(xiàn)壓實(shí)不充分的問(wèn)題，就會(huì)影響公路的密實(shí)度。與此同時(shí)，當(dāng)膨脹土出現(xiàn)壓實(shí)不充分，在大風(fēng)或者大雨的作用下，就會(huì)使得路堤出現(xiàn)縱裂，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象。

3 膨脹土路基施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 保持土壤層水分的穩(wěn)定性

膨脹土最基本的特性是較容易吸收水分，如果施工中出現(xiàn)了水分突變情況，必然會(huì)直接影響施工質(zhì)量和工期。例如，在某高速公路的施工期間，如果連續(xù)出現(xiàn)了陰雨的天氣，造成膨脹土吸水膨脹，給土壤環(huán)境造成了巨大的變化，直接降低公路施工質(zhì)量。因此，整個(gè)施工階段，必須保證水量不會(huì)有大規(guī)模的變化，而施工時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤中的含水量不足，則必須補(bǔ)充水分，保證土壤的濕潤(rùn)度，可以通過(guò)灑水來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果膨脹土的含水量比較高，則需要適當(dāng)減緩施工進(jìn)度，保證土壤經(jīng)過(guò)暴曬之后變得較為干燥，符合施工要求，才能進(jìn)行后續(xù)施工。因此，在整個(gè)公路建設(shè)過(guò)程中必須時(shí)刻關(guān)注土壤的含水量，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而從根本上提高施工質(zhì)量。

3.2 土層的粒徑控制

對(duì)膨脹土施工質(zhì)量影響比較大的因素是土層的粒徑，而我國(guó)高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)中有非常明確的規(guī)定，在特殊的膨脹土環(huán)境下進(jìn)行路基施工時(shí)，必須嚴(yán)格控制膨脹土層的粒徑，由以前的5cm已經(jīng)降至3cm以下，進(jìn)而保證施工質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)，也能保證工程如期完成。另外，施工過(guò)程中，必須要使用攪拌機(jī)械和攤平機(jī)械交叉施工的方式進(jìn)行，能有效控制土壤中水分的流失，從而提高整體路基的強(qiáng)度。

3.3 加強(qiáng)對(duì)路基施工的質(zhì)量檢驗(yàn)

要保證膨脹土路基的施工質(zhì)量，滿足相關(guān)的工程規(guī)范和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，就必須要時(shí)刻對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和檢測(cè)，檢驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)也要依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定，其中最主要的檢驗(yàn)項(xiàng)目有路堤的水平位移、下沉量、濕潤(rùn)度以及壓實(shí)度等，對(duì)這些數(shù)據(jù)必須要采用科學(xué)的計(jì)算方法進(jìn)行研究，保證工程的各項(xiàng)指標(biāo)和數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)不符合要求的，要進(jìn)行深入分析與研究，根據(jù)實(shí)際情況選擇最恰當(dāng)?shù)男薷姆桨?，保證膨脹土路基的施工質(zhì)量得到最為科學(xué)的論證。

3.4 路塹開(kāi)挖施工技術(shù)

為了保護(hù)施工場(chǎng)地環(huán)境，滿足路基填筑的需求，施工當(dāng)中要使用挖掘機(jī)開(kāi)挖土方，然后利用自卸汽車運(yùn)送土方。在路基開(kāi)挖之前布設(shè)好截水溝，施工當(dāng)中要合理設(shè)立臨時(shí)排水設(shè)施，把雨水順利排出去，避免積水情況發(fā)生。土方的開(kāi)挖需要從上到下進(jìn)行，不能產(chǎn)生亂挖或者是超挖情況，不能使用爆破法施工，確保施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境。采取人工方法把邊坡修刮平整，保證邊坡的外形，提升施工效果。開(kāi)挖的土方倘若滿足路基填料的規(guī)定，利用自卸車將其運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，然后用來(lái)填料；倘若不符合規(guī)定的土方就運(yùn)送到土場(chǎng)，做好相關(guān)的處理工作，防止污染附近環(huán)境。

3.5 土工網(wǎng)鋪設(shè)

在對(duì)邊坡開(kāi)展修整以后，剪掉路堤土工網(wǎng)外面部分，保證坡面平整，也有助于維持坡面外形。為了提升施工效果，保證路堤邊坡的整體，施工當(dāng)中要沿著坡面鋪設(shè)土工網(wǎng)。用鐵絲把各個(gè)水平層土工網(wǎng)綁在一起，使其成為一個(gè)整體，進(jìn)而有助于保證土工網(wǎng)的穩(wěn)定性。倘若是三維土工網(wǎng)，在施工當(dāng)中需要采取固定鋼筋錨固。為了提升施工質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)的牢固，在坡面把錨固鋼筋設(shè)置成梅花形，錨固的深度為0.4m，橫向跟豎向的距離為1.0m。

3.6 改性處理

改性處理就是通過(guò)物理化學(xué)的作用，使膨脹土體的性能得于改變，從而到達(dá)施工的規(guī)范要求。最常用的方法是化學(xué)固化，就是采用水泥、石灰等固化材料與膨脹土發(fā)生物理化學(xué)作用后，以達(dá)到降低膨脹土的膨脹潛勢(shì)、增強(qiáng)強(qiáng)度和水穩(wěn)性的目的。水泥的固化作用是鈣酸鹽與鋁的水化物和顆粒間的膠結(jié)作用，膠結(jié)物逐漸脫水和新生礦物結(jié)晶，降低了膨脹土的液限，增大了膨脹土的塑限和抗剪強(qiáng)度；石灰的固化作用是鹽基交換、次生碳酸鈣膠結(jié)性、粘土顆粒與石灰相互作用形成新的含水硅酸鈣、鋁酸鈣等新礦物；在施工過(guò)程中遇到膨脹土?xí)r，采用化學(xué)固化的方案來(lái)處理膨脹土的成功案例很多，該項(xiàng)技術(shù)得到了大量推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路施工中遇到膨脹土路基時(shí)必須要結(jié)合工程實(shí)際，采用符合施工現(xiàn)狀的施工方案，保證膨脹路基的施工質(zhì)量以確保整個(gè)公路建設(shè)的質(zhì)量，減少公路病害，提高公路的安全運(yùn)營(yíng)。

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（作者單位：云南省公路局德宏公路局）