姜麗

（河北省高速公路延崇管理中心，河北懷來 075499）

0 引言

目前在高速公路路基工程施工應(yīng)用中，常會遇到膨脹土路基問題，由于膨脹土自身的脹縮性和吸水性，若不及時對膨脹土進行處理，會降低路基的承載能力和穩(wěn)定性，同時還會導(dǎo)致后期路基產(chǎn)生不均勻的沉降變形。目前處理膨脹土路基的主要措施可分為換填、控制濕度以及改良三種[1]，在實際施工時應(yīng)結(jié)合具體工程概況來制定相應(yīng)的處理措施。本文闡述了膨脹土路基的工程特性，重點研究膨脹土路基施工工藝，并在具體工程中進行應(yīng)用。

1 膨脹土路基特點

1.1 膨脹土類別

在公路工程建設(shè)項目中，常會遇到膨脹土路基（見圖1），據(jù)統(tǒng)計，膨脹土作為一種特殊土體，其類型主要有強膨脹土、中膨脹土以及弱膨脹土三大類，實際應(yīng)用中若不能做到及時妥善處理，容易導(dǎo)致公路質(zhì)量降低，同時，若針對膨脹土以非膨脹土為對象進行處理時，也會埋下安全隱患。因此，在具有膨脹土的區(qū)域進行公路路基施工時，首先應(yīng)針對膨脹土類別進行判定，規(guī)劃出膨脹土土體的脹縮標(biāo)準(zhǔn)，從而制定對應(yīng)的處理技術(shù)措施。膨脹土的分布往往具備區(qū)域性，一般可采用實地觀察和室內(nèi)試驗相結(jié)合的方式來評判膨脹土類型標(biāo)準(zhǔn)，具體為先通過肉眼觀察大致評價膨脹土基本外觀特征，再采用土工試驗來確定其膨脹土的指標(biāo)參數(shù)，如含水率、塑性指數(shù)以及膨脹率等，進而綜合確定出膨脹土的具體類型，為施工提供指導(dǎo)。膨脹土的脹縮等級劃分標(biāo)準(zhǔn)具體如表1所示。

圖1 膨脹土路基

表1 膨脹土脹縮等級劃分

1.2 膨脹土工程特性

公路工程施工中，膨脹土的工程特性主要有六種，其具體可歸納總結(jié)為：

（1）脹縮性。一般情況下膨脹土在接觸水分后會快速將其吸收并膨脹，而失去水分后又會發(fā)生嚴(yán)重的收縮，進而其脹縮反應(yīng)的變化會導(dǎo)致路基產(chǎn)生隆起或下陷，長時間會導(dǎo)致公路裂縫的產(chǎn)生。

（2）崩解性。膨脹土在吸收作用后會逐漸濕化和膨脹，當(dāng)吸收大量水分后不可逆性的崩解，此時的土體已無法作為路基填料。

（3）裂隙性。膨脹土自身裂縫的分布具有不均勻性，會大幅降低土體的完整度和穩(wěn)定性，容易引發(fā)邊坡滑塌問題。

（4）超固結(jié)性。路基開挖時，膨脹土一旦發(fā)生卸荷反應(yīng)時容易導(dǎo)致邊坡坍塌的產(chǎn)生。

（5）風(fēng)化特性。膨脹土長期外露于外界環(huán)境中時會快速失水干縮，風(fēng)化速度較快，裂紋堆積一定程度后則會影響整個土體結(jié)構(gòu)體系。

（6）強度衰減性。膨脹土早期通常具備一定的強度，而隨著逐漸風(fēng)化反應(yīng)、吸水膨脹或在自身特性影響下，均會發(fā)生強度的不同程度衰減。

1.3 膨脹土路基處理措施

目前處理膨脹土路基的主要措施可分為三類，具體可概括為換填、控制濕度以及改良[2]。在強膨脹土路基施工過程中，由于強膨脹土無法用作路基填料，此時可先將部分強膨脹土進行挖除，再采用砂礫進行換填處理，并結(jié)合地形和氣候調(diào)整填土的高度。也可以對膨脹土的含水量和濕度進行有效控制，將其外側(cè)徹底包封處理，防止其與外界環(huán)境相接觸，抑制膨脹土含水量變化。條件允許情況下，也可在膨脹土內(nèi)摻加一定量的水泥或石灰，使其內(nèi)部產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)，達到膨脹土改良的效果。

2 工程實例

2.1 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長64.23km，雙向四車道，設(shè)計行車速度為120km/h，路基寬度設(shè)計為25.5m，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，全線橋隧比共計34.5%。該公路路基工程較為復(fù)雜，其路基土體多以膨脹土和千枚巖為主，其中膨脹土分布較廣，因此需對膨脹土進行必要的處理，以提高路基整體強度和穩(wěn)定。本項目現(xiàn)針對膨脹土路基的施工工藝進行研究，并結(jié)合施工效果進行質(zhì)量評價。

2.2 膨脹土路基施工工藝

（1）路基高度控制

在膨脹土路基施工過程中需提前對其高度進行合理控制。由于膨脹土路基較易產(chǎn)生不均勻沉降變形，引發(fā)路基高程的變化，如不及時妥善處理，對后期公路結(jié)構(gòu)層的穩(wěn)定有較大影響。膨脹土路基的整體高度通常在3m以下，超過3m時，可根據(jù)路基實際沉降情況預(yù)留一定的路基高度。而當(dāng)膨脹土路基高度超過6m時，施工單位需對其進行必要的加固強化，另外還要針對其溫度和濕度進行有效控制。

（2）石灰改性處理

由于膨脹土自身敏感的親水性和膨脹性，在路基施工前應(yīng)針對膨脹土具體等級進行改性處理，提高膨脹土的工程特性。本項目擬采用摻入石灰粉的方式進行改良，通過攪拌使得膨脹土與石灰粉之間產(chǎn)生離子交換，增大內(nèi)部土體間大小顆粒的嵌擠作用[3]。同時，在石灰粉的化學(xué)催化下，膨脹土的黏結(jié)能力也可得到較大程度的提升，進而提高了膨脹土的固結(jié)作用。在采用石灰改性處理時，應(yīng)額外摻加一定量的石灰試劑，以增加石灰改性效果。

（3）路面排水控制

膨脹土路基施工過程中還需處理好排水問題，積水發(fā)生滲透作用時膨脹土路基會吸水飽和而產(chǎn)生膨脹反應(yīng)，進而引發(fā)路基病害問題，因此路基施工時應(yīng)在相應(yīng)位置加設(shè)排水管道和引流溝渠。膨脹土路基設(shè)計邊溝時應(yīng)合理控制其結(jié)構(gòu)的寬度和深度，同時設(shè)置截水溝等輔助引流設(shè)施，加強排水效果。

（4）路塹施工

在膨脹土路基施工時不僅需要加設(shè)排水溝、截水溝等結(jié)構(gòu)，避免積水侵蝕路基土，另外還需控制邊坡的含水量變化?？稍谶吰麻_挖區(qū)域預(yù)留一定長度的緩沖帶，路塹開挖完畢后將其削除并加固[4]。另外加設(shè)支擋結(jié)構(gòu)來提高邊坡穩(wěn)定性，同時做好相應(yīng)的防曬防潮措施，避免膨脹土不定期的脹縮效應(yīng)。當(dāng)路基中的含水量較大時，可采用暗溝來確保路基濕度，并于暗溝內(nèi)進行定期供水，保持臨界含水量不變，確保路基的膨脹限度均衡。

2.3 施工質(zhì)量檢測

本項目采用膨脹土路基施工技術(shù)進行展開，施工完畢后，選用壓實度和平整度兩項指標(biāo)評價膨脹土路基施工質(zhì)量效果。分別采用環(huán)刀法和3m直尺測定路基的壓實度和平整度，其檢測結(jié)果具體如表2、表3所示。檢測結(jié)果表明，測得的壓實度和平整度均滿足規(guī)范設(shè)計要求，膨脹土路基施工質(zhì)量良好，路基的強度和穩(wěn)定性得到較大程度的提高。

表2 平整度檢測結(jié)果

表3 壓實度檢測結(jié)果

3 結(jié)語

在高速公路路基工程施工中膨脹土路基問題較為常見，由于膨脹土自身的脹縮性和吸水性，若不及時對膨脹土進行處理，會降低路基的承載能力和穩(wěn)定性，而目前處理膨脹土路基的主要措施可分為換填、控制濕度以及改良三種，在實際施工時應(yīng)結(jié)合具體工程概況來制定相應(yīng)的處理措施。本文圍繞高速公路膨脹土路基施工技術(shù)進行展開，詳細(xì)闡述了膨脹土路基的工程特性，重點研究了膨脹土路基施工工藝，研究結(jié)果表明，采用膨脹土路基施工技術(shù)可有效改善膨脹土路基自身缺陷問題，提高路基整體強度，具有一定的可行性和實用性。