道路膨胀土路基施工技术

赵富幸

摘 要：膨胀土在路基的施工当中非常常见，怎么样降低膨胀土对于施工质量的干扰，成为了业内人士长时间探索的难题之一。为了保证道路在使用寿命周期内路基稳定，路面平整，达到“畅、安、舒美”行车的目的，必须在施工中就处理好膨胀土一系列施工问题。本文首先从膨胀土的特征及其对工程的危害危害入手，并结合着笔者的一些工作实际提出了工程建设中膨胀土路基的施工技术。

关键词：膨胀土；路基；施工技术

1 前言

在工程建设过程中，膨胀土是经常遇到的土质。膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩、反复变形等特点。公路施工建设是一项长期且复杂的过程，尤其是在公路路基建设中，如果不采取科学有效的措施，就会使路基出现严重的波浪变形、不均匀下降等问题。因此路基施工是公路建设的基础环节，控制好路基施工的质量是确保整个公路建设质量的前提。因此，相关负责人在施工的过程中，一定要重视膨胀土路基问题，充分认识到膨胀土的危害，并采用先进的膨胀土路基施工方法，从而保证公路施工的顺利进行。

2 膨胀土的特征和工程危害

2.1 膨胀土的特征

膨胀土是公路建设中常见的土质，它是一种分散性较高、遇水急剧膨胀的特殊黏土。膨胀土具有裂隙特性，因此膨胀土又被称作裂土。膨胀土的主要组成部分是蒙脱石，具有很强的亲水性。经过多年的实践研究发现，决定膨胀土收缩或者膨胀的因素主要是土内所含水分的多少。在公路建设过程中，许多公路路线走向会经过一些通过膨胀土地区，很多施工单位在施工过程中没能处理好膨胀土的施工问题，从而使得公路在施工工程中或投入运营后出现一系列的工程病害，从而影响了工程的顺利进行及公路运营效益。因此，必须处理好膨胀土的路基施工问题，以确保整个公路建设的施工质量。

2.2 膨胀土的判别

在施工过程中只有正确判定出膨胀土，并准确判断出膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，在施工过程中才能根据实际情况采取有效的施工方案处理好膨胀土施工。实践证明，公路建设过程中遇到膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土进行了误判，没能采取有效的施工方案进行处理，从而导致后期一系列病害的发生。

为了在施工过程中能正确判定出膨胀土，国内外各工程管理机构都做了大量的研究工作，基于不同的工程实际会采用不同的判别方法。可以通过膨胀性矿物的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等指标来进行判别。在施工过程中根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标综合判定是比较常用的判定方法。《膨胀土地区建筑技术规范》规定，具有以下工程地质特征，且自由膨胀率FS≥40%的土，应判定为膨胀土：裂隙发育，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、灰绿色粘土，在自然条件下呈坚硬或硬塑状态；多出露于二级或二级以上，山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓，无明显自然陡坎；常见浅层塑性滑坡、地裂，新开挖坑（槽）壁易发生坍塌等；建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。

2.3 膨胀土给公路工程带来的危害

在我国公路施工过程中，膨胀土路基出现的问题是比较常见的。在具体的施工过程中，如果对膨胀土路基处理不当，就会严重影响整个公路施工的质量和进度，从而危害人们的生命安全。膨胀土给公路工程带来的危害有：

（1）路面病害

在公路施工过程中，膨胀土能够给公路带来的常见危害之一就是路面病害，主要表现为路面波浪变形、路面开裂等。造成波浪变形的主要原因就是在公路施工的过程中由于路基的含水量不均匀，从而引起膨胀或者收缩，最终形成波浪变形。其中产生路面开裂的现象主要与不同地区的气候有关，当波浪变形达到一定范圍时，就会产生路面开裂现象。

（2）路堑病害

路堑病害是公路施工中的一个比较常见的问题。在具体的公路施工过程中，坡面的表层风化会使松散的土壤表面剥落，一旦遇到风雨交加的天气，就会形成泥流。当泥流积累到一定程度之后，就会冲击路基。与此同时，当风化层内的土体遇水膨胀，含水量达到一定程度时，就会发生溜塌病害，它是膨胀土边坡表层最普遍的一种病害。

（3）路堤病害

在具体的公路施工过程中，还应该注意膨胀土的压实程度，如果出现压实不充分的问题，就会影响公路的密实度。与此同时，当膨胀土出现压实不充分，在大风或者大雨的作用下，就会使得路堤出现纵裂，严重时会出现坍塌现象。

3 膨胀土路基施工技术的应用

3.1 保持土壤层水分的稳定性

膨胀土最基本的特性是较容易吸收水分，如果施工中出现了水分突变情况，必然会直接影响施工质量和工期。例如，在某高速公路的施工期间，如果连续出现了阴雨的天气，造成膨胀土吸水膨胀，给土壤环境造成了巨大的变化，直接降低公路施工质量。因此，整个施工阶段，必须保证水量不会有大规模的变化，而施工时发现土壤中的含水量不足，则必须补充水分，保证土壤的湿润度，可以通过洒水来实现。如果膨胀土的含水量比较高，则需要适当减缓施工进度，保证土壤经过暴晒之后变得较为干燥，符合施工要求，才能进行后续施工。因此，在整个公路建设过程中必须时刻关注土壤的含水量，并进行实时监测，从而从根本上提高施工质量。

3.2 土层的粒径控制

对膨胀土施工质量影响比较大的因素是土层的粒径，而我国高速公路建设标准中有非常明确的规定，在特殊的膨胀土环境下进行路基施工时，必须严格控制膨胀土层的粒径，由以前的5cm已经降至3cm以下，进而保证施工质量达到最佳状态，也能保证工程如期完成。另外，施工过程中，必须要使用搅拌机械和摊平机械交叉施工的方式进行，能有效控制土壤中水分的流失，从而提高整体路基的强度。

3.3 加强对路基施工的质量检验

要保证膨胀土路基的施工质量，满足相关的工程规范和国家标准，就必须要时刻对施工质量进行监督和检测，检验项目和标准也要依据国家标准制定，其中最主要的检验项目有路堤的水平位移、下沉量、湿润度以及压实度等，对这些数据必须要采用科学的计算方法进行研究，保证工程的各项指标和数据符合标准，发现不符合要求的，要进行深入分析与研究，根据实际情况选择最恰当的修改方案，保证膨胀土路基的施工质量得到最为科学的论证。

3.4 路堑开挖施工技术

为了保护施工场地环境，满足路基填筑的需求，施工当中要使用挖掘机开挖土方，然后利用自卸汽车运送土方。在路基开挖之前布设好截水沟，施工当中要合理设立临时排水设施，把雨水顺利排出去，避免积水情况发生。土方的开挖需要从上到下进行，不能产生乱挖或者是超挖情况，不能使用爆破法施工，确保施工现场的环境。采取人工方法把边坡修刮平整，保证边坡的外形，提升施工效果。开挖的土方倘若满足路基填料的规定，利用自卸车将其运到施工现场，然后用来填料；倘若不符合规定的土方就运送到土场，做好相关的处理工作，防止污染附近环境。

3.5 土工网铺设

在对边坡开展修整以后，剪掉路堤土工网外面部分，保证坡面平整，也有助于维持坡面外形。为了提升施工效果，保证路堤边坡的整体，施工当中要沿着坡面铺设土工网。用铁丝把各个水平层土工网绑在一起，使其成为一个整体，进而有助于保证土工网的稳定性。倘若是三维土工网，在施工当中需要采取固定钢筋锚固。为了提升施工质量，保证结构的牢固，在坡面把锚固钢筋设置成梅花形，锚固的深度为0.4m，横向跟竖向的距离为1.0m。

3.6 改性处理

改性处理就是通过物理化学的作用，使膨胀土体的性能得于改变，从而到达施工的规范要求。最常用的方法是化学固化，就是采用水泥、石灰等固化材料与膨胀土发生物理化学作用后，以达到降低膨胀土的膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。水泥的固化作用是钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物结晶，降低了膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；石灰的固化作用是盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物；在施工过程中遇到膨胀土时，采用化学固化的方案来处理膨胀土的成功案例很多，该项技术得到了大量推广。

4 结语

综上所述，公路施工中遇到膨胀土路基时必须要结合工程实际，采用符合施工現状的施工方案，保证膨胀路基的施工质量以确保整个公路建设的质量，减少公路病害，提高公路的安全运营。

参考文献

[1]刘金枝，邓艳冬.高速公路膨胀土路基施工现状与对策[J].交通世界旬刊，2016，（34）：40-41.

[2]陈善雄，余颂，孔令伟等.膨胀土判别与分类方法探讨.[J].岩土力学，2005，（12）：1895-1901.

[3]安骏勇.膨胀土公路工程特性及灾害防治技术研究[D].中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所），2007.

（作者单位：云南省公路局德宏公路局）