論公路工程中膨脹土路基的施工處理方法

羅小紅

（江西省石城縣林業(yè)局，江西 贛州 342700）

在我國大部分地區(qū)，膨脹土是一種比較常見的土質(zhì)，由于公路工程建設(shè)線路較長，所以遇到膨脹土的幾率也明顯增加。在公路工程中，膨脹土路基會給公路的勘探設(shè)計及施工帶來一定的困難。雖然近年來關(guān)于膨脹土的處理方法研究有了較大的進展，但存在膨脹土路基的公路在投入使用以后仍然會出現(xiàn)不同程度的病害現(xiàn)象，導(dǎo)致維修費用大幅增長。因此，對膨脹土的土質(zhì)特征及工程危害進行深入研究，從而采取有效措施進行施工處理非常必要。

1 膨脹土的特征及工程危害

1.1 膨脹土的特征

膨脹土在我國分布比較廣泛，形成時間也較早。膨脹土就是能夠明顯膨脹或收縮的粘性土壤。導(dǎo)致膨脹土膨脹或收縮的直接因素是土內(nèi)所含水分的多少。膨脹土中的主要成分是親水性較強的礦物質(zhì)，包括蒙脫石、伊利石等。因為膨脹土的裂隙特性比較明顯，通常又被稱為裂土。從外觀看，膨脹土有棕黃色、灰白、黃紅等顏色，其膨脹狀態(tài)通常與自身的含水量有關(guān)。在天然狀態(tài)下膨脹土?xí)尸F(xiàn)出比較堅硬的土質(zhì)特征。膨脹土的特征主要為固結(jié)性、抗剪強度大以及較大的衰減特性。膨脹土的這些特征是導(dǎo)致其自身不穩(wěn)定性的主要原因。因此公路路基如果是膨脹土，那么路基的穩(wěn)定性會受到極大影響，甚至?xí)a(chǎn)生整體的變形，這就為公路工程膨脹土路基施工帶來了很大的難度。

1.2 膨脹土給公路工程帶來的危害

如果在施工中對膨脹土路基處理不當(dāng)，很容易給公路工程帶來各種質(zhì)量隱患，使公路在運營期間產(chǎn)生各種病害，甚至造成嚴重的質(zhì)量事故。膨脹土對公路造成的危害具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1.2.1 路面病害

膨脹土對路面造成的危害主要表現(xiàn)在路面波浪變形、路面開裂、唧漿冒泥。波浪變形主要是因為公路地基土的含水量變化不均勻，從而引起路基不均勻脹縮，表現(xiàn)在路面上就會形成波浪變形。這種病害現(xiàn)象通常與氣候變化有一定的關(guān)系。當(dāng)波浪變形達到一定的程度時，便有可能產(chǎn)生路面開裂病害，這種路面病害形式通常表現(xiàn)為不規(guī)則的裂縫。唧漿冒泥病害主要出現(xiàn)在雨季，雨水通過路面裂縫滲入到土基形成泥漿，然后在路面荷載的作用下，泥漿從路面裂縫被擠出，形成唧漿冒泥病害。

1.2.2 路塹病害

坡面的表層風(fēng)化會使松散的土壤表面剝落，如果再受到雨水的侵蝕，在水流的作用下便會形成泥流。當(dāng)泥流嚴重時便有可能沖毀路基。當(dāng)風(fēng)化層內(nèi)的土體遇水膨脹，并達到極限的含水量時，在滲透壓力和重力的作用下，便會發(fā)生溜塌現(xiàn)象。如果風(fēng)化作用下的土體結(jié)構(gòu)破壞嚴重，便有可能在雨水季節(jié)發(fā)生坍塌事故。

1.2.3 路堤病害

如果在公路施工期間，對膨脹土路基的壓實不充分，其強度和密實度便達不到要求，在大氣風(fēng)化及降水的作用下，便會導(dǎo)致運營期間在路基自重和路面荷載作用下，路堤或路肩發(fā)生沉陷、縱裂、溜塌甚至坍塌病害。

2 膨脹土路基施工方法

2.1 濕度控制法

濕度控制法主要包括預(yù)濕和保持含水量穩(wěn)定等方法。為了控制膨脹土中的含水量變化，盡量避免路基中的含水量受外界大氣的影響，防止土體反復(fù)脹縮變形。在路基施工過程中可以通過一系列的措施來控制濕度。比如利用土工布或粘土將膨脹土路基進行包封，從而避免膨脹土與外界大氣直接接觸，減少膨脹土內(nèi)部濕度的遷移。也可采用非膨脹土來包蓋住堤身，且包蓋的厚度必須大于1m，并進行壓實封閉，以限制路堤內(nèi)膨脹土的濕度和溫度變化。

2.2 土質(zhì)改良法

改良土路基的施工工藝與普通公路路基的施工工藝基本相同，只是在路基土中摻入了石灰，以改善路基土的親水性。膨脹土改良的拌合法主要有路拌法和廠拌法兩種。路拌法是在膨脹土中按照設(shè)計比例摻入石灰，并直接在路基上進行拌合，然后進行平整和壓實處理。這種方法比較簡單易行，且拌合的質(zhì)量也比較高，但在摻入石灰時必須保證其均勻性，同時還要控制好攤鋪的厚度。集中路拌法也是一種路拌方法，是在拌合場、取土場等地進行集中拌合。集中預(yù)拌法是在取土場按照施工要求摻入石灰，然后用挖掘機進行集中預(yù)拌，再將混合料運送到施工現(xiàn)場。廠拌法是在攪拌站中按一定的設(shè)計比例，將破碎的填料進行拌合，然而運送到填筑現(xiàn)場進行攤鋪和碾壓。

2.3 換填法

換填法是一種非常簡單的膨脹土路基處理方法，是將膨脹土挖除，換填上非膨脹土或砂礫土。換填法通常應(yīng)用在施工現(xiàn)場附近非膨脹土存儲量較大且運輸較為方便的區(qū)域，施工之前需要進行必要的試驗，以保證路基強度。用換填法施工路基之前必須做好路基的排水工作，然后再根據(jù)實際情況采用橫、縱斷面的開挖方法或者混合的開挖法。開挖工作必須根據(jù)設(shè)計要求進行，并開挖到比設(shè)計路基高度更深的距離。采用非膨脹土進行換填之前，需要鋪設(shè)一層防水土工布，然后再自上而下地進行分層碾壓，當(dāng)碾壓到設(shè)計密實度時，便可進行邊坡防護與加固工作。

3 膨脹土路基的施工處理要點

3.1 膨脹土路堤的施工要點

通常情況下膨脹土不能作為路基填料，尤其是強膨脹土，其蒙脫石含量較高、親水性較強。但如果受到施工條件限制，必須采用膨脹土來做填料時，應(yīng)該在有多層膨脹土分布的地區(qū)，選擇膨脹性最弱的土層作為填料。通常地表經(jīng)過風(fēng)化、淋濾、搬運或已經(jīng)被耕種過的土表層，膨脹性能較弱，可以作為路基填料，但只能用于路堤；如果采用中膨脹土來做路床填料時，應(yīng)該對其進行改性處理后再應(yīng)用，如果必須直接使用，那么在路堤填成后必須做漿砌護坡來封閉邊坡。在有礫石層或者膨脹土中有結(jié)核層分布時，應(yīng)該盡量選擇礫石料或者結(jié)核料來填筑路基。在對膨脹土進行改性處理時，摻入石灰后膨脹土?xí)l(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，從而改善了土體的性質(zhì)，也提高了膨脹土體的強度和穩(wěn)定性，但要注意石灰的摻入量及拌合的均勻性。路堤施工之前需要將路堤范圍內(nèi)的樹根、灌木全部挖除，并將坑槽填平夯實，排除積水。同時還應(yīng)該切斷或降低地下水水位，對基底進行壓實。必要時可先進行翻松、打碎、整平和壓實操作。

3.2 膨脹土路塹的施工要點

通常情況下路塹施工應(yīng)該盡量選擇在干旱季節(jié)，并嚴格遵循先排水、后主體的原則。施工時要集中力量快速開挖，并及時做好防護工作，然后自上而下逐級施工。必須對膨脹土地區(qū)路塹邊坡進行合理的防護，以保證邊坡的穩(wěn)定性。對于強膨脹土邊坡，不管邊坡高低，都必須采用有效的防護措施，做好支擋結(jié)構(gòu)物的施工，以保證邊坡的穩(wěn)定性。另外，需要鋪設(shè)土工布時，要保證下承層的平整度和密實度，土工布緊貼下承層，不能出現(xiàn)扭曲、重疊和褶皺等現(xiàn)象。

4 結(jié)語

公路路基施工時，為了保證膨脹土路基的穩(wěn)定性和安全性，施工之前必須對膨脹土的工程特性進行細致的試驗分析，進而確定出膨脹土的親水強弱性，然后選擇正確的方法來處理膨脹土路基。施工過程中還應(yīng)該本著高度的責(zé)任心，正確處理每個技術(shù)環(huán)節(jié)，以保證路基工程的質(zhì)量。

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