高速公路膨脹土路基的施工工藝探討

李磊

摘 要：膨脹土是一種廣泛分布于我國南方各地的土壤，北方的陜西、河北也有少量分布。膨脹土是一種高塑性粘土，具有吸水膨脹、失水收縮以及反復脹縮變形的特點，膨脹土遇水承載力減弱，干縮裂隙發育，性質極不穩定。在我國高速公路建設中，膨脹土是困擾高速公路的難點問題。

關鍵詞：膨脹土；高速公路；方法

膨脹土不穩定的特性，加深了建設高速公路的難度，如何解決高速公路膨脹土路基問題，是很多建設單位關注的焦點。筆者通過查詢相關資料和走訪探查，總結出幾條建議，希望能為解決高速公路膨脹土問題提供幾點建議。

1 膨脹土對高速公路的危害

膨脹土不穩定的特性，增加了高速公路施工中的不確定性。一旦在修建高速公路過程中出現雨水天氣，膨脹土就會遇水膨脹，在雨水風干過程中，膨脹土會慢慢縮小，而在此基礎上修建的高速公路，就會經歷“脹”和“縮”的過程，這個過程影響會嚴重降低高速公路的質量。

膨脹土受到生成條件下地質條件、水文和氣候環境等自然因素的影響，使得膨脹土具有很明顯的崩裂性和多裂隙性特征，筆者在實際走訪中，也確實發現了這一點。膨脹土的崩裂性和多裂隙性特征，會造成高速公路路面損壞的情況，降低高速公路行車舒適度。

綜上所述，膨脹土會嚴重影響高速公路的質量，加快實施高速公路膨脹土路基改善工作已勢在必行。

2 解決高速公路膨脹土路基幾點建議

筆者通過對膨脹土的實際調查，為解決高速公路膨脹土路基提出以下幾點建議：

2.1 石灰處理法

在目前我國應對高速公路膨脹土路基問題，最常見的方法就是利用石灰處理膨脹土不穩定現象。

在高速公路工程中用石灰處理膨脹土不穩定現象的依據是：膨脹土的組要構成部分是蒙脫石，本質是Na和K離子，當這兩個離子在與石灰相反應之后，會被石灰中的Ca2和Mg2所起替代，最終取代膨脹土的不穩定性。在我國，石灰價格相對較低，各個施工單位都能承擔，降低整個工程費用。

2.2 現場換土法

針對膨脹土不穩定現象，最根本的辦法就是現場換土法。所謂現場換土法，就是在施工過程中，從其他地區運送過來大量正常土壤，用正常土壤逐漸替換掉原本的膨脹土。

現場換土法的具體施工工藝如下，先用機械將地基下的膨脹土層挖掘干凈，并根據現有的路基材料進行預算，判斷地基各段應該投入多少新土壤。在得到準確結果后，開始進行分層鋪設和碾壓工作，保證土壤鋪設工作的科學性。施工過程的具體原則是換土工作不影響外界環境、所挖掘的膨脹土深度應該是臨界深度。在我國膨脹土土壤中，強膨脹土的深度是2m左右，弱中度膨脹土臨界深度在1～1.5m左右，在換土過程中，換土的厚度不能高于30cm。

現場換土法能有效的降低膨脹土對高速公路的負面影響，但相比較而言，成本較高，不利于大規模推廣。

2.3 路基排水法

路基排水法是指依靠高速公路“中間偏高、兩側偏低”的特點、以柏油馬路為遮蔽物、依靠排水設施將高速公路上的雨水排到其他地方，降低雨水對膨脹土的影響。

在路基排水法方案設計之初，要把排水設施作為重點。排水設施中出現堆積物會影響排水設施正常發揮其排水功能。在建設地面排水設施過程中，尤其是修筑在路面附近的排水通道，同樣要進行加固與防滲措施建設，避免出現坡體浸泡在水中現象。截水通道要輔助排水通道完成排水工作，高速公路是坡體結構，要在各個角度點上建立截水通道，保證雨水能順利流出。

在利用路基排水法進行排水的過程中還要注意到膨脹土不穩定性質，如果長時間不接觸水，有可能造成膨脹土土層破裂，因此在適當時間要進行土壤加濕工作。

路基排水法的效果沒有現場換土法徹底，但在花費費用上看，路基排水法的經濟效益和社會效益是遠遠高于現場換土法的。

2.4 暗溝保濕法

暗溝保濕法具體的實施地區，是地下水資源豐富的地區，像我國廣西、四川這種地下水資源豐富、膨脹土分布廣泛的區域。

在實施暗溝保濕法，就是利用膨脹土親水的特性，依靠豐富的地下水資源時刻保持膨脹土的飽和性，最終保證整個土壤層的穩定。

實施暗溝保濕法，主要包括三個環節：①要在設置施工圖紙過程中設置出相關工程樣式，保證施工過程能建設具體的底下水渠；②在施工前預先將膨脹土浸水，并時刻注意用水澆灌土層，保證今后土壤不變形；③在建設過程中，建設相關暗溝，并注意暗溝的引水、注水工作，保證膨脹土路基時刻保持飽和狀態，維護膨脹土形態不變。

3 施工過程中的注意事項

3.1 保持土壤層水分的穩定性

膨脹土具有親水的特性，一旦在施工過程中出現膨脹土土層水分不穩定現象，會影響施工進程。例如，在相關高速公路建設過程中，膨脹土一直處于干爽狀態，一旦建設過程遇到下雨情況，膨脹土遇水膨脹，會造成土壤的變動，影響高速公路的質量。

所以在施工過程中，要時刻保持土壤層水分的穩定性。如果相關膨脹土水分不夠，相關單位在施工時要注意土壤加濕工作，在施工之前可以灑水，保證膨脹土濕潤；如果膨脹土濕潤度過高，要相應削減工程量，在膨脹土土層經歷過太陽暴曬之后再開始建設工作。整個高速公路施工過程要時刻重視土壤濕度的檢測工作，時刻監控膨脹土中的水分含量，保證高速公路的質量。

3.2 施工過程的連續性

在高速公路建設過程中，要保證施工的連續性。膨脹土在常溫形勢下，土層中水分流動變化小，這對于施工單位來說，是絕好的施工機會。水分流動變化小，能保證施工過程土壤的穩定性，減少膨脹土土質對高速公路的影響。

在高速公路建設過程中必不可少的會遇見雨水天氣，膨脹土的特性決定了相關施工單位的效率。因此在施工過程中，要注意膨脹土含水量的變化，把握最佳的施工機會，盡早完成施工建設。

所謂的施工過程的連續性，就是要求施工單位加緊工作，在最短時間內完成工作。高速的建設工作，會對施工質量產生影響。施工單位在保證速度的同時，也要將質量放在同等地位。高速的開展建設工作中，要加強對施工質量的檢測，只有在前一次的工程合格之后，才能開始下一次工程。只有這樣，才能在保證高速公路建設速度的同時保證高速公路的質量。

4 結束語

膨脹土是影響高速公路質量的重要因素，在相關膨脹土防止過程中，相關施工單位要結合當地的具體情況制定不同的策略。雖然我國高速公路膨脹土路基相關治理工作尚處于摸索階段，但相信我國膨脹土的治理技術會不斷提高，在這期間，需要政府和相關單位的共同努力，群眾也要注意保持當地膨脹土土質，減少未來施工單位的施工難度，保證建設高速公路的工程能順利進行。

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