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(fù)脹縮變形的特點(diǎn)，膨脹土遇水承載力減弱，干縮裂隙發(fā)育，性質(zhì)極不穩(wěn)定。在我國高速公路建設(shè)中，膨脹土是困擾高速公路的難點(diǎn)問題。

關(guān)鍵詞：膨脹土；高速公路；方法

膨脹土不穩(wěn)定的特性，加深了建設(shè)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(shè)單位關(guān)注的焦點(diǎn)。筆者通過查詢相關(guān)資料和走訪探查，總結(jié)出幾條建議，希望能為解決高速公路膨脹土問題提供幾點(diǎn)建議。

1 膨脹土對(duì)高速公路的危害

膨脹土不穩(wěn)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(xiàn)雨水天氣，膨脹土就會(huì)遇水膨脹，在雨水風(fēng)干過程中，膨脹土?xí)s小，而在此基礎(chǔ)上修建的高速公路，就會(huì)經(jīng)歷“脹”和“縮”的過程，這個(gè)過程影響會(huì)嚴(yán)重降低高速公路的質(zhì)量。

膨脹土受到生成條件下地質(zhì)條件、水文和氣候環(huán)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(shí)際走訪中，也確實(shí)發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)。膨脹土的崩裂性和多裂隙性特征，會(huì)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?xí)?yán)重影響高速公路的質(zhì)量，加快實(shí)施高速公路膨脹土路基改善工作已勢(shì)在必行。

2 解決高速公路膨脹土路基幾點(diǎn)建議

筆者通過對(duì)膨脹土的實(shí)際調(diào)查，為解決高速公路膨脹土路基提出以下幾點(diǎn)建議：

2.1 石灰處理法

在目前我國應(yīng)對(duì)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(wěn)定現(xiàn)象。

在高速公路工程中用石灰處理膨脹土不穩(wěn)定現(xiàn)象的依據(jù)是：膨脹土的組要構(gòu)成部分是蒙脫石，本質(zhì)是Na和K離子，當(dāng)這兩個(gè)離子在與石灰相反應(yīng)之后，會(huì)被石灰中的Ca2和Mg2所起替代，最終取代膨脹土的不穩(wěn)定性。在我國，石灰價(jià)格相對(duì)較低，各個(gè)施工單位都能承擔(dān)，降低整個(gè)工程費(fèi)用。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)換土法

針對(duì)膨脹土不穩(wěn)定現(xiàn)象，最根本的辦法就是現(xiàn)場(chǎng)換土法。所謂現(xiàn)場(chǎng)換土法，就是在施工過程中，從其他地區(qū)運(yùn)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(xiàn)場(chǎng)換土法的具體施工工藝如下，先用機(jī)械將地基下的膨脹土層挖掘干凈，并根據(jù)現(xiàn)有的路基材料進(jìn)行預(yù)算，判斷地基各段應(yīng)該投入多少新土壤。在得到準(zhǔn)確結(jié)果后，開始進(jìn)行分層鋪設(shè)和碾壓工作，保證土壤鋪設(shè)工作的科學(xué)性。施工過程的具體原則是換土工作不影響外界環(huán)境、所挖掘的膨脹土深度應(yīng)該是臨界深度。在我國膨脹土土壤中，強(qiáng)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(xiàn)場(chǎng)換土法能有效的降低膨脹土對(duì)高速公路的負(fù)面影響，但相比較而言，成本較高，不利于大規(guī)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(cè)偏低”的特點(diǎn)、以柏油馬路為遮蔽物、依靠排水設(shè)施將高速公路上的雨水排到其他地方，降低雨水對(duì)膨脹土的影響。

在路基排水法方案設(shè)計(jì)之初，要把排水設(shè)施作為重點(diǎn)。排水設(shè)施中出現(xiàn)堆積物會(huì)影響排水設(shè)施正常發(fā)揮其排水功能。在建設(shè)地面排水設(shè)施過程中，尤其是修筑在路面附近的排水通道，同樣要進(jìn)行加固與防滲措施建設(shè)，避免出現(xiàn)坡體浸泡在水中現(xiàn)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(jié)構(gòu)，要在各個(gè)角度點(diǎn)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(jìn)行排水的過程中還要注意到膨脹土不穩(wěn)定性質(zhì)，如果長時(shí)間不接觸水，有可能造成膨脹土土層破裂，因此在適當(dāng)時(shí)間要進(jìn)行土壤加濕工作。

路基排水法的效果沒有現(xiàn)場(chǎng)換土法徹底，但在花費(fèi)費(fèi)用上看，路基排水法的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)場(chǎng)換土法的。

2.4 暗溝保濕法

暗溝保濕法具體的實(shí)施地區(qū)，是地下水資源豐富的地區(qū)，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(qū)域。

在實(shí)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(shí)刻保持膨脹土的飽和性，最終保證整個(gè)土壤層的穩(wěn)定。

實(shí)施暗溝保濕法，主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：①要在設(shè)置施工圖紙過程中設(shè)置出相關(guān)工程樣式，保證施工過程能建設(shè)具體的底下水渠；②在施工前預(yù)先將膨脹土浸水，并時(shí)刻注意用水澆灌土層，保證今后土壤不變形；③在建設(shè)過程中，建設(shè)相關(guān)暗溝，并注意暗溝的引水、注水工作，保證膨脹土路基時(shí)刻保持飽和狀態(tài)，維護(hù)膨脹土形態(tài)不變。

3 施工過程中的注意事項(xiàng)

3.1 保持土壤層水分的穩(wěn)定性

膨脹土具有親水的特性，一旦在施工過程中出現(xiàn)膨脹土土層水分不穩(wěn)定現(xiàn)象，會(huì)影響施工進(jìn)程。例如，在相關(guān)高速公路建設(shè)過程中，膨脹土一直處于干爽狀態(tài)，一旦建設(shè)過程遇到下雨情況，膨脹土遇水膨脹，會(huì)造成土壤的變動(dòng)，影響高速公路的質(zhì)量。

所以在施工過程中，要時(shí)刻保持土壤層水分的穩(wěn)定性。如果相關(guān)膨脹土水分不夠，相關(guān)單位在施工時(shí)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(yīng)削減工程量，在膨脹土土層經(jīng)歷過太陽暴曬之后再開始建設(shè)工作。整個(gè)高速公路施工過程要時(shí)刻重視土壤濕度的檢測(cè)工作，時(shí)刻監(jiān)控膨脹土中的水分含量，保證高速公路的質(zhì)量。

3.2 施工過程的連續(xù)性

在高速公路建設(shè)過程中，要保證施工的連續(xù)性。膨脹土在常溫形勢(shì)下，土層中水分流動(dòng)變化小，這對(duì)于施工單位來說，是絕好的施工機(jī)會(huì)。水分流動(dòng)變化小，能保證施工過程土壤的穩(wěn)定性，減少膨脹土土質(zhì)對(duì)高速公路的影響。

在高速公路建設(shè)過程中必不可少的會(huì)遇見雨水天氣，膨脹土的特性決定了相關(guān)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(jī)會(huì)，盡早完成施工建設(shè)。

所謂的施工過程的連續(xù)性，就是要求施工單位加緊工作，在最短時(shí)間內(nèi)完成工作。高速的建設(shè)工作，會(huì)對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響。施工單位在保證速度的同時(shí)，也要將質(zhì)量放在同等地位。高速的開展建設(shè)工作中，要加強(qiáng)對(duì)施工質(zhì)量的檢測(cè)，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(shè)速度的同時(shí)保證高速公路的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

膨脹土是影響高速公路質(zhì)量的重要因素，在相關(guān)膨脹土防止過程中，相關(guān)施工單位要結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況制定不同的策略。雖然我國高速公路膨脹土路基相關(guān)治理工作尚處于摸索階段，但相信我國膨脹土的治理技術(shù)會(huì)不斷提高，在這期間，需要政府和相關(guān)單位的共同努力，群眾也要注意保持當(dāng)?shù)嘏蛎浲镣临|(zhì)，減少未來施工單位的施工難度，保證建設(shè)高速公路的工程能順利進(jìn)行。

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