高速公路膨脹土路基施工技術(shù)分析

孟浩

摘要：在高速公路路基施工中，膨脹土路基是不可避免的，施工的效果好壞直接影響著公路工程的最終質(zhì)量。需要在結(jié)合實際情況的基礎(chǔ)上，把握膨脹土的特性，按照規(guī)定的步驟進(jìn)行施工，確保施工質(zhì)量達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。本文通過實際案例，對膨脹土的構(gòu)成、性質(zhì)、處理步驟和處理技術(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)的分析，具有一定的實踐意義。

關(guān)鍵詞：高速公路;膨脹土;路基;施工技術(shù)

一、膨脹土構(gòu)成以及性質(zhì)

（一）膨脹土構(gòu)成

蒙脫石礦物是膨脹土的主要組成部分，粘粒成分為強(qiáng)親水性礦物質(zhì)，土體的物理性質(zhì)由硅氧四面體片以及氫氧化鋁八面體片能夠增強(qiáng)土體的物理性質(zhì)，直接決定著土體的最終性能。膨脹土的形狀為三層型，主要由兩個四面體片重復(fù)堆積組成，每個體片兒內(nèi)包含著一個八面體片兒。層與層之間離子的吸附水性在外力作用下，晶格會因填充物的增多而變大，土體的壓縮性和膨脹性出現(xiàn)一定的變化。

（二）膨脹土的工程性質(zhì)

與其他粘性土相比，膨脹士具有明顯的區(qū)別，容易膨脹、失水收縮、出現(xiàn)裂縫，并且在內(nèi)外因素的影響下，極易出現(xiàn)固結(jié)和衰減現(xiàn)場。膨脹土的壓力膨脹和自由膨脹率會在不同情況下出現(xiàn)相應(yīng)的變化，膨脹率的大小與膨脹土的含水量呈現(xiàn)出反比關(guān)系，在土壤含水量較低的情況下，土的膨脹率越高。因此，自由膨脹率在很大程度上能夠反映出工程的地質(zhì)類型，可以通過改變土體中的含水量，對施工性能進(jìn)行改良與優(yōu)化。

二、工程案例

項目依托周南高速TJ-2A工區(qū)研究豫東南膨脹土地質(zhì)高速公路路基施工控制技術(shù)，路基施工段落位于周南高速主線K26+849-K28+822段。于K24+572與上蔡縣X003縣道交叉，經(jīng)黑河、洪河、楊崗河于K36+105處與省道S219交叉，然后西行在K41+530與上蔡縣X005縣道交叉，止于上蔡縣百尺鄉(xiāng)張王樓村，全長25.1Km，起止樁號K17+500-K42+6000路面設(shè)計寬度27m，設(shè)計速度120km/h的雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，路基填方459萬m3。

三、高速公路膨脹土路基施工處理步驟

（一）做好下承面的準(zhǔn)備工作

施工人員要將下承面表面存在的浮土以及其他雜物都完全的清理干凈，而后在應(yīng)用壓路機(jī)浙碾壓下承面，注意縱向與橫向都要進(jìn)行碾壓至少3遍，必須保證下承面各項參數(shù)數(shù)據(jù)都符合要求。之后根據(jù)配合比要求，將所需要的土、石灰等都準(zhǔn)備齊全。

（二）做好施工放樣工作

在正式施工之前，施工人員要恢復(fù)中線，下承面兩側(cè)要設(shè)置高程指示樁。直線與曲線地段指示樁彼此之間的距離有差別，直線地段指示樁之間彼此距離20m，而曲線地段指示樁彼此之間通常距離ME。每一個指示樁都應(yīng)該做好標(biāo)記，以此來提醒施工人員填筑層邊緣位置，并且壓實之后所需要達(dá)到的具體高度。

（三）膨脹土處理

項目部所在地膨脹土含水量高且CBR強(qiáng)度低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，其天然含水量超過25%，最佳含水量在11%-13%之間，CBR強(qiáng)度值在2%以下，膨脹土對路基施工不利的主要性質(zhì)是膨脹性，而土中含水量變化是導(dǎo)致膨脹土體積變化的主要原因。在素土中摻加一定量的水泥可增加材料的CBR強(qiáng)度并提高最佳含水量，從而改善填料性能，提高路基強(qiáng)度及穩(wěn)定性，保證路基質(zhì)量。通過對土場樣料進(jìn)行擊實試驗，根據(jù)擊實試驗確定最佳含水量和最大干密度。

（四）水泥撒布

在路基上劃方格網(wǎng)，網(wǎng)格大小為10m（沿路線方向）*7m（垂直路線），每個網(wǎng)格內(nèi)放置18袋水泥，水泥攤鋪完應(yīng)立即使用刮板將水泥均勻撒開，攤鋪完成后，表面應(yīng)沒有空白位置。

（五）冷再生拌合

水泥攤鋪后，用冷再生拌合均勻，1km/h為行駛速度，30cm為攪拌深度。在拌合的過程中，需要對拌合料進(jìn)行控制，使其達(dá)到良好的均勻狀態(tài)，避免在施工時出現(xiàn)素土夾層。調(diào)整好拌合機(jī)的位置，相鄰兩次拌合的重疊寬度為50cm。完成拌合工作后，試驗人員需要在施工現(xiàn)場對水泥含量進(jìn)行詳細(xì)檢測，保證水泥的含量達(dá)到3%以上，符合檢測的標(biāo)準(zhǔn)。

（六）壓實度控制和碾壓方式

用兩臺22t壓路機(jī)靜壓一遍后再振動碾壓三遍，第四遍碾壓后，測量人員、試驗人員分別檢測測點處壓實高程、壓實度，并詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。從第四遍開始，每振動碾壓一遍，均測算記錄測點處的壓實度和高程。至測點壓實度達(dá)到93%后收面，詳細(xì)測算記錄測點處的壓實高程、壓實度等，繼而計算壓實系數(shù)等數(shù)據(jù)，得出主要施工工藝參數(shù)，且CBR值不小于3%。

四、高速公路膨脹土路基施工技術(shù)

（一）膨脹土的粉碎與分層攤鋪

在膨脹土路堤施工時，需要對取土場的取土深度進(jìn)行控制，一般在0.4m以內(nèi)。由于土的濕度不同，在發(fā)生膨脹、水分不夠的情況下，土質(zhì)會變硬，在吸水的時候會變軟，因此，必須選擇合適的機(jī)械設(shè)備，保證粉碎和壓實的質(zhì)量。在試驗的時候，需要控制松鋪厚度小于30cm，壓實厚度小于25cm。

（二）對土層粒徑進(jìn)行控制

按照相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范，膨脹士路堤的最大顆粒徑應(yīng)小于5cm，在土的含量超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時，生石灰不能對含水量進(jìn)行降低，膨脹性沒有得到相應(yīng)改變，土塊與石灰料的結(jié)合出現(xiàn)一定問題。因此，在施工現(xiàn)場，需要合理使用攤平與拌合機(jī)械，將土的粒徑控制在3cm以內(nèi)，加快土壤中水分蒸發(fā)的速度，在與土的充分結(jié)合下，土塊本身的膨脹性明顯降低，增強(qiáng)土體的壓實效果。

（三）做好壓實加強(qiáng)工作

通常情況下，膨脹路基的壓實設(shè)備為重型振動式壓路機(jī)或35t～50t的輪胎壓路機(jī)，行駛速度控制在4km/h以內(nèi)，沿著直線的方式，按照從兩邊向中間的順序進(jìn)行，如果半徑較小，按照從內(nèi)側(cè)向外側(cè)的縱向順序行進(jìn)。另外，橫向接頭振動壓路機(jī)重疊的寬度為0.4m～0.5m，前后相鄰區(qū)段縱向重疊的寬度為lm-2m.在特殊部位比如路堤與路塹分界處、橋臺結(jié)合部等，為防止路堤出現(xiàn)沉降，應(yīng)對路堤的邊緣進(jìn)行加寬，長度為50cm左右，成型后進(jìn)行壓實。

（四）做好路堤填筑與路堤養(yǎng)生方面的工作

路堤攤鋪、推平后碾壓時，需要對含水量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在摻灰之后，含水量明顯降低，需要在灑水之后，在均勻攪拌的基礎(chǔ)上，對路基進(jìn)行深層次碾壓，保證符合施工的標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)施工提供便利。為保證施工的質(zhì)量，需要進(jìn)行相應(yīng)的覆蓋工作，同時對路堤兩側(cè)的邊坡進(jìn)行防護(hù)，使膨脹土路堤的穩(wěn)定性和堅固性得到有效提高。

五、結(jié)束語

在公路工程的施工中，膨脹土占據(jù)著非常關(guān)鍵的位置，對公路的最終質(zhì)量起著至關(guān)重要的影響。需要對施工現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，制定具有針對性的措施，綜合考慮各種因素，對施工中的每個步驟和整個過程進(jìn)行嚴(yán)格控制，減少膨脹土的危害，增量施工的效果，使公路工程的質(zhì)量得到最大程度的提高，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉博.高速公路石灰改良膨脹土路基施工工藝[J].價值工程，2018（13）.