高等級(jí)公路膨脹土地段路基施工技術(shù)

常濤

（中交二公局第三工程有限公司 陜西省西安市 710016）

前言

由于膨脹土具有吸水膨脹、脫水收縮的特征，導(dǎo)致其內(nèi)部容易生成分布雜亂的裂紋，高等級(jí)公路與大型結(jié)構(gòu)工程容易受到膨脹土性質(zhì)的影響，然后埋下長(zhǎng)期、潛在的安全隱患，嚴(yán)重影響高等級(jí)公路質(zhì)量并危及人們的出行安全。由于這些特性的影響，高等級(jí)公路膨脹土地段路基施工質(zhì)量與安全逐漸得到了社會(huì)各界的關(guān)注與重視，為此有關(guān)施工部門(mén)需要加強(qiáng)高等級(jí)膨脹土地段落路基的施工技術(shù)，以期夯實(shí)我國(guó)道路質(zhì)量根基，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)戰(zhàn)略發(fā)展。

1 膨脹土工程特性

脹縮性：膨脹土吸水膨脹之后會(huì)為上層建筑帶來(lái)一定的膨脹力，脫水體積收縮會(huì)導(dǎo)致土體產(chǎn)生裂紋，失去支撐上層建筑的支撐力，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物沉降。崩解性：不同類(lèi)別的膨脹土具有不同的崩解性質(zhì)，有些膨脹土吸水幾分鐘之后就會(huì)全部崩解，膨脹性質(zhì)較弱的土體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間浸泡也不能完全崩解。多裂隙性：膨脹土裂隙包含斜交裂隙、水平裂隙以及垂直裂隙等類(lèi)型[1]。經(jīng)過(guò)裂隙綜合作用土體會(huì)被分割成不同形狀的塊體，諸如短柱狀以及棱塊狀，嚴(yán)重破壞了土體的整體構(gòu)造。膨脹土路基邊基破壞大多由土中裂隙導(dǎo)致，裂隙軟弱結(jié)構(gòu)面控制了滑動(dòng)面的形成。超固結(jié)性：膨脹土干密度較大，天然孔隙較小，因此具有較強(qiáng)的初始結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及固結(jié)性。超固結(jié)膨脹土路基開(kāi)挖之后會(huì)釋放土體的超固結(jié)應(yīng)力，路基面與邊坡呈現(xiàn)出卸載膨脹，并在坡腳位置形成塑性區(qū)，致使邊坡遭到破壞。風(fēng)化特性：受環(huán)境氣候因素影響，膨脹土及其容易受到風(fēng)化剝蝕作用，在風(fēng)化作用之下，開(kāi)挖的路基及其容易出現(xiàn)泥化、剝落以及碎裂等現(xiàn)象，破壞土體的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度，其中風(fēng)化程度有強(qiáng)弱微三種等級(jí)。強(qiáng)風(fēng)化層位于邊坡與地表表層，具有顯著的干濕效應(yīng)，土體常呈細(xì)小鱗片狀以及砂礫狀碎裂，整體結(jié)構(gòu)完全被打破，厚度在1～1.5m左右。弱風(fēng)化層位于淺層地表，有較明顯的干濕效應(yīng)，土體成碎塊狀割裂，大部分構(gòu)造聯(lián)結(jié)力消失，厚度在1～1.5m左右。微風(fēng)化層位于弱風(fēng)化層下，生物與大氣作用顯著減弱，干濕效應(yīng)不顯著，土體基本上能夠維持原始規(guī)則的結(jié)構(gòu)形狀，常呈短柱狀以及棱塊狀塊體，僅有部分結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)力消失，厚度在1m左右[2]。強(qiáng)弱衰減性：膨脹土的抗剪強(qiáng)度為變動(dòng)強(qiáng)度，具有殘余強(qiáng)度極低、峰值強(qiáng)度極高的特征，由于膨脹土具有初期強(qiáng)度高以及超固結(jié)的特征，當(dāng)風(fēng)化作用以及收縮膨脹效應(yīng)加大時(shí)，抗剪強(qiáng)度會(huì)大幅度降低。

2 膨脹土路基施工基本要求

2.1 膨脹土體區(qū)路堤填筑

強(qiáng)膨脹土穩(wěn)定性不強(qiáng)，不適宜當(dāng)做路堤填料。中膨脹土經(jīng)過(guò)適當(dāng)改良與加工處理可以當(dāng)做路堤填料。弱膨脹土結(jié)合道路等級(jí)、水文狀況以及當(dāng)期氣候適當(dāng)使用。在使用弱、中膨脹土填筑路堤時(shí)，需要對(duì)頂部以及邊坡進(jìn)行防護(hù)。采用中膨脹土作為一級(jí)、二級(jí)以及高速公路的路床填料時(shí)，應(yīng)作摻灰改性處理，并將改性之后的脹縮率控制在0.7以下。條件受限時(shí)，當(dāng)一級(jí)公路以及高速公路使用中膨脹土填筑路堤時(shí)，需要及時(shí)使用砌漿護(hù)坡類(lèi)封閉邊坡。當(dāng)填料工作進(jìn)行到路床地面時(shí)需要選擇強(qiáng)度符合規(guī)范要求的改良膨脹土以及非膨脹土進(jìn)行填料，當(dāng)填至到路床頂層設(shè)計(jì)高度時(shí)進(jìn)行壓實(shí)處理。為了增加膨脹土填料的穩(wěn)定性，可以通過(guò)石灰劑量以及石灰處治試驗(yàn)檢測(cè)膨脹土，將試驗(yàn)中的強(qiáng)度參數(shù)作為主要參考依據(jù)，并將摻灰處理之后的膨脹土脹縮率控制在0?？梢允褂梅献罴押康闹信蛎浲撂钪返蹋沁吰路鈱右约奥返添斆嫘枰褂梅桥蛎浲吝M(jìn)行處理，將路堤頂面包圍成包心填方。當(dāng)進(jìn)行到與路床頂面30cm距離的位置時(shí)需要停止向下開(kāi)挖工作，并將臨時(shí)排水溝挖好，做路面時(shí)繼續(xù)向路床頂面30cm以下位置開(kāi)挖，然后使用非膨脹土回填，并進(jìn)行壓實(shí)處理。

2.2 一級(jí)公路路堤與高速公路路堤原地面處理

不足1cm的路堤填高，必須將地表30～60cm的膨脹土挖掉，然后添加非膨脹土，并按照壓實(shí)規(guī)范進(jìn)行壓實(shí)處理。地表土份潮濕時(shí)，使用堅(jiān)硬的挖方巖石碎屑、砂礫以及礫石土取代濕軟土層，并在土中添加石灰然后翻開(kāi)，按照規(guī)定要求進(jìn)行壓實(shí)處理。

2.3 膨脹土地區(qū)路塹開(kāi)挖基本要求

不要一次性的將邊坡挖方到設(shè)計(jì)線，在邊坡位置預(yù)留一層30～50cm的厚度，完成路塹開(kāi)挖工作之后，將邊坡預(yù)留部分削去，并即刻進(jìn)行漿砌護(hù)坡封閉。膨脹土區(qū)域的一級(jí)公路、高速公路以及路塹的路床需要超挖30～50cm，并即刻采用非膨脹土以及粒料進(jìn)行分層回填，并根據(jù)規(guī)范進(jìn)行壓實(shí)。

2.4 膨脹土地區(qū)路基碾壓施工

依據(jù)膨脹土自由膨脹率數(shù)科學(xué)合理的選擇碾壓機(jī)具，在碾壓過(guò)程當(dāng)中需要保障含水量處在最佳值。土層壓實(shí)厚度需要控制在30cm之內(nèi)，土塊擊碎粒徑需要控制在5cm以下。路塹與路堤分界位置含水量存在一定差異，具有的原有密實(shí)程度也不同，壓實(shí)過(guò)程中需要確保壓實(shí)的緊密、均勻，避免密度不緊密、不均勻產(chǎn)生沉陷。為此，填挖交界2m范圍之內(nèi)的地基挖方表面土層可以進(jìn)行翻松處理并驗(yàn)證含水量與填土含水量是否相近，使用合理的壓路機(jī)具進(jìn)行碾壓，保證碾壓效果符合碾壓標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。結(jié)語(yǔ)：由于膨脹土具有膨脹軟化、吸水顯著、失水收縮以及往復(fù)脹縮的特性，通常情況下不適宜作為路堤填料，其會(huì)為高等級(jí)公路帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。但是由于膨脹土具有分布線路長(zhǎng)、分布范圍廣的特征，沒(méi)有充足條件使用非膨脹土?xí)r，可以采用石灰改良的方式提升膨脹土的性質(zhì)，對(duì)于填高低于1m的路堤，可以去除表面30～60cm的膨脹土，然后使用高強(qiáng)度填料回填，并根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行壓實(shí)。膨脹土地區(qū)路塹需要超挖出30～50cm，使用改良土與粒料回填，并根據(jù)規(guī)范進(jìn)行壓實(shí)?？傊┕挝恍枰叨戎匾暸蛎浲恋奈：Γ捎煤侠淼氖┕し桨概c技術(shù)提升高等級(jí)公路施工質(zhì)量。

[1]余道亮.高速公路膨脹土路基的主要設(shè)計(jì)及加固[J].建材與裝飾，2016，16（09）：245～246.

[2]黃煒，葉祺.高速公路膨脹土地段路基施工技術(shù)探究[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2016，12（05）：60～62.