高速公路膨脹土路基的施工處理方法關(guān)鍵要素探究

王 颯

（河南省公路工程局集團有限公司，河南 鄭州 450052）

1 膨脹土對高速公路地影響

我國的膨脹土面積分布較廣，在高速公路施工過程之中，膨脹土的存在會給施工帶來很大的麻煩，增加了施工難度。而當(dāng)高速公路投入使用之后，膨脹土?xí)Ω咚俟饭こ藤|(zhì)量造成很大程度的影響，情況嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致高速公路某一段全面癱瘓，對交通系統(tǒng)的正常運行造成影響，具體表現(xiàn)在如下幾個方面：（1） 膨脹土可能會促使高速公路的路堤與構(gòu)造物的銜接處發(fā)生一定程度的沉降，進(jìn)而導(dǎo)致高速公路路面平穩(wěn)性較差，影響車輛通行，甚至有可能造成道路交通事故； （2） 在膨脹土的影響之下，路基邊坡可能會浸水，進(jìn)而導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，進(jìn)而引起滑坡等災(zāi)害，不僅阻礙了交通的正常運行，還存在著一定的安全隱患； （3） 隨著溫度環(huán)境的變化，膨脹土?xí)l(fā)生一定程度的膨脹或者收縮，進(jìn)而可能引起路堤的整體移動，或者對橋臺造成一定的破壞。

2 膨脹土路基的常見處理方法

2.1 濕度控制法

在實際的運用過程中，濕度控制法又可以細(xì)分為保濕法與預(yù)濕法，其原理主要如下：對膨脹土的含水量進(jìn)行一定程度的控制，使其處于一個相對合理的范圍之內(nèi)，防止因膨脹土含水量過高或者過低而發(fā)生變形。而保濕法與預(yù)濕法的差異性則主要體現(xiàn)在控制膨脹土含水量的方式上，保濕法的控制方式是對膨脹土與外界空氣進(jìn)行阻隔，從而實現(xiàn)膨脹土的含水量控制，在實際的施工過程中往往運用黏土對膨脹土進(jìn)行密封的方式予以實現(xiàn)；而對于預(yù)濕法而言，其控制方式是對膨脹土進(jìn)行成分改造的方式予以實現(xiàn)的。

2.2 換土法

換土法是膨脹土路基施工過程中常用的一種處理方法，它具有操作簡便、處理效果優(yōu)異的特點。在具體的施工過程中，只需要采取有效措施將區(qū)域范圍內(nèi)的膨脹土移除，并用其他土代替填滿即可。但是這以方法也存在著一定的弊端，如果膨脹土的面積范圍較大，采用換土法進(jìn)行處理，工作量會相當(dāng)大，因此這一方法在適用性方面存在一定的劣勢，只適用于膨脹土面積相對較小的區(qū)域。在實際施工過程中，需要注意對當(dāng)?shù)赝临|(zhì)的臨界深度進(jìn)行有效計算，并以此為深度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開挖作業(yè)，這樣可以防止這一深度以下的膨脹土因遇水而出現(xiàn)一定程度的變形。

2.3 膨脹土的改性處理法

對膨脹土進(jìn)行改性處理從實質(zhì)上來看是一種化學(xué)手段，通過這一方法可以將膨脹土與其他材料進(jìn)行一定程度的融合，在融合過程中會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而對膨脹土的化學(xué)特性進(jìn)行改變。改性之后的膨脹土在遇水之后的膨脹程度會發(fā)生一定程度上的降低，同時膨脹土內(nèi)部的水分含量也會相對平穩(wěn)。目前狀況下，較常使用的材料主要有水泥、石灰等，選擇何種材料需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況確定。

3 高速公路膨脹土路基的施工工藝探究

3.1 膨脹土路堤施工技術(shù)

（1） 路基基底處理。首先需要對原有的地基土進(jìn)行一定程度的勘測，如果檢測結(jié)果表明原先的地基土以膨脹土為主時，同時路堤的高度保持在一米的范圍之內(nèi)，則需要適當(dāng)挖出一部分膨脹土，并用其他的土質(zhì)替代填入到挖坑之中，然后對其進(jìn)行有效的夯實處理。如果地面濕度較高，就很有可能造成土質(zhì)松軟，在這種情況之下應(yīng)該首先將這些松軟的土質(zhì)挖除，然后用碎石或者巖石填充入挖空中，壓至密實，提高其穩(wěn)固性。除此之外，還可以在路塹交接處進(jìn)行填堤處理，這一過程中需要注意對臺階開挖長度進(jìn)行有效的控制，一般情況下控制在2 m范圍為之內(nèi)較為適宜。當(dāng)路堤的高度在六米左右時，則需要開展基底填筑作業(yè)，避免出現(xiàn)地表水流入到路堤下部的情況。當(dāng)路堤填方高度在10 m以上時，地基承載力的影響力度便會增大，如果地基的承載能力達(dá)不到200 kPa，則需要對地面上碎石的填筑高度進(jìn)行一定程度的控制，一般情況下控制在2 m以下較為適宜。這樣一來，就可以提升邊坡的穩(wěn)固性，避免出現(xiàn)邊坡被沖走的情況。

（2） 填料的優(yōu)化選擇。在對膨脹土填芯料進(jìn)行選擇時，一方面要嚴(yán)格參照相應(yīng)的施工標(biāo)準(zhǔn)與要求，另一方面還需要對膨脹土進(jìn)行一定程度的確定，確認(rèn)無誤之后需要進(jìn)行填料相關(guān)性試驗。試驗過程中采用變量檢驗方法，將開挖的路塹斷面分成若干層數(shù)，且保證每一層的濕度存在著一定程度的差異性，然后選擇合適的涂料進(jìn)行填充。在對包邊填料進(jìn)行選擇的過程，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)工藝的設(shè)計要求，并在此基礎(chǔ)之上對填料本身的屬性進(jìn)行一定程度的考慮，進(jìn)行填料試驗。在試驗的過程之中，如果現(xiàn)場沒有膨脹土，可以用碎石進(jìn)行替代，并結(jié)合實際情況適當(dāng)放寬包邊的寬度，以達(dá)到較為理想的填充效果。如果收到各種條件的限制無法選出合適的替代品，則需要利用膨脹土進(jìn)行填筑處理。一般情況下，邊坡都會運用土工格網(wǎng)對其進(jìn)行一定程度的加筋處理，由于寬度較大，如果現(xiàn)場無法對相應(yīng)的化學(xué)溶液進(jìn)行使用，則可以先對坡面土工格柵進(jìn)行反包處理。

（3） 確定施工方案：在進(jìn)行填筑控制時，需要采取有效措施對填料填注定額稠度進(jìn)行最大程度的縮小，并在此處之上進(jìn)行分散填筑，同時利用化學(xué)方式對其進(jìn)行一定程度的檢驗。在路堤施工的過程之中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容開展施工作業(yè)，路堤填筑過程中保證填料與土團之間的融合的緊密性。除此之外，在實際的施工過程中還需要對土體的水量進(jìn)行合理而有效的控制，進(jìn)而實現(xiàn)較為理想的填充效果。

3.2 膨脹土路塹邊坡支護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

在進(jìn)行開挖的過程之中，需要對開挖深度進(jìn)行一定程度的控制，使其與原路床換填的深度保持一致性，開挖寬度則需控制在4 m以上。對基礎(chǔ)部位進(jìn)行有效的檢查，如果發(fā)現(xiàn)存在土質(zhì)松動的情況，應(yīng)當(dāng)將松動的土層清除；而當(dāng)基坑出現(xiàn)滑動軟化的情況，需要運用非膨脹性土換填，除此之外，還可以采用添加石灰或者水泥的方式進(jìn)行膨脹土改性處理，并進(jìn)行分層填筑壓實。當(dāng)工作面開挖完成之后，需要及時進(jìn)行施工，保證施工的連續(xù)性。施工時，應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行坡底清方，清方范圍以原設(shè)計坡腳開始至滑動邊界結(jié)束，同時還需要對清方的寬度進(jìn)行一定程度上的控制，一般情況下至少保證寬度比加筋體寬度多0.5 m。需要注意的是，在基底的設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)將其設(shè)計成向內(nèi)傾斜的4%斜面。在對每層土工格柵進(jìn)行攤鋪之前，需要充分結(jié)合施工圖紙的內(nèi)容，并遵循相關(guān)的施工設(shè)計，做好測量放線工作，同時用石灰粉將邊坡線和土工格柵包邊線標(biāo)注清晰。

4 結(jié)語

本文主要針對高速公路膨脹土路基的施工處理方法關(guān)鍵要素進(jìn)行研究與分析。首先闡述了膨脹土對高速公路的影響，然后在此基礎(chǔ)之上介紹了濕度控制法、換土法以及膨脹土的改性處理法三種較常使用的膨脹土路基處理方法，最后對高速公路膨脹土路基的施工工藝進(jìn)行了重點的分析。