高速公路膨脹土路基施工的現狀與優化方法

黎文天

(廣東省核工業地質調查院，廣東 廣州 510800)

高速公路膨脹土路基施工的現狀與優化方法

黎文天

(廣東省核工業地質調查院，廣東 廣州 510800)

高速公路工程建設的重要性不言而喻。筆者結合當前高速公路建設中對于膨脹土路基的處理現狀進行分析，然后提出具體的優化施工技術，希望能幫助更好的處理這類性質的高速公路路基。

高速公路；膨脹土；現狀；優化

當前，隨著綜合國力的不斷增強，國家對民生領域的投入也明顯加大。交通基礎設施的改造在此過程中得到了全面的重視，我國基本實現了每一個行政村通水泥路或瀝青路工程，大量的鄉村公路被建設或建成，同時，許多城市道路和國道正在進行大面積的改造升級。此外，高速公路作為一類具有高速、安全和舒適的道路，在當前我國的基礎設施建設中占有重要的地位，為了保證工程質量，發揮高速公路的作用，對高速公路路基進行分析，研究高速公路路基中廣泛存在的沉陷病害，并給出治理技術及防治方案，及時科學有效的預防高速公路路基沉陷病害，促進高速公路的運行效率，節約財政資金，服務民眾。

一、高速公路膨脹土路基的施工現狀

地基土的質量對高速公路整體質量影響很大，對于在不良地基土進行工程項目建設時，一定要先采取適宜的技術對地基土進行改造，使得地基的整體能力達到相應的施工要求與施工標準。膨脹土作為一類以親水性礦物為主要黏粒成分的土層，具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性。由于膨脹和收縮會使整體的承載力出現變化，引起附著物發生漲縮變形，發生移位、傾斜甚至破壞。對于高速公路這種重要的工程項目，對于這種性質的地基土必須經過處理，才能達到建設的標準。如下對膨脹土這類不良地基土改造的常用技術進行簡要論述。

膨脹土改造中，置換法是常用的處理技術，其主要有換填法、振沖置換法和夯（擠）置換法三種。

1、換填法

換填法是挖除地基表面的膨脹地基土，用密實性好的土重新回填然后在壓實或者夯實，在地基土中形成良好的持力層，進而改變地基的承載力特性，提高地基土的抗變形能力和穩定性能。施工的重點是要將不良膨脹地基土全部挖除，而且要注意坑邊穩定，對于填料一定要保證質量，壓實過程要分層進行。

2、振沖置換法

振沖置換法是用高壓水射流不良地基土層，然后采用專門的振沖機具，進行邊振動邊沖洗，在地基中成孔，然后將碎石或卵石等填料填入孔中，形成樁體。這類樁體與原有的地基土形成復合地基，達到提高地基承載力，較小地基土的壓縮性的目的。

3、強夯法與強夯置換法

強夯法也叫動力壓實法和動力固結法。此類方法是采用夯錘（質量在10～50頓范圍內），將夯錘提升到一定高度（10～30米），利用自由落體運動的沖擊力，對地基形成強烈沖擊，并使地基進行振動，地基層得到有效壓縮，地基的承載力得到提升，地基沙土的抗液化能力得到改善，最終達到消除膨脹土地基的濕陷性。強夯法在使用后，土層的均勻程度提高，減少地基將來可能會產生的差異沉降。

上世紀80年代后期，在對膨脹土地基的處理技術中，在強夯法的基礎上，強夯置換法出現了。強夯置換法相較于強夯法，增加了一道處理工序，即首先不是用夯錘直接錘擊，而是在夯坑內回填填充物，具體填充物是顆粒材料，常用的如塊石、碎石等，然后再用夯錘反復夯擊，最終形成砂石樁與膨脹土構成的復合地基，從而提高地基的承載力并減少地基沉降。

二、對于高速公路膨脹土路基施工的優化措施

對于前述高速公路膨脹土路基施工中，采取的首先對膨脹土地基進行處理施工，然后再進行路基的鋪設。在高速公路的路基施工中，由于膨脹土存在的土層厚度較厚和存在范圍較廣，使得地基土改造項目的工程量大，而且施工的影響范圍較廣，達不到高速公路工程建設項目過程中經濟效益與公路質量最大化的目的。對此，如下將對這類膨脹土地基的處理施工技術進行一定的優化。

對于這類膨脹土路基，筆者結合自身工作經歷，提出用鉆孔灌注樁技術進行處理，以實現最大的社會經濟效益。施工流程如下：

（一）定位

在進行樁基礎施工前，按照設計文件對樁位進行確定，是施工的第一個環節，也是關系到樁基礎能否發揮作用的重要環節。相關設計人員應首先對路橋承載水平進行合理的確定并經過衡算確定樁位的具體位置，然后施工方才能按照設計文件做好樁孔定位工作。

（二）護筒埋設

為了保證鉆孔灌注樁施工過程的順利進行，在樁位確定好之后，需要進行護筒的埋設，同時要保證護筒埋設質量。在護筒埋設施工過程中，許多情況下要涉及到水下施工，要采用潛水鉆進行施工，因此，要在確定護筒直徑時比樁孔的直徑多出50厘米，以留出充足的施工空間。在護筒埋設時，要借助垂直度監測儀器對護筒埋設的垂直度進行檢查和矯正，保證護筒位置的垂直度要高，保證后續鉆孔能夠正常進行。

（三）泥漿制備

在確定采用泥漿壁鉆孔灌注樁技術進行施工后，應依據工期，在施工前準備好泥漿。對于一般工程，泥漿采用粘土、水和相應的添加劑制成泥漿，并依據確定好的泥漿的粘度、比重、相對密度和膠體率等參數進行控制。

（四）鉆孔

在前述工作準備完成之后，就需要進行實際的鉆孔環節了。在鉆孔環節進行時，首先是依據樁孔的實際情況，結合當地的地質條件，選擇合適的鉆機并將鉆機固定到指定的施工位置，然后進行鉆孔操作。在鉆孔過程中，需要做好施工質量的控制，對于施工中發生的各種情況應及時響應并作出決策。對于地質結構復雜的樁孔施工，應依據地層結構，選取合適的鉆頭和鉆孔技術。例如，對于堅硬的土層，則可以采用大沖程的沖擊方式，提升沖擊的力度；對于軟土土層，則可以采用小沖程的沖擊方式；對于巖石層在，則需要首先進行爆破作業，然后進行鉆孔，以免出現過多的鉆頭損壞事故。總之，在鉆孔過程中，在保證施工質量的前提下選擇合適的施工技術，保證工程施工進度。

（五）清孔

在樁孔的鉆孔工藝過程結束之后，需要對鉆孔的質量進行檢查，在確保樁孔結構符合設計要求的前提下，進行清孔工作，將樁孔底部的殘渣和多余泥漿進行清除，要保證清孔的質量。

（六）鋼筋籠施工

鋼筋籠是樁基礎中重要的組成部件，其在樁孔中安放的質量對于樁基礎的承載力有著直接的影響。如果鋼筋籠自身編制水平不足或者安放質量不高，都會使整個樁基礎報廢，因此，在鉆孔樁的實際應用中，必須重視鋼筋籠的施工。在鋼筋籠的施工中，首先需要做好鋼筋籠的編制，選擇質量優的鋼筋進行編制，保證鋼筋籠自身的質量水平較高，其次，需要對鋼筋籠的安放施工進行良好管理，準確定位，勻速下放。在鋼筋籠下放過程中，如果遇到阻礙，則可以采取調整位置的方式進行試探，切忌強行下放，避免造成鋼筋籠的變形或者將孔壁損壞。

（七）混凝土澆筑

混凝土澆筑作為鉆孔樁施工過程中的最后一道重點工序，需要十分重視。在進行正式澆筑前，對樁孔進行再次的檢測，確保樁孔位置的合理和鋼筋籠安放準確，然后再進行混凝土的澆筑。在澆筑時，需要做到一次澆筑成功，而且澆筑速度應控制在合理水平。

總結：

高速公路膨脹土路基的處理施工，在當前已經取得了較多的方案，在實際施工中，均能起到很好的作用。但是，筆者結合最新的鉆孔灌注樁施工技術，用以解決這類膨脹土地基容易出現的變形和塌陷災害，能夠起到很大的經濟效益和社會效益。

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TU75

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1007-6344（2015）06-0266-01