高等級公路膨脹土地段路基施工技術

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，導致其內部容易生成分布雜亂的裂紋，高等級公路與大型結構工程容易受到膨脹土性質的影響，然后埋下長期、潛在的安全隱患，嚴重影響高等級公路質量并危及人們的出行安全。由于這些特性的影響，高等級公路膨脹土地段路基施工質量與安全逐漸得到了社會各界的關注與重視，為此有關施工部門需要加強高等級膨脹土地段落路基的施工技術，以期夯實我國道路質量根基，促進我國經濟實現可持續戰略發展。

1 膨脹土工程特性

脹縮性：膨脹土吸水膨脹之后會為上層建筑帶來一定的膨脹力，脫水體積收縮會導致土體產生裂紋，失去支撐上層建筑的支撐力，進而導致建筑物沉降。崩解性：不同類別的膨脹土具有不同的崩解性質，有些膨脹土吸水幾分鐘之后就會全部崩解，膨脹性質較弱的土體經過長時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型[1]。經過裂隙綜合作用土體會被分割成不同形狀的塊體，諸如短柱狀以及棱塊狀，嚴重破壞了土體的整體構造。膨脹土路基邊基破壞大多由土中裂隙導致，裂隙軟弱結構面控制了滑動面的形成。超固結性：膨脹土干密度較大，天然孔隙較小，因此具有較強的初始結構強度以及固結性。超固結膨脹土路基開挖之后會釋放土體的超固結應力，路基面與邊坡呈現出卸載膨脹，并在坡腳位置形成塑性區，致使邊坡遭到破壞。風化特性：受環境氣候因素影響，膨脹土及其容易受到風化剝蝕作用，在風化作用之下，開挖的路基及其容易出現泥化、剝落以及碎裂等現象，破壞土體的結構與強度，其中風化程度有強弱微三種等級。強風化層位于邊坡與地表表層，具有顯著的干濕效應，土體常呈細小鱗片狀以及砂礫狀碎裂，整體結構完全被打破，厚度在1～1.5m左右。弱風化層位于淺層地表，有較明顯的干濕效應，土體成碎塊狀割裂，大部分構造聯結力消失，厚度在1～1.5m左右。微風化層位于弱風化層下，生物與大氣作用顯著減弱，干濕效應不顯著，土體基本上能夠維持原始規則的結構形狀，常呈短柱狀以及棱塊狀塊體，僅有部分結構聯結力消失，厚度在1m左右[2]。強弱衰減性：膨脹土的抗剪強度為變動強度，具有殘余強度極低、峰值強度極高的特征，由于膨脹土具有初期強度高以及超固結的特征，當風化作用以及收縮膨脹效應加大時，抗剪強度會大幅度降低。

2 膨脹土路基施工基本要求

2.1 膨脹土體區路堤填筑

強膨脹土穩定性不強，不適宜當做路堤填料。中膨脹土經過適當改良與加工處理可以當做路堤填料。弱膨脹土結合道路等級、水文狀況以及當期氣候適當使用。在使用弱、中膨脹土填筑路堤時，需要對頂部以及邊坡進行防護。采用中膨脹土作為一級、二級以及高速公路的路床填料時，應作摻灰改性處理，并將改性之后的脹縮率控制在0.7以下。條件受限時，當一級公路以及高速公路使用中膨脹土填筑路堤時，需要及時使用砌漿護坡類封閉邊坡。當填料工作進行到路床地面時需要選擇強度符合規范要求的改良膨脹土以及非膨脹土進行填料，當填至到路床頂層設計高度時進行壓實處理。為了增加膨脹土填料的穩定性，可以通過石灰劑量以及石灰處治試驗檢測膨脹土，將試驗中的強度參數作為主要參考依據，并將摻灰處理之后的膨脹土脹縮率控制在0。可以使用符合最佳含水量的中膨脹土填筑路堤，但是邊坡封層以及路堤頂面需要使用非膨脹土進行處理，將路堤頂面包圍成包心填方。當進行到與路床頂面30cm距離的位置時需要停止向下開挖工作，并將臨時排水溝挖好，做路面時繼續向路床頂面30cm以下位置開挖，然后使用非膨脹土回填，并進行壓實處理。

2.2 一級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，并按照壓實規范進行壓實處理。地表土份潮濕時，使用堅硬的挖方巖石碎屑、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，按照規定要求進行壓實處理。

2.3 膨脹土地區路塹開挖基本要求

不要一次性的將邊坡挖方到設計線，在邊坡位置預留一層30～50cm的厚度，完成路塹開挖工作之后，將邊坡預留部分削去，并即刻進行漿砌護坡封閉。膨脹土區域的一級公路、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行分層回填，并根據規范進行壓實。

2.4 膨脹土地區路基碾壓施工

依據膨脹土自由膨脹率數科學合理的選擇碾壓機具，在碾壓過程當中需要保障含水量處在最佳值。土層壓實厚度需要控制在30cm之內，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，具有的原有密實程度也不同，壓實過程中需要確保壓實的緊密、均勻，避免密度不緊密、不均勻產生沉陷。為此，填挖交界2m范圍之內的地基挖方表面土層可以進行翻松處理并驗證含水量與填土含水量是否相近，使用合理的壓路機具進行碾壓，保證碾壓效果符合碾壓標準與規范。結語：由于膨脹土具有膨脹軟化、吸水顯著、失水收縮以及往復脹縮的特性，通常情況下不適宜作為路堤填料，其會為高等級公路帶來嚴重的安全隱患。但是由于膨脹土具有分布線路長、分布范圍廣的特征，沒有充足條件使用非膨脹土時，可以采用石灰改良的方式提升膨脹土的性質，對于填高低于1m的路堤，可以去除表面30～60cm的膨脹土，然后使用高強度填料回填，并根據規范要求進行壓實。膨脹土地區路塹需要超挖出30～50cm，使用改良土與粒料回填，并根據規范進行壓實。總之施工單位需要高度重視膨脹土的危害，采用合理的施工方案與技術提升高等級公路施工質量。

[1]余道亮.高速公路膨脹土路基的主要設計及加固[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探究[J].交通節能與環保，2016，12（05）：60～62.