高速公路膨胀土路基施工技术研究 6页

高速公路膨胀土路基施工技术研究　　摘要：膨胀土是一种分散性较高、胀缩性能大的特殊粘土，具有多裂隙性、超固结性和湿胀干缩等特性。当公路路线不可避免地穿过膨胀土这种不良工程地质时，必须采取一定的工程措施对膨胀土进行处治，否则，路基易产生溜坍、滑坡等破坏，还会产生收缩开裂、松散、剥落等病害，轻微的变形会降低公路的行驶质量，严重的变形会导致路基路面失稳破坏。本文针对高速公路膨胀土路基的处理工艺和施工技术开展研究，以期为今后在类似地区修建公路时提供参考。　　关键词：高速公路；膨胀土；路基施工　　一、膨胀土的危害　　在高速公路的建设中如果不解决好膨胀土问题，就会使公路工程在竣工通车后出现一系列问题，影响交通运行，甚至威胁到人们的生命财产安全。膨胀土引起的危害主要有以下几点：　　1、引起高速公路路堤与构造物衔接处不同程度的沉陷，进而造成高速公路路面破坏或者桥头跳车等现象；　　2、路基边坡受浸水等多种因素的影响，可能出现结构失稳引起的滑坡等灾害，阻碍道路的正常交通；　　3、受膨润土膨胀或收缩的影响，可能引起路堤的整体移动或者桥台的损害；　　4、路面横坡变缓，造成路面的积水；6n　　5、通道、涵身出现凹陷，或者沉降缝拉宽导致漏水等。　　二、膨胀土路基基本的处理方法　　1、换土。换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。顾名思义换土就是挖除膨胀土，换填非膨胀土或沙砾土，换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度称之为临界深度，该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界含水量。由于各地的气候不同，各地膨胀土的临界深度和临界含水量也有所不同。换土深度要考虑受地面降水影响而使土体含水量急剧变化的深度，基本上在1～2m，即强膨胀土为2m，中、弱膨胀土为1～1.5m，具体换土深度要根据调查后的临界深度来确定。　　2、湿度控制。湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水量受外界大气的影响，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气直接接触，尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法，用水浸泡地基土或覆盖非膨胀土以达到膨胀土的湿度平衡。6n　　3、改性处理。化学固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说：石灰的固化作用是由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。在以往的膨胀土地基处理中已有过许多成功的先例，利用这种处理方法的成败主要取决于固化材料的技术指标和施工工艺。　　三、高速公路的膨胀土路基的施工工艺　　1、路基高度施工控制　　由于膨胀土路基会由于风化作用、浸水等因素的影响，出现失水干缩、遇水膨胀的特点，如果高速公路的路基高度设计过高，则在后期可能会出现不同程度的沉降。因此，高速公路的膨胀土路基设计不易过高，如果施工高度超过3米，则必须考虑到路基的稳定与沉降等问题；当施工高度大于6米时，则必须预留出相应的沉降量，采取路基加宽等有针对性的加强措施，确保路基高度的合理性和稳定性。　　2、路基断面施工　　路基断面横坡尽可能大，必要时设防渗层；路肩尽可能宽一些，以利于保持路面下土基内水分的稳定，最好不小于2.0～2.5m；路肩横坡要尽可能大一些，以利于排水；路肩与路面结构层用相同的材料铺砌，以利于保持路幅内土基水分的均匀性，并铺较薄的不透水面层或做防渗处理，以防水分下渗；路侧不应种树，尤其是生长速度快、吸水量或者和蒸发量比较大的树种。　　3、路基排水施工6n　　由于高速公路的膨润土路基在遭受雨水侵袭时，会严重影响到路基的稳定性，因此膨润土路基排水设施的施工是至关重要的，在施工前要根据路基施工的实际，进行科学、合理、精心的设计。　　首先，要做好路基路面的工程施工，保证地表水的排水顺畅，避免地表水下渗对路基造成的不利影响，对于地面的排水沟渠尤其是近路沟渠，必须进行加固和铺设，避免冲刷过度导致的渗漏；其次，边沟的施工要与普通路基有所区别，可以适当加宽加深，在路堑边沟的外侧应当设置平台，这样可以对路基的坡脚进行有效保护；再次，在路基的堑顶还应当设置截水沟，截水沟纵坡应利于排水，避免流水对坡面和坡体的不利影响，保证坡脚的稳定性；最后，还要防止地基基底的过分干燥，如果大量失水会引起地基的干裂收缩，不利于地基的稳定性。　　4、路堑施工　　路堑施工前，应先进行截、排水设施的施工，将水引至路幅以外；边坡施工中，宜采取临时防水封闭措施保持土体原状含水量；挖方边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30～50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并立即进行加固和封闭处理；宜用支挡结构对强膨胀土边坡进行防护，支挡结构基坑应采取措施防止暴晒或浸水。膨胀土地区的路堑，高速公路、一级公路的路床应超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填，按规定压实，其他各级公路可用膨胀土掺石灰处治。此外，在膨润土路基的施工过程中，还要确保路基的压实度和强度等施工指标符合国家的相关建设标准和规范，要有效控制膨润土的含水量，确保各项施工措施和施工技术的贯彻与执行。　　5、压实施工6n　　膨润土路基的压实与普通路基相比，应当有所区别，在选择压路机时，应当选择35t～50t的轮胎压路机或与重型振动式压路机，压路机的形式速度通常要维持在4km/h以下，碾压时直线段要采取由两边向中央的碾压方式，小半径曲线要采取由内侧向外侧纵向进退的碾压方式，在横向接头位置，三轮压路机一般需要重叠后轮的一般距离，振动压路机要重叠0.4m～0.5m，对于前后相邻的位置则需要纵向重叠1m～2m，最终完整碾压，避免漏压或死角，对于桥台结合处、路堤与路堑分界处等关键部位一定要确保碾压质量，做到无漏压，无死角。考虑到膨胀土路堤的沉降，路堤边缘则应各加宽50cm，路基成型后刷坡整平。　　6、路堤填筑的连续性与路堤养生　　在进行路堤施工时，要保证施工质量，需要做好以下几点：①在路堤进行摊铺与推平施工后，要对路堤进行碾压，这时必须把握好碾压的时机，要最膨润土含水量最佳时进行，在含水量较小是，要洒水拌合均匀并达到最佳含水量后再进行；②要保证各道工序在施工上的连续性，做到紧密衔接，要经过检验合格后方可进行下一道施工；③当土层压实后，如果不能进行及时施工，则需要对路堤采取养护措施，如对路堤进行覆盖等。同时，要做好高速公路膨润土路基的防风、保湿和防水等方面的养护工作；④在进行膨胀土路堤施工时，要尽量避免在雨天施工，并在施工现场做好排水设施。　　四、结束语6n　　综上所述，膨胀土在我国的分布地域很广，其具有强烈的吸水膨胀性、失水收缩性以及超固结性，且不利于工程建设和工程质量。随着社会经济发展，国家对高速公路建设的投入加大，高速公路的施工建设过程中常常会遇到膨胀土，为减少其对高速公路质量的危害，施工单位必须运用科学的措施方法进行膨胀土路基施工，只有这样才能最大限度提升工程质量。　　参考文献　　[1]汪谷香.膨胀土路基水损害作用机理及防治措施研究[D].中南大学2016.　　[2]梁明.广州西二环高速公路膨胀土路基设计与施工关键技术研究[D].长安大学2010.6