高速公路膨胀土地基施工技术探讨

摘要:为提高高速公路膨胀土路基施工技术水平，本文在介绍膨胀土基本特征的基础上，将膨胀土路基分为路堤与路堑两方面对其施工技术进行研究，针对膨胀土路基施工时常见问题进行分析提出相应解决方法，并将膨胀土施工技术应用于实际工程并对其路基顶面弯沉检测与路表中心沉降观测，结果表明:经过严格施工技术控制后其弯沉值与沉降值均满足规范要求，能较好解决膨胀土地基问题。

关键词:高速公路;膨胀土;地基;施工技术

随着社会持续发展与交通行业不断进步，机动车出行越发普遍，人们对汽车的行驶速度、公路平整度与行车安全也越发看重，因此必须对路基平整度、稳固性及抗自然病害能力提出更为严格的要求。公路地基是一种与大自然广泛接触线性结构物，其距离长、施工工程量大，并且影响其性能因素繁多，如行车荷载作用、路基结构性能、施工工艺、养护措施等，公路路基质量优劣直接关系到建造成型公路的行车质量。单从施工角度分析，施工单位针对不同路基因地制宜采用有效技术措施与规范施工工艺极其必要。为提高在膨胀土地区路基施工质量，提升施工效率，本文针对高速公路膨胀土地基施工技术进行研究，并实施于某实际工程中，通过检测其施工后弯沉值与沉降值，分析从施工技术着手解决膨胀土地基工程病害的效果。

1膨胀土基本特征

膨胀土主要是由强亲水性粘土成分蒙脱石与伊力石组成具有膨胀结构的高塑性土，具有明显多裂缝性、强胀缩性、显著的超固结性和强度衰减性。其多出落于二级及二级以上的阶地、山前丘陵和盆地边缘。膨胀土吸水膨胀、失水收缩和反复变形等性质以及其杂乱分布的裂缝，对工程结构物具有严重破坏作用。我国《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)将其划分为强膨胀土、中膨胀土、弱膨胀土三类。具体指标特性见表1。

2膨胀土路基施工工艺

为处理膨胀土路基对公路质量危害，本文将分别从路堤与路堑2方面对其施工技术进行研究，并针对膨胀土路基施工时常见问题进行分析提出相应解决办法。

2.1路堤施工

2.1.1施工材料准备首先对实验路段膨胀土进行液限、塑限、塑性指数等检测，选用弱膨胀土作为改良材料，石灰标准要求达到Ⅱ级及其以上，进场石灰应干燥储存，并储存时间不宜过长，消解时间一般控制为7d。2.1.2场地清理施工前应将路基用地范围内所有垃圾清除干净，运往指定地点备用或废弃，同时协商有关部门将施工范围内建筑物、地上地下障碍物等全部拆除。2.1.3掺灰拌合采用二次掺灰工艺，在取土坑附近进行取土掺灰，第一次掺总掺量35%消石灰使团块状膨胀土崩解，形成均匀混合料，采用挖掘机将混合料翻拌均匀，进行焖料砂化3～7d，即可上路。第二次掺灰在路基上进行，按松铺厚度计算单位面积第二次掺灰用量，用人工均匀撒布拌和机连续拌合1～2遍使大于1.5cm土块小于10%即可整平。首先采用推土机初平，再采用平地机细平。2.1.4碾压成型碾压一般采用大吨位振动压路机从两边向中间轻振一遍、重振一遍，再用三轮压路机从两边向中间重叠半轮碾压2～3遍，直到无明显轮迹即可。碾压过程中禁止压路机制动或调头，速度不宜超过4km/h，碾压时以纵向进退式进行。2.1.5边坡施工采用拱形骨架植草对路堤边坡进行防护，护坡每隔14.5m设置一道沉降缝，缝内采用沥青木板条填塞，其深度不小于10cm

2.2路堑施工

2.2.1挖方

首先进行地面排水措施，再采用挖掘机根据实际施工情况按横挖法或纵挖法施工，开挖时分段自上而下进行土方开挖，挖至设计路基标高后继续开挖至超挖60cm。2.2.2回填与压实挖方地段挖到路床顶面以下60cm时铺一层防水土工布，之后采用石灰改良膨胀土进行回填，采用分层回填，分层压实方式进行。碾压从两侧开始，路面边缘比内里多压2～3遍，直线段先两侧后中间，曲线段先内侧后外侧，压实是必须注意先轻后重，轻振一遍、重振一遍，再用三轮压路机从两边向中间重叠半轮碾压2～3遍。2.2.3边坡施工采用护面墙对路堑边坡进行加固，对于高度小于6m的边坡采单级平台式边坡布置形式;对高度大于6m的边坡采用多级平台式边坡布置。

2.3施工常见问题及处理方法膨胀土路基施工经常出现边坡坍滑、不均匀沉降等问题，针对不同工程情况采取措施也不尽相同，具体响应措施见表2。

3工程实践

为研究高速公路膨胀土路基施工技术实际应用效果，本文采用前文所述施工工艺对某膨胀土路基进行处治，对施工完成后路基顶面进行弯沉检测，竣工后跟踪监测沉降。选取研究高速公路全长18.42km，膨胀土地质路段平均厚度为10m，本路段主要为填方路段。(1)路基顶面弯沉检测。道路弯沉值是竣工验收重要指标之一，本文在研究高速公路路段选取9个检测点，分别在不同时间点采用贝克曼梁法对路面顶面弯沉值进行检测，具体数据见表3。均值为0.89mm，根据规范《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)计算所得路基弯沉验收标准值2.42mm，对比说明本研究路段完全符合规范要求。(2)沉降观测路基沉降过大或沉降不均是影响路基稳定性不足重要因素，本文在研究路段选取9个观测点，分别在施工完成后一月与施工完成后一年后对路面沉降进行观测，具体数据见表4。由表4可知，研究路段施工后一年沉降均值19.34mm，根据规范《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)计算本文研究路段膨胀土地基变形允许值为54.9mm，对比说明本研究路段沉降值完全符合规范要求。

4结语

膨胀土因其不良工程特性被称为“公路癌症”，决定膨胀土特殊工程性质因素是多方面、复杂多变的，为了解决我国高速公路膨胀土地基导致的路基病害问题，本文从施工技术这一方面进行研究，并将基于本文所述施工技术应用于实际高速公路工程中，结果表明在严格施工工艺控制下对膨胀土路基进行处治后公路路基各指标符合规范要求，对我国今后处理膨胀土地基有重大借鉴作用。

作者:梁志顺 单位:京新高速公路张家口管理处

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