高速公路膨胀土路基的施工工艺探讨

李磊

摘 要：膨胀土是一种广泛分布于我国南方各地的土壤，北方的陕西、河北也有少量分布。膨胀土是一种高塑性粘土，具有吸水膨胀、失水收缩以及反复胀缩变形的特点，膨胀土遇水承载力减弱，干缩裂隙发育，性质极不稳定。在我国高速公路建设中，膨胀土是困扰高速公路的难点问题。

关键词：膨胀土；高速公路；方法

膨胀土不稳定的特性，加深了建设高速公路的难度，如何解决高速公路膨胀土路基问题，是很多建设单位关注的焦点。笔者通过查询相关资料和走访探查，总结出几条建议，希望能为解决高速公路膨胀土问题提供几点建议。

1 膨胀土对高速公路的危害

膨胀土不稳定的特性，增加了高速公路施工中的不确定性。一旦在修建高速公路过程中出现雨水天气，膨胀土就会遇水膨胀，在雨水风干过程中，膨胀土会慢慢缩小，而在此基础上修建的高速公路，就会经历“胀”和“缩”的过程，这个过程影响会严重降低高速公路的质量。

膨胀土受到生成条件下地质条件、水文和气候环境等自然因素的影响，使得膨胀土具有很明显的崩裂性和多裂隙性特征，笔者在实际走访中，也确实发现了这一点。膨胀土的崩裂性和多裂隙性特征，会造成高速公路路面损坏的情况，降低高速公路行车舒适度。

综上所述，膨胀土会严重影响高速公路的质量，加快实施高速公路膨胀土路基改善工作已势在必行。

2 解决高速公路膨胀土路基几点建议

笔者通过对膨胀土的实际调查，为解决高速公路膨胀土路基提出以下几点建议：

2.1 石灰处理法

在目前我国应对高速公路膨胀土路基问题，最常见的方法就是利用石灰处理膨胀土不稳定现象。

在高速公路工程中用石灰处理膨胀土不稳定现象的依据是：膨胀土的组要构成部分是蒙脱石，本质是Na和K离子，当这两个离子在与石灰相反应之后，会被石灰中的Ca2和Mg2所起替代，最终取代膨胀土的不稳定性。在我国，石灰价格相对较低，各个施工单位都能承担，降低整个工程费用。

2.2 现场换土法

针对膨胀土不稳定现象，最根本的办法就是现场换土法。所谓现场换土法，就是在施工过程中，从其他地区运送过来大量正常土壤，用正常土壤逐渐替换掉原本的膨胀土。

现场换土法的具体施工工艺如下，先用机械将地基下的膨胀土层挖掘干净，并根据现有的路基材料进行预算，判断地基各段应该投入多少新土壤。在得到准确结果后，开始进行分层铺设和碾压工作，保证土壤铺设工作的科学性。施工过程的具体原则是换土工作不影响外界环境、所挖掘的膨胀土深度应该是临界深度。在我国膨胀土土壤中，强膨胀土的深度是2m左右，弱中度膨胀土临界深度在1～1.5m左右，在换土过程中，换土的厚度不能高于30cm。

现场换土法能有效的降低膨脹土对高速公路的负面影响，但相比较而言，成本较高，不利于大规模推广。

2.3 路基排水法

路基排水法是指依靠高速公路“中间偏高、两侧偏低”的特点、以柏油马路为遮蔽物、依靠排水设施将高速公路上的雨水排到其他地方，降低雨水对膨胀土的影响。

在路基排水法方案设计之初，要把排水设施作为重点。排水设施中出现堆积物会影响排水设施正常发挥其排水功能。在建设地面排水设施过程中，尤其是修筑在路面附近的排水通道，同样要进行加固与防渗措施建设，避免出现坡体浸泡在水中现象。截水通道要辅助排水通道完成排水工作，高速公路是坡体结构，要在各个角度点上建立截水通道，保证雨水能顺利流出。

在利用路基排水法进行排水的过程中还要注意到膨胀土不稳定性质，如果长时间不接触水，有可能造成膨胀土土层破裂，因此在适当时间要进行土壤加湿工作。

路基排水法的效果没有现场换土法彻底，但在花费费用上看，路基排水法的经济效益和社会效益是远远高于现场换土法的。

2.4 暗沟保湿法

暗沟保湿法具体的实施地区，是地下水资源丰富的地区，像我国广西、四川这种地下水资源丰富、膨胀土分布广泛的区域。

在实施暗沟保湿法，就是利用膨胀土亲水的特性，依靠丰富的地下水资源时刻保持膨胀土的饱和性，最终保证整个土壤层的稳定。

实施暗沟保湿法，主要包括三个环节：①要在设置施工图纸过程中设置出相关工程样式，保证施工过程能建设具体的底下水渠；②在施工前预先将膨胀土浸水，并时刻注意用水浇灌土层，保证今后土壤不变形；③在建设过程中，建设相关暗沟，并注意暗沟的引水、注水工作，保证膨胀土路基时刻保持饱和状态，维护膨胀土形态不变。

3 施工过程中的注意事项

3.1 保持土壤层水分的稳定性

膨胀土具有亲水的特性，一旦在施工过程中出现膨胀土土层水分不稳定现象，会影响施工进程。例如，在相关高速公路建设过程中，膨胀土一直处于干爽状态，一旦建设过程遇到下雨情况，膨胀土遇水膨胀，会造成土壤的变动，影响高速公路的质量。

所以在施工过程中，要时刻保持土壤层水分的稳定性。如果相关膨胀土水分不够，相关单位在施工时要注意土壤加湿工作，在施工之前可以洒水，保证膨胀土湿润；如果膨胀土湿润度过高，要相应削减工程量，在膨胀土土层经历过太阳暴晒之后再开始建设工作。整个高速公路施工过程要时刻重视土壤湿度的检测工作，时刻监控膨胀土中的水分含量，保证高速公路的质量。

3.2 施工过程的连续性

在高速公路建设过程中，要保证施工的连续性。膨胀土在常温形势下，土层中水分流动变化小，这对于施工单位来说，是绝好的施工机会。水分流动变化小，能保证施工过程土壤的稳定性，减少膨胀土土质对高速公路的影响。

在高速公路建设过程中必不可少的会遇见雨水天气，膨胀土的特性决定了相关施工单位的效率。因此在施工过程中，要注意膨胀土含水量的变化，把握最佳的施工机会，尽早完成施工建设。

所谓的施工过程的连续性，就是要求施工单位加紧工作，在最短时间内完成工作。高速的建设工作，会对施工质量产生影响。施工单位在保证速度的同时，也要将质量放在同等地位。高速的开展建设工作中，要加强对施工质量的检测，只有在前一次的工程合格之后，才能开始下一次工程。只有这样，才能在保证高速公路建设速度的同时保证高速公路的质量。

4 结束语

膨胀土是影响高速公路质量的重要因素，在相关膨胀土防止过程中，相关施工单位要结合当地的具体情况制定不同的策略。虽然我国高速公路膨胀土路基相关治理工作尚处于摸索阶段，但相信我国膨胀土的治理技术会不断提高，在这期间，需要政府和相关单位的共同努力，群众也要注意保持当地膨胀土土质，减少未来施工单位的施工难度，保证建设高速公路的工程能顺利进行。

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