高速公路膨胀土路基的施工处理方法关键要素探究

王 飒

（河南省公路工程局集团有限公司，河南 郑州 450052）

1 膨胀土对高速公路地影响

我国的膨胀土面积分布较广，在高速公路施工过程之中，膨胀土的存在会给施工带来很大的麻烦，增加了施工难度。而当高速公路投入使用之后，膨胀土会对高速公路工程质量造成很大程度的影响，情况严重者甚至会导致高速公路某一段全面瘫痪，对交通系统的正常运行造成影响，具体表现在如下几个方面：（1） 膨胀土可能会促使高速公路的路堤与构造物的衔接处发生一定程度的沉降，进而导致高速公路路面平稳性较差，影响车辆通行，甚至有可能造成道路交通事故； （2） 在膨胀土的影响之下，路基边坡可能会浸水，进而导致其结构失稳，进而引起滑坡等灾害，不仅阻碍了交通的正常运行，还存在着一定的安全隐患； （3） 随着温度环境的变化，膨胀土会发生一定程度的膨胀或者收缩，进而可能引起路堤的整体移动，或者对桥台造成一定的破坏。

2 膨胀土路基的常见处理方法

2.1 湿度控制法

在实际的运用过程中，湿度控制法又可以细分为保湿法与预湿法，其原理主要如下：对膨胀土的含水量进行一定程度的控制，使其处于一个相对合理的范围之内，防止因膨胀土含水量过高或者过低而发生变形。而保湿法与预湿法的差异性则主要体现在控制膨胀土含水量的方式上，保湿法的控制方式是对膨胀土与外界空气进行阻隔，从而实现膨胀土的含水量控制，在实际的施工过程中往往运用黏土对膨胀土进行密封的方式予以实现；而对于预湿法而言，其控制方式是对膨胀土进行成分改造的方式予以实现的。

2.2 换土法

换土法是膨胀土路基施工过程中常用的一种处理方法，它具有操作简便、处理效果优异的特点。在具体的施工过程中，只需要采取有效措施将区域范围内的膨胀土移除，并用其他土代替填满即可。但是这以方法也存在着一定的弊端，如果膨胀土的面积范围较大，采用换土法进行处理，工作量会相当大，因此这一方法在适用性方面存在一定的劣势，只适用于膨胀土面积相对较小的区域。在实际施工过程中，需要注意对当地土质的临界深度进行有效计算，并以此为深度标准进行开挖作业，这样可以防止这一深度以下的膨胀土因遇水而出现一定程度的变形。

2.3 膨胀土的改性处理法

对膨胀土进行改性处理从实质上来看是一种化学手段，通过这一方法可以将膨胀土与其他材料进行一定程度的融合，在融合过程中会发生化学反应，进而对膨胀土的化学特性进行改变。改性之后的膨胀土在遇水之后的膨胀程度会发生一定程度上的降低，同时膨胀土内部的水分含量也会相对平稳。目前状况下，较常使用的材料主要有水泥、石灰等，选择何种材料需要结合现场实际情况确定。

3 高速公路膨胀土路基的施工工艺探究

3.1 膨胀土路堤施工技术

（1） 路基基底处理。首先需要对原有的地基土进行一定程度的勘测，如果检测结果表明原先的地基土以膨胀土为主时，同时路堤的高度保持在一米的范围之内，则需要适当挖出一部分膨胀土，并用其他的土质替代填入到挖坑之中，然后对其进行有效的夯实处理。如果地面湿度较高，就很有可能造成土质松软，在这种情况之下应该首先将这些松软的土质挖除，然后用碎石或者岩石填充入挖空中，压至密实，提高其稳固性。除此之外，还可以在路堑交接处进行填堤处理，这一过程中需要注意对台阶开挖长度进行有效的控制，一般情况下控制在2 m范围为之内较为适宜。当路堤的高度在六米左右时，则需要开展基底填筑作业，避免出现地表水流入到路堤下部的情况。当路堤填方高度在10 m以上时，地基承载力的影响力度便会增大，如果地基的承载能力达不到200 kPa，则需要对地面上碎石的填筑高度进行一定程度的控制，一般情况下控制在2 m以下较为适宜。这样一来，就可以提升边坡的稳固性，避免出现边坡被冲走的情况。

（2） 填料的优化选择。在对膨胀土填芯料进行选择时，一方面要严格参照相应的施工标准与要求，另一方面还需要对膨胀土进行一定程度的确定，确认无误之后需要进行填料相关性试验。试验过程中采用变量检验方法，将开挖的路堑断面分成若干层数，且保证每一层的湿度存在着一定程度的差异性，然后选择合适的涂料进行填充。在对包边填料进行选择的过程，需要严格遵循相关工艺的设计要求，并在此基础之上对填料本身的属性进行一定程度的考虑，进行填料试验。在试验的过程之中，如果现场没有膨胀土，可以用碎石进行替代，并结合实际情况适当放宽包边的宽度，以达到较为理想的填充效果。如果收到各种条件的限制无法选出合适的替代品，则需要利用膨胀土进行填筑处理。一般情况下，边坡都会运用土工格网对其进行一定程度的加筋处理，由于宽度较大，如果现场无法对相应的化学溶液进行使用，则可以先对坡面土工格栅进行反包处理。

（3） 确定施工方案：在进行填筑控制时，需要采取有效措施对填料填注定额稠度进行最大程度的缩小，并在此处之上进行分散填筑，同时利用化学方式对其进行一定程度的检验。在路堤施工的过程之中，需要严格按照相关标准规定的内容开展施工作业，路堤填筑过程中保证填料与土团之间的融合的紧密性。除此之外，在实际的施工过程中还需要对土体的水量进行合理而有效的控制，进而实现较为理想的填充效果。

3.2 膨胀土路堑边坡支护结构施工技术

在进行开挖的过程之中，需要对开挖深度进行一定程度的控制，使其与原路床换填的深度保持一致性，开挖宽度则需控制在4 m以上。对基础部位进行有效的检查，如果发现存在土质松动的情况，应当将松动的土层清除；而当基坑出现滑动软化的情况，需要运用非膨胀性土换填，除此之外，还可以采用添加石灰或者水泥的方式进行膨胀土改性处理，并进行分层填筑压实。当工作面开挖完成之后，需要及时进行施工，保证施工的连续性。施工时，应当首先进行坡底清方，清方范围以原设计坡脚开始至滑动边界结束，同时还需要对清方的宽度进行一定程度上的控制，一般情况下至少保证宽度比加筋体宽度多0.5 m。需要注意的是，在基底的设计上，应当将其设计成向内倾斜的4%斜面。在对每层土工格栅进行摊铺之前，需要充分结合施工图纸的内容，并遵循相关的施工设计，做好测量放线工作，同时用石灰粉将边坡线和土工格栅包边线标注清晰。

4 结语

本文主要针对高速公路膨胀土路基的施工处理方法关键要素进行研究与分析。首先阐述了膨胀土对高速公路的影响，然后在此基础之上介绍了湿度控制法、换土法以及膨胀土的改性处理法三种较常使用的膨胀土路基处理方法，最后对高速公路膨胀土路基的施工工艺进行了重点的分析。