高速公路膨脹土地基施工技術探討

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摘要:為提高高速公路膨脹土路基施工技術水平，本文在介紹膨脹土基本特征的基礎上，將膨脹土路基分為路堤與路塹兩方面對其施工技術進行研究，針對膨脹土路基施工時常見問題進行分析提出相應解決方法，并將膨脹土施工技術應用于實際工程并對其路基頂面彎沉檢測與路表中心沉降觀測，結果表明:經過嚴格施工技術控制后其彎沉值與沉降值均滿足規范要求，能較好解決膨脹土地基問題。

關鍵詞:高速公路;膨脹土;地基;施工技術

隨著社會持續發展與交通行業不斷進步，機動車出行越發普遍，人們對汽車的行駛速度、公路平整度與行車安全也越發看重，因此必須對路基平整度、穩固性及抗自然病害能力提出更為嚴格的要求。公路地基是一種與大自然廣泛接觸線性結構物，其距離長、施工工程量大，并且影響其性能因素繁多，如行車荷載作用、路基結構性能、施工工藝、養護措施等，公路路基質量優劣直接關系到建造成型公路的行車質量。單從施工角度分析，施工單位針對不同路基因地制宜采用有效技術措施與規范施工工藝極其必要。為提高在膨脹土地區路基施工質量，提升施工效率，本文針對高速公路膨脹土地基施工技術進行研究，并實施于某實際工程中，通過檢測其施工后彎沉值與沉降值，分析從施工技術著手解決膨脹土地基工程病害的效果。

1膨脹土基本特征

膨脹土主要是由強親水性粘土成分蒙脫石與伊力石組成具有膨脹結構的高塑性土，具有明顯多裂縫性、強脹縮性、顯著的超固結性和強度衰減性。其多出落于二級及二級以上的階地、山前丘陵和盆地邊緣。膨脹土吸水膨脹、失水收縮和反復變形等性質以及其雜亂分布的裂縫，對工程結構物具有嚴重破壞作用。我國《公路路基設計規范》(JTGD30—2015)將其劃分為強膨脹土、中膨脹土、弱膨脹土三類。具體指標特性見表1。

2膨脹土路基施工工藝

為處理膨脹土路基對公路質量危害，本文將分別從路堤與路塹2方面對其施工技術進行研究，并針對膨脹土路基施工時常見問題進行分析提出相應解決辦法。

2.1路堤施工

2.1.1施工材料準備首先對實驗路段膨脹土進行液限、塑限、塑性指數等檢測，選用弱膨脹土作為改良材料，石灰標準要求達到Ⅱ級及其以上，進場石灰應干燥儲存，并儲存時間不宜過長，消解時間一般控制為7d。2.1.2場地清理施工前應將路基用地范圍內所有垃圾清除干凈，運往指定地點備用或廢棄，同時協商有關部門將施工范圍內建筑物、地上地下障礙物等全部拆除。2.1.3摻灰拌合采用二次摻灰工藝，在取土坑附近進行取土摻灰，第一次摻總摻量35%消石灰使團塊狀膨脹土崩解，形成均勻混合料，采用挖掘機將混合料翻拌均勻，進行燜料砂化3～7d，即可上路。第二次摻灰在路基上進行，按松鋪厚度計算單位面積第二次摻灰用量，用人工均勻撒布拌和機連續拌合1～2遍使大于1.5cm土塊小于10%即可整平。首先采用推土機初平，再采用平地機細平。2.1.4碾壓成型碾壓一般采用大噸位振動壓路機從兩邊向中間輕振一遍、重振一遍，再用三輪壓路機從兩邊向中間重疊半輪碾壓2～3遍，直到無明顯輪跡即可。碾壓過程中禁止壓路機制動或調頭，速度不宜超過4km/h，碾壓時以縱向進退式進行。2.1.5邊坡施工采用拱形骨架植草對路堤邊坡進行防護，護坡每隔14.5m設置一道沉降縫，縫內采用瀝青木板條填塞，其深度不小于10cm

2.2路塹施工

2.2.1挖方

首先進行地面排水措施，再采用挖掘機根據實際施工情況按橫挖法或縱挖法施工，開挖時分段自上而下進行土方開挖，挖至設計路基標高后繼續開挖至超挖60cm。2.2.2回填與壓實挖方地段挖到路床頂面以下60cm時鋪一層防水土工布，之后采用石灰改良膨脹土進行回填，采用分層回填，分層壓實方式進行。碾壓從兩側開始，路面邊緣比內里多壓2～3遍，直線段先兩側后中間，曲線段先內側后外側，壓實是必須注意先輕后重，輕振一遍、重振一遍，再用三輪壓路機從兩邊向中間重疊半輪碾壓2～3遍。2.2.3邊坡施工采用護面墻對路塹邊坡進行加固，對于高度小于6m的邊坡采單級平臺式邊坡布置形式;對高度大于6m的邊坡采用多級平臺式邊坡布置。

2.3施工常見問題及處理方法膨脹土路基施工經常出現邊坡坍滑、不均勻沉降等問題，針對不同工程情況采取措施也不盡相同，具體響應措施見表2。

3工程實踐

為研究高速公路膨脹土路基施工技術實際應用效果，本文采用前文所述施工工藝對某膨脹土路基進行處治，對施工完成后路基頂面進行彎沉檢測，竣工后跟蹤監測沉降。選取研究高速公路全長18.42km，膨脹土地質路段平均厚度為10m，本路段主要為填方路段。(1)路基頂面彎沉檢測。道路彎沉值是竣工驗收重要指標之一，本文在研究高速公路路段選取9個檢測點，分別在不同時間點采用貝克曼梁法對路面頂面彎沉值進行檢測，具體數據見表3。均值為0.89mm，根據規范《公路路面基層施工技術規范》(JTJ034—2000)計算所得路基彎沉驗收標準值2.42mm，對比說明本研究路段完全符合規范要求。(2)沉降觀測路基沉降過大或沉降不均是影響路基穩定性不足重要因素，本文在研究路段選取9個觀測點，分別在施工完成后一月與施工完成后一年后對路面沉降進行觀測，具體數據見表4。由表4可知，研究路段施工后一年沉降均值19.34mm，根據規范《公路路基設計規范》(JTGD30—2015)計算本文研究路段膨脹土地基變形允許值為54.9mm，對比說明本研究路段沉降值完全符合規范要求。

4結語

膨脹土因其不良工程特性被稱為“公路癌癥”，決定膨脹土特殊工程性質因素是多方面、復雜多變的，為了解決我國高速公路膨脹土地基導致的路基病害問題，本文從施工技術這一方面進行研究，并將基于本文所述施工技術應用于實際高速公路工程中，結果表明在嚴格施工工藝控制下對膨脹土路基進行處治后公路路基各指標符合規范要求，對我國今后處理膨脹土地基有重大借鑒作用。

作者:梁志順 單位:京新高速公路張家口管理處

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