中铁一局铁路建设有限公司 陕西咸阳 712000
摘要：干缩湿胀是膨胀土的特性。因此采取科学合理的施工措施对膨胀土路基进行施工对膨胀土地区高速公路路基施工至关重要。本文从膨胀土的特性分析入手，提出在膨胀土区域，路基施工的一些常用的技术处理措施和边坡防护方法，可为工程施工技术人员提供一定的参考与借鉴。
关键词：吸水膨胀，膨胀土，特性，方法
1.引言
膨胀土是胀缩变形往复可逆的高塑性黏土，且具有明显的干缩湿胀特性。由于具有膨胀和收缩等特性，因此在膨胀土地区进行路基及其他建构筑物施工时，若不采取科学合理的施工方法及措施，将会不可避免的导致建构筑物的开裂、损坏，并往往造成路基边坡滑坡、坍塌等的严重不稳定因素。同时，当膨胀土的含水量突然增大或土的原状结构被扰动时，土体强度急巨降低，压缩性增高。对工程建设造成严重影响。
由于膨胀土是对工程建设具有很大影响的特殊土质，与其相关的工程问题也是岩土工程界研究的方向。随着我国工程建设的不断发展，在很多工程项目上都会遭受膨胀土影响，为了保证工程施工质量与安全，膨胀土路基施工技术研究已势在必行。
本文通过对十天高速公路A-CD40标段LAK3+070～LAK6+060段路基开挖、边坡防护工程施工技术进行综述，总结了膨胀土地区路基施工技术经验。
2.工程概况
十天高速公路起于湖北省十堰市，止于甘肃省天水市，该高速公路是国家高速公路规划网中的重要组成部分。本工程LAK3+070～LAK6+060段路基位于十天高速公路A-CD40标段，该段路基为膨胀土路基。
3.膨胀土的性质
3.1力学特性
3.1.1 膨胀力与胀缩潜势
吸水膨胀，导致其上部路基（或建构筑物）发生隆起，若隆起受阻，将在建构筑物内部产生膨胀力。失水收缩，将会导致土体开裂，致使建筑物基础及路基下沉。
膨胀力与膨胀力的大小与土中含有的有效蒙脱石含量及土体的含水率密切相关，有效蒙脱石含量越高，土体的胀缩潜势越大，膨胀力也就越大。研究表明，膨胀土的膨胀量与膨胀力与土的初始含水率呈负相关，初始含水率越低，其膨胀量与膨胀力越大。
3.1.2 崩解性
崩解性是指膨胀土遇水后发生吸水湿化的现象。不同种类的膨胀土其崩解性是不同，强膨胀土崩解性强；弱膨胀土遇水后，需较长时间才能逐步崩解，甚至有的膨胀土会崩解不完全。
3.2超固结性
超固结性是膨胀土的又一特性，天然孔隙比较小，干密度较大，初始结构状态下膨胀土强度较高。路基开完后，膨胀土内部的超固结应力将释放，导致路基边坡及路基面出现卸载膨胀，通常在路基边坡坡脚形成应力集中区及较大的塑性区。
3.3膨胀土的裂隙性
膨胀土中的裂隙主要以垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型存在。这些裂隙将土体层分割成特定的几何形状，如菱块状、短柱状等，破坏了土体的完整性，导致软弱结构面的形成，容易引起路基边坡沿软弱结构面形成滑坡等破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.膨胀土路基处理的常用方法
4.1挖除换填法
对于膨胀土路基施工最简单有效的施工方法就是换填法，即换除原有膨胀土换填其他非膨胀性土体，换填深度应根据该地区膨胀土的特性及气候特点确定。具体施工时，严格按照设计换填深度及换填材料特性要求进行实施。
4.2湿度控制法
由膨胀土的力学特性得知，含水率对膨胀土的物理力学性质影响尤为重要，因此通过试验研究调整膨胀土的含水率，使其处于稳定状态对工程建设至关重要。湿度控制法就是要在施工过程中采取一些措施，调整控制膨胀土的含水率，使其利于工程建设。在工程实际中通常利用土工布或者非膨胀性黏土将膨胀土路基进行包封，减少膨胀土路基与外界自然环境的接触面积，从而保持膨胀土的含水率稳定。在工程建设中经常采用预湿法，其具体做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。
4.3改性处理法
该方法是利用石灰、水泥或其它固化材料通过与膨胀土的物理化学作用对膨胀土进行改性处理，从而降低膨胀土的膨胀潜势、提高其强度及水稳性。
通过工程现场的实际应用，在膨胀土中掺加石灰及水泥等固化材料后，膨胀土的塑性指数及线膨胀率等物理力学指标都有了明显改善。
4.4挤密法
通过沉管、冲击或者爆破等方法进行成孔，然后在桩孔内夯填灰土等材料，形成挤密桩。在夯填成孔的过程中，夯填材料对孔内的土体施加挤压力，使土体更加密实，且在灰土夯填灌注过程中，与孔内土体产生了物理化学反应，形成了密实的灰土挤密桩体，从而有利于膨胀土路基的稳定。
4.5膨胀土路基边坡施工
鉴于膨胀土遇水膨胀甚至液化的特性，膨胀土地区路基边坡施工首要问题是对地下水及降水的有效处理。
边坡开挖前，在开挖线外2～5m处修筑截水沟，截断流向边坡的地表水，确保膨胀土边坡施工不受水的影响。
根据膨胀土的裂隙性，其边坡裂隙孔隙比较大，在遇水侵蚀作用下容易造成边坡滑坡。在工程实践中，仅靠截堵不能形成有效的处理效果，因此，在拱形骨架护坡下增加砾石盲沟，形成有效的边坡内部及地下水水路通道。保证土体含水率的稳定，从而确保边坡稳定。
对于膨胀土地区路基及边坡施工时，尽量避开雨季作业，加强现场临时及永久排水。确保路基开挖后各道工序紧密衔接，连续施工，尽早尽快完成边坡防护工程施工。
5.结论
由于膨胀土这种特殊土质特有的物理力学特性，以及其在工程实际中十分巨大的破坏力。使得我们工程施工技术人员不得不对其重视，通过本文及工程实际应用的经验总结，解决膨胀土路段的病害问题，应首先从影响其物理力学性质变化的内外在因素上考虑，以便通过改善膨胀土的力学性质达到工程处理的目的。每一项工程都具有其特有的建设特点及岩土工程地质条件，在十天高速公路工程中，以上这些措施已在工程实践中予以证实，并已取得良好效果，通过合理设计、严控施工过程，十天高速A-CD40标段的膨胀土区段路基及边坡在运营过程中一直保持稳定，经处理后的边坡坡面稳固。达到了预期的工程建设目标。
参考文献:
[1]建筑工程技术与计量 中国计划出版社
[2]刘特洪.工程建设中的膨胀土问题[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.
[3]谭子龙.高速公路膨胀土路基施工技术[J].西部探矿工程，2008（7）：212-213；
[4] GB50330－2002，建筑边坡工程技术规范[S].北京：中国建筑工业出版社.
[5]陈育民,徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例[M].北京:中国水利水电出版社.
[6]JTJ017-96,公路软土地基路堤设计与施工技术规范[S].
论文作者:周凤
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/31
标签：路基论文; 土路论文; 工程论文; 裂隙论文; 特性论文; 力学论文; 工程建设论文; 《防护工程》2019年第4期论文;