（张家口高速公路路政执法支队，河北，张家口，075000）
【摘 要】膨胀土具有很高的塑性，容易吸水膨胀和失水收缩，引发缝隙产生，性质不稳定。因此，在进行高速公路施工过程中，膨胀土的施工处理是很困难的问题，本文将进行分析。
【关键词】膨胀土；特性；路基施工；方法；注意事项
一、前言
随着经济的发展，高速公路的建设里程不断扩展，其安全性能也受到公众的广泛关注。膨胀土对高速公路造成严重的危害，要引起施工单位的重视。
二、膨胀土的概念与特性
膨胀土主要由蒙脱石、伊利石等强亲水性矿物质构成，从“膨胀”二字也可以看出:其是指能够膨胀与收缩的土壤，而膨胀与收缩的程度主要是由土壤中的含水量所决定的;从表面上来看，膨胀土以棕黄、灰白、黄红等颜色居多，加之其裂隙纵横交错，因此，其又有裂土之称;膨胀土的分布十分广泛，几乎遍及世界各地，但总的来说，我国膨胀土占的面积居世界首位。
膨胀土的密度一般为1.6一1.8g/cm ，较其他土壤的密度大，且在天然条件下，其质地非常坚硬，出现这种现象的主要原因是:其形成的时代较早，受历史前期上覆土层压力的影响较大。总的来说，膨胀土具有以下几个基本特性。
1、具有超固结性。超固结性主要由固结性比(即当前上覆土层的压力除历史前期承受的上覆压力所得的数值)所决定。与一般固结土相比，膨胀土的工程性质要复杂得多，这是因为超固结性是工程性质的重要反映。
2、具有抗剪强度。与一般的勃性土壤相比，膨胀土的抗剪强度要大得多，这是因为:峰值强度相比较残余强度之间的差距随着膨胀土因含水量的增多或减少发生变形程度的增大而逐渐增大，然而，总的来说，膨胀土抗剪强度的复杂性主要还是由混凝土本身的结构与属性所决定的。
3、具有衰减特性。所谓衰减特性主要体现在:膨胀土的强度在外界环境因素的影响下有所降低。稳定性是高速公路施工的重要前提与最终追求目标，然而上述三点基本特性均说明膨胀土自身的不稳定性。由此可以看出:膨胀土是高速公路施工的重大威胁，必须尽可能地去克服它。
三、常见的膨胀土路基处理方法
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Ca 和Mg 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、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胀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。
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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。
4、土工布加固施工技术
膨胀土中铺人土工布能够有效隔断毛细水上升，并能够减弱水分入渗对基地造成的软化作用。按照一定间距铺设土工布能够有效调节路堤内的应力分布，并且能够缓解路堤填土的不均匀沉降量。
5、土工格栅加固施工技术
土工格栅加筋之后能够产生内聚力效应、波纹效应等。这些复合效应能够使土和格栅结合成为复合土体，并能够利用加筋效应综合作用对路基产生有效的约束作用。土工格栅施工首先使用好土填筑到膨胀土填心标高，然后铺筑一层土工格栅，检查土工格栅平整度、拱度、搭接缝错开距离，之后再按照标准进行填土碾压，逐层施工直到达到膨胀土填筑高度。
6、好土包边填筑膨胀土路基施工技术
包芯填筑是一种处理膨胀土的常见方法，其主要作用机理是防渗保湿，施工中填土包围膨胀土，形成包芯。这种封闭处理工艺能够保证膨胀土原有的填筑状态。施工中，首先使用好土填筑到膨胀土标高，之后在好土表层铺土工布，把膨胀土用好土包起来。按照标准技术要求进行碾压，检验合格之后进行下一层的施工，并按照上述步骤循环直到完成填筑。
四、施工过程中的注意事项
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。
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。
五、结束语
综上所述，对于膨胀土的治理工作，我国尚处于探索阶段，还有一定的差距。但是，随着政府和有关部门的不断努力，治理技术也将更加先进，效果也会不断提高，进而大大降低施工的难度，促进高速公路建设事业的持续发展。
参考文献
[1]刘彩虹.浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺[J]民营科技，2013，54（6）：119.
论文作者:张晓东
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年7月供稿
论文发表时间:2015/11/9
标签：土壤论文; 高速公路论文; 路基论文; 过程中论文; 土法论文; 水分论文; 土工论文; 《工程建设标准化》2015年7月供稿论文;