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摘要：随着社会主义建设的发展，我国铁路建设步伐日益加快，当前已初步形成较为规范化一体化的铁路网络，但是在铁路建设中还存在着一些不利因素，阻挠着铁路建设进程的发展。本文主要围绕膨胀土路基在铁路建设中出现的一些技术难题，通过分析膨胀土的物理和力学性质，提出并解决铁路建设中膨胀土路基施工技术难题。
关键词：膨胀土；路基施工；技术难题
1、概述
从物理性质上来看，膨胀土主要是指因吸水时体积迅速膨胀，同时又能在失水时体积迅速收缩的一种高塑性粘土。因此在不同的气候环境下，其土壤所呈现的形状必然有所改变，它的形状具有极强的可塑性，但这种可塑性在铁路建设中加剧了路基的不稳定性，可能会导致铁路路基的变形。当前随着我国铁路建设事业的发展，铁路建设已不仅仅局限于平原地带或者土质坚硬地带，其修建的范围已包含膨胀土领域，因此怎样在膨胀土路基上建设出高质量铁路，就成为了当前迫在眉睫的任务，直接影响着人民财产和铁路出行安全。
2、膨胀土的特性
2.1膨胀土的成分分析
膨胀土的体积之所以有较大的伸缩性和多变性，主要原因是其主要成分中含有大量的亲水性矿物质，这种矿物质对水有着极高的敏感性，在与水进行接触时，其形状会迅速伸缩。同时膨胀土内部中也有不同分类，按其矿物成分不同，当前主要分为两类，一是以蒙脱土石为主，二是以伊利土石和高岭土为主。良种膨胀土的膨胀性也具有明显的不同，前者主要随着其含水量的变化而变化，后者则取决于其内部结构。
2.2膨胀土的性质
如上所述，膨胀土的含水量是其最主要性质，其对水的高敏感程度，很大程度上造成了其形状和体积的变化。在铁路建设过程中，就必然需要对膨胀土的水源进行严格控制，保证其含水量在合理范围内，进而维持铁路路基的稳定性。同时膨胀土的体积变化，也与土壤的干燥性有关系，往往其干燥性越强，其膨胀的程度越大，因此在对铁路建设路段进行选择时，需要重点对其干燥性进行检测。通常情况下，粘土越干，其表示的危险程度越高。
2.3对膨胀土的甄别
在膨胀土之上进行铁路工程建设时，必须事先进行科学专业的数据统计分析，对不同路段的膨胀土性质和膨胀强弱进行具体掌控，从而对不同路段采取相应的处治措施，使铁路工程建设项目更具科学性，是对人民生命财产安全的可靠保障。从以前的铁路建设中，不难看出，人们对膨胀土的土处治，已经具有相当高的水平，当前出现的一些铁路路基病害问题，究其原因，多是在前期勘察的工作中出现了失误，从而导致工程后期一系列问题层出不穷，给铁路的使用和维修，带来巨大难题，因此我们可以看出，对膨胀土前期的正确勘察具有相当重要意义。在对膨胀土的辨别中，当前我国已形成了较为系统完善的辨别方法，在对膨胀土内部物质的不同特性进行研究时，可以形成对该区域膨胀土特性的整体判断和把握。在目前为世界人民所公认的辨别方法，主要采用对当地土壤膨胀程度如何，地形地貌及地质特征进行结合研究的操作，对当地的建设环境进行统筹把握。
⑴地貌特征呈断裂状，其表面凹凸不平，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，经过风吹日晒，常常较为坚硬；
⑵多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎；
⑶常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等；
⑷建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合；
⑸自由膨胀率大于或等于40%。具备这些条件的土壤可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。
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3、膨胀土的施工处理
3.1土壤改良
在确定膨胀土的特性后，就需要对膨胀土进行改良，通过掺合石灰、粉煤灰、水泥等进行改良处理，亦可用其中的两种或三种进行综合处理，使其土壤性质完全达到铁路建设标准，其中最常用的方法是掺石灰改良，石灰的固化作用是通过离子交换，次生碳酸钙胶结性、粘土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅酸钙、硅酸等新矿物而显现出来的。在不同区域，其所需要的石灰掺量，也应有所不同。在膨胀率较高的铁路建设地带，应增加石灰的用量；而在一些膨胀率较弱的膨胀地带，相应地减少石灰的用量。掺石灰改性后应达到胀缩总率小于0.7，以接近零为最佳，根据不同路段膨胀土的具体情况，通过试验确定具体的掺灰率。
3.2清理基层
在铁路建设施工前，需要对基层表层杂草、腐植土、淤泥、树根等清理弃除，处理后的基底要求平整、无杂物，且无积水。清表完成后用压路机进行碾压。碾压原则上按照路基填筑顺序作业，根据含水量分段、分块合理组织施工，局部含水量偏高，则进行翻晒。并随时检测压实度，合格后方可进行路基填筑施工。
3.3路基施工
路基填筑施工前，先用全站仪恢复线路中线，根据路基填筑高度，每侧再加上施工拓宽宽度30cm，放出填筑坡脚位置，用石灰洒出白线，同时钉上标志桩、边桩、上土范围等，然后用竹杆插在左右两侧边桩旁，系上红布条并用工程线纵向连续，从而直观、准确的指导施工。准备工作完毕后，开始对路基沿横断面全宽、纵向分层填筑，分层压实。不同性质的填料应分别填筑，不得混填。在分层填筑过程中应采取措施，保证原料放置的合理性，避免现场二次倒运，碾压前严格控制填料含水量不超过试验段填筑中求得的最佳含水量的-3%～2%。及时跟踪检测每层实际压实度，及时报监理工程师检测，检测合格后方可进行下层填筑，直至路基填筑完成。
4、膨胀土路基施工的具体技术要求
4.1路基的填料要求
膨胀土多为粘土组成，因此，其土壤性质就较大的粘稠性，给铁路工程的施工搅拌工作带来困难。在搅拌中，如果含水量过大，膨胀土的膨胀程度过大，就会在搅拌中形成具有较高粘稠性的巨型方块，在后期的晾干工作中需要的时间较长，延缓了施工进程。同时在土方晾干后，由于其膨胀性迅速下降，在对其土壤进行塑形时可能会出现断裂或难以塑形等状况。所以，在对路基填料进行选择时，应避开含水量较高的膨胀土，对膨胀土的含水量进行测定，以选择最佳路基填料。另一方面，由于膨胀土对水的敏感度过高，天气和气候的因素也应考虑在内，在一些下雨风雪或是天气较为干旱的季节，膨胀土容易出现施工状况，因此，在对路基进行填料时，因尽量避开这些恶劣天气，保证路基填料及其工程质量。
根据以往的实践经验，在一些膨胀土密布的建设环境中，应择优选择，尽量选取膨胀度较小的土壤作为填料。在一些地表风化严重，碎石土砾较多的地区，填料的选择一般为地表土壤最佳，由于其受环境和气候的影响较大，对水的敏感度有所降低，其膨胀率也较低，适宜填料施工中的操作。
4.2膨胀土路基的注意事项
⑴在对膨胀土路基进行施工时，应特别注意其防水排水工作的完善。在防范雨水和地下水对膨胀土路基进行侵害时，前期的工程建设和后期的定期维护，都是不可忽视的。在前期的排水工程建设中，需要根据该路段的地质结构土壤性质，不仅要对排水管道进行建设，还要对边坡进行一定范围内的完善与加固，同时考虑，边坡旁杂物的坠落是否会影响排水的正常作业。
⑵对路堑的开挖也应具有严格缜密的过程。为减少恶劣气候对地堑开挖的影响，路堑开挖工作应选在雨水量较小的季节，在开挖前应对原先的土壤含水进行排放，保障其干燥性。同时还应注重排水管道的铺设，使其在开挖过程中出现的积水，能有序排放。在排水工作完毕后，采取迅速作业法，加快开挖工作，在短期内完成，减少工程耗时。
5、结束语
在铁路建设中，膨胀土的出现在所难免，它作为一种特殊土质，对施工效果和施工过程都具有较大影响，对其处理不当将产生恶劣后果，造成人力和物力的损失。当前我国正在积极探索在膨胀土上进行铁路建设的方式方法，目前已有较大成效，但在项目建设过程中，是否能结合膨胀土的特性进行具体分析，不仅有赖于技术的进步，还需要每一个工作人员的共同努力。
参考文献：
[1]沈松.浅谈膨胀土路基施工技术[J].建筑与发展,2012
[2]樊孟军.浅谈膨胀土路基施工技术[J].科技风,2014
[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
论文作者:刘次高
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月下
论文发表时间:2017/7/11
标签：路基论文; 土路论文; 含水量论文; 铁路论文; 填料论文; 土壤论文; 石灰论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月下论文;