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摘要：膨胀土路基的施工处理在我国建设工程中非常普遍，处理的好坏直接影响到工程的质量和安全，必须要引起施工部门的足够重视。由于膨胀土有一定的胀缩性，对长时间内路基的稳定及路面施工的平整度产生影响。本文就高速公路工程中的膨胀土路基的施工展开了分析与探讨。
关键词：高速公路；膨胀土路基；施工
中图分类号：X734文献标识码： A
前言
膨胀土主要是指土钉粘土成分中含有较多的亲水性的粘土矿物质，其特点是具有失水收缩硬裂和吸水膨胀软化，具有高度的可塑性。我国的膨胀土分布非常广泛，总体面积也比较大。膨胀土的压缩性低、强度高，很容易发生干缩变形、开裂湿胀，对各种建筑工程和铁路、公路路基具有很大破坏作用，引起路基下沉、边坡塌陷、松散脱落、油面开裂等各种质量问题，而且还不容易修复。因此对膨胀土路基的处理显得非常重要，施工单位必须要做好施工处理，保障膨胀土路基的质量。
一、膨胀土主要特性
（1）、膨胀土的多缝隙性
膨胀土是一种具备独特性质的黏性土，除了具备一般黏性土共同具备的理化性质之外，还具有多裂隙性。由于反复的干缩湿胀的缘故，导致了土中的裂隙发育地十分迅速。裂隙不仅使土体的完整性与连续性遭到破坏，还会降低土体强度，为缓慢的破坏提供有利的条件，而且也形成了通道，这样地表水就能很容易的浸入。水的浸入使得裂隙生成并慢慢向四周扩展并且使土体软化的速度大大加快，造成土的抗剪强度迅速下降，使土体沿裂隙面滑动变得十分容易。因此膨胀土的多缝隙性是影响边坡稳定最为关键的因素。
（2）、膨胀土的强胀缩性
膨胀土主要由强亲水性粘土矿物构成，具备遇水膨大、失水收缩的特点。蒙脱石含量越高或者岩性越破碎，膨胀土胀缩性就越强。除此之外，膨胀土的最初含水量与干密度也会显著影响其胀缩性。
（3）、膨胀土的风化分带性
膨胀土对于水和热非常的敏感，长期暴露在大气中就会很快的风化。膨胀土的风化程度由地表向下慢慢减弱，一般情况下可分为三个风化带，即弱风化带、强风化带以及微风化带。膨胀土的风化带分界面是一个重要的软弱面，边坡遭到破坏一般情况下就是沿这个面发生。
（4）、膨胀土的超固结性
因为膨胀土大多是在更新世之前沉淀的土层，在地质演变的历史上承受了超压密的作用，所以其拥有非常大的结构强度，处在超固结的一种状态。它最开始强度虽然高，但风化之后强度降低的非常快。随着卸载及和风化产生应变能量，应力主要集中于卸载面上，造成土体局部或者连续的破坏。膨胀土的超固结性加快了裂隙的发展以及土体强度的应变软化，不仅使路堑边坡坡脚有较大的剪应力产生，还会造成强度的应变软化，这对于边坡的短期和长期稳定性来说都非常不利。
二、膨胀土的危害
膨胀土对高速公路建设的危害性是比较大的，会降低整个公路的建筑质量，当进行正常的车辆流通以后就会造成更为严重的影响，甚至会对人们的生命财产安全产生威胁，膨胀土引起的危害主要有以下几点：
1、引起高速公路路堤与构造物衔接处不同程度的沉陷，进而造成高速公路路面破坏或者桥头跳车等现象；
2、路基边坡受浸水等多种因素的影响，可能出现结构失稳引起的滑坡等灾害，阻碍道路的正常交通；
3、受膨润土膨胀或收缩的影响，可能引起路堤的整体移动或者桥台的损害。
三、膨胀土基本的处理方法
（1）、湿度控制
湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水量受外界大气的影响，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气直接接触，尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法，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。
（2）、换土法
换土法在施工中经常被使用，因为工艺流程非常简单，只需要把膨胀土移除，然后填满其他土就可以，而且效果也非常不错。不过这种方法虽然比较简单，但是在面积比较大的膨胀土区域内使用的话工程量会变得十分巨大，因此这种方法比较适合膨胀土面积比较小的施工区域。在具体施工时要注意计算出当地土质的临界深度，在进行开挖时要保证挖到这一深度，从而保证了深度以下的膨胀土不会受到水因素的影响而变形。通常情况下，中、弱膨胀土的换土深度为100cm-150cm，强膨胀土在200cm上下。
（3）、改性处理
化学固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说：石灰的固化作用是由于盐基交换、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、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。在以往的膨胀土地基处理中已有过许多成功的先例，利用这种处理方法的成败主要取决于固化材料的技术指标和施工工艺。
四、膨胀土路基的施工技术要点
（1）、路基的填筑
1、首先是填料准备，施工前要对掺合料、土样进行分析试验，检验填料的真实性；对掺合料和土样进行试验，确定填料的最佳含水量、最大干密度以及最佳含量；取土坑中的膨胀土粒径要控制在一定范围内，通常为五厘米；对掺合料质量进行控制，筛选后使用；填料、掺合料要均匀拌合，含水量控制在超过最佳含水量2%左右。
2、施工前要做好场地清理工作，要把路基所占范围内的所有草皮、地表土、树根、树木、垃圾清理干净，并且运到指定的地点废弃或者备用。还要协助相关部门拆除掉施工范围内的障碍物、建筑物等，妥善保护周围的文物古迹。
3、在填筑路基前，要进行压实试验，按照试验获取的材料用量和设计要求，选择一定的面积进行现场压实试验，直到膨胀土达到要求的压实度时为止。
4、原地面处理。在膨胀土地区修建铁路、公路，特别是修建高速铁路、公路时，在路堤填筑前，必须对原地面进行处理。
5、填筑路基时要注意以下几点：填筑前要在路基的兩侧设置好排水系统，防止水进入路基引起土体的软化，当地面的横坡坡度小于1∶5时，要把地面挖成宽度大于一米的台阶，台阶的顶面要做成内倾的斜坡；填筑时填料的铺设厚度要控制在20～25cm之间，压实厚度要控制在15～20cm之间；路基完工后，如果短时间内不能铺设路面，要在路堤顶部加上封层，封层的厚度要大于30cm。
（2）、路基的碾压
1、根据膨胀土自身膨胀率的大小，选择最合适的碾压机器，自由膨胀率较大的土，要选择越重的压实机。
2、进行碾压时，膨胀土的含水量要控制在最佳含水量之上，通常为大于最佳含水量的1%～2%；含水量如果过高，要掺加添加剂改良或者进行翻晒；还可以在施工土地下面挖沟，通过降低地下水的水位来改变土地含水量；含水量如果过低，要对土料进行人工洒水，从而使得膨胀土的含水更加均匀。
3、摊铺填料后，等到含水量适中时要进行一次静压，然后用平地机整平，作出纵横破和路拱，确保表面的平整、没有坑洼。
4、用于改良膨胀土的掺料的含量要符合一定的标准，如果不符合标准要求应及时进行调整。
5、进行碾压时，碾压压路机行驶速度不能超过每小时四千米，要以纵向的进退形式进行，横向的接头振动压路机应该重叠0.4～0.5m。
6、严格控制填挖交界处，可以通过台阶的方式进行搭接，长度要大于两米，均匀压实，接茬要紧密，防止和避免不均匀沉降问题的发生，压实度的检查频率要比正常规定的频率增加一倍。
（3）、路基排水施工工艺
由于膨胀土在遇水的环境下变化会比较明显，所以在雨水天会对高速公路的路基造成比较大的影响。所以在对高速公路进行建设的时候需要加强路基的排水能力，让高速公路在雨水天的变化幅度减小。在对路基进行排水设计是要注意符合科学性，以便达到最佳的排水效果。
五、结语
总而言之，作为一种容易对道路施工及其他构造物造成影响的特殊性土质，膨胀土在施工工程施工中也会有较大的破坏力存在。对膨胀土路基的处理，必须要选择合适的方法，根据施工要点进行施工，可以让相关的施工人员对膨胀土路基的处理有更进一步的认识和了解，对提高膨胀土路基的施工质量、提高工程质量具有重要的意义。
参考文献
[1]李飞,杨幸平.膨胀土路基的施工处理方法及质量控制[J]．交通世界(建养·机械)，2012(12).
[2]罗小红.论公路工程中膨胀土路基的施工处理方法[J].交通标准化,2013(7).
[3]李林革，齐清华.高速公路膨胀土路基施工中常见几种处理措施[J].今日科苑，2009(8).
[4]张秀琴.膨胀土路基的施工处理方法[J].科技风,2011(4).
关键词：高速公路；膨胀土路基；施工
中图分类号：X734文献标识码： A
前言
膨胀土主要是指土钉粘土成分中含有较多的亲水性的粘土矿物质，其特点是具有失水收缩硬裂和吸水膨胀软化，具有高度的可塑性。我国的膨胀土分布非常广泛，总体面积也比较大。膨胀土的压缩性低、强度高，很容易发生干缩变形、开裂湿胀，对各种建筑工程和铁路、公路路基具有很大破坏作用，引起路基下沉、边坡塌陷、松散脱落、油面开裂等各种质量问题，而且还不容易修复。因此对膨胀土路基的处理显得非常重要，施工单位必须要做好施工处理，保障膨胀土路基的质量。
一、膨胀土主要特性
（1）、膨胀土的多缝隙性
膨胀土是一种具备独特性质的黏性土，除了具备一般黏性土共同具备的理化性质之外，还具有多裂隙性。由于反复的干缩湿胀的缘故，导致了土中的裂隙发育地十分迅速。裂隙不仅使土体的完整性与连续性遭到破坏，还会降低土体强度，为缓慢的破坏提供有利的条件，而且也形成了通道，这样地表水就能很容易的浸入。水的浸入使得裂隙生成并慢慢向四周扩展并且使土体软化的速度大大加快，造成土的抗剪强度迅速下降，使土体沿裂隙面滑动变得十分容易。因此膨胀土的多缝隙性是影响边坡稳定最为关键的因素。
（2）、膨胀土的强胀缩性
膨胀土主要由强亲水性粘土矿物构成，具备遇水膨大、失水收缩的特点。蒙脱石含量越高或者岩性越破碎，膨胀土胀缩性就越强。除此之外，膨胀土的最初含水量与干密度也会显著影响其胀缩性。
（3）、膨胀土的风化分带性
膨胀土对于水和热非常的敏感，长期暴露在大气中就会很快的风化。膨胀土的风化程度由地表向下慢慢减弱，一般情况下可分为三个风化带，即弱风化带、强风化带以及微风化带。膨胀土的风化带分界面是一个重要的软弱面，边坡遭到破坏一般情况下就是沿这个面发生。
（4）、膨胀土的超固结性
因为膨胀土大多是在更新世之前沉淀的土层，在地质演变的历史上承受了超压密的作用，所以其拥有非常大的结构强度，处在超固结的一种状态。它最开始强度虽然高，但风化之后强度降低的非常快。随着卸载及和风化产生应变能量，应力主要集中于卸载面上，造成土体局部或者连续的破坏。膨胀土的超固结性加快了裂隙的发展以及土体强度的应变软化，不仅使路堑边坡坡脚有较大的剪应力产生，还会造成强度的应变软化，这对于边坡的短期和长期稳定性来说都非常不利。
二、膨胀土的危害
膨胀土对高速公路建设的危害性是比较大的，会降低整个公路的建筑质量，当进行正常的车辆流通以后就会造成更为严重的影响，甚至会对人们的生命财产安全产生威胁，膨胀土引起的危害主要有以下几点：
1、引起高速公路路堤与构造物衔接处不同程度的沉陷，进而造成高速公路路面破坏或者桥头跳车等现象；
2、路基边坡受浸水等多种因素的影响，可能出现结构失稳引起的滑坡等灾害，阻碍道路的正常交通；
3、受膨润土膨胀或收缩的影响，可能引起路堤的整体移动或者桥台的损害。
三、膨胀土基本的处理方法
（1）、湿度控制
湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定。为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形，尽量减少路基含水量受外界大气的影响，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气直接接触，尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。水利工程建设中经常采用膨胀土预湿法，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。
（2）、换土法
换土法在施工中经常被使用，因为工艺流程非常简单，只需要把膨胀土移除，然后填满其他土就可以，而且效果也非常不错。不过这种方法虽然比较简单，但是在面积比较大的膨胀土区域内使用的话工程量会变得十分巨大，因此这种方法比较适合膨胀土面积比较小的施工区域。在具体施工时要注意计算出当地土质的临界深度，在进行开挖时要保证挖到这一深度，从而保证了深度以下的膨胀土不会受到水因素的影响而变形。通常情况下，中、弱膨胀土的换土深度为100cm-150cm，强膨胀土在200cm上下。
（3）、改性处理
化学固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通过与膨胀土的物理化学作用进行膨胀土的改性处理，以达到降低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性的目的。具体来说：石灰的固化作用是由于盐基交换、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、铝酸钙等新矿物而显现出来；水泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱水和新生矿物的结晶作用，从而降低膨胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗剪强度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水增强作用，改善土的压实性并生成微型加筋结构，提高土的强度。在以往的膨胀土地基处理中已有过许多成功的先例，利用这种处理方法的成败主要取决于固化材料的技术指标和施工工艺。
四、膨胀土路基的施工技术要点
（1）、路基的填筑
1、首先是填料准备，施工前要对掺合料、土样进行分析试验，检验填料的真实性；对掺合料和土样进行试验，确定填料的最佳含水量、最大干密度以及最佳含量；取土坑中的膨胀土粒径要控制在一定范围内，通常为五厘米；对掺合料质量进行控制，筛选后使用；填料、掺合料要均匀拌合，含水量控制在超过最佳含水量2%左右。
2、施工前要做好场地清理工作，要把路基所占范围内的所有草皮、地表土、树根、树木、垃圾清理干净，并且运到指定的地点废弃或者备用。还要协助相关部门拆除掉施工范围内的障碍物、建筑物等，妥善保护周围的文物古迹。
3、在填筑路基前，要进行压实试验，按照试验获取的材料用量和设计要求，选择一定的面积进行现场压实试验，直到膨胀土达到要求的压实度时为止。
4、原地面处理。在膨胀土地区修建铁路、公路，特别是修建高速铁路、公路时，在路堤填筑前，必须对原地面进行处理。
5、填筑路基时要注意以下几点：填筑前要在路基的兩侧设置好排水系统，防止水进入路基引起土体的软化，当地面的横坡坡度小于1∶5时，要把地面挖成宽度大于一米的台阶，台阶的顶面要做成内倾的斜坡；填筑时填料的铺设厚度要控制在20～25cm之间，压实厚度要控制在15～20cm之间；路基完工后，如果短时间内不能铺设路面，要在路堤顶部加上封层，封层的厚度要大于30cm。
（2）、路基的碾压
1、根据膨胀土自身膨胀率的大小，选择最合适的碾压机器，自由膨胀率较大的土，要选择越重的压实机。
2、进行碾压时，膨胀土的含水量要控制在最佳含水量之上，通常为大于最佳含水量的1%～2%；含水量如果过高，要掺加添加剂改良或者进行翻晒；还可以在施工土地下面挖沟，通过降低地下水的水位来改变土地含水量；含水量如果过低，要对土料进行人工洒水，从而使得膨胀土的含水更加均匀。
3、摊铺填料后，等到含水量适中时要进行一次静压，然后用平地机整平，作出纵横破和路拱，确保表面的平整、没有坑洼。
4、用于改良膨胀土的掺料的含量要符合一定的标准，如果不符合标准要求应及时进行调整。
5、进行碾压时，碾压压路机行驶速度不能超过每小时四千米，要以纵向的进退形式进行，横向的接头振动压路机应该重叠0.4～0.5m。
6、严格控制填挖交界处，可以通过台阶的方式进行搭接，长度要大于两米，均匀压实，接茬要紧密，防止和避免不均匀沉降问题的发生，压实度的检查频率要比正常规定的频率增加一倍。
（3）、路基排水施工工艺
由于膨胀土在遇水的环境下变化会比较明显，所以在雨水天会对高速公路的路基造成比较大的影响。所以在对高速公路进行建设的时候需要加强路基的排水能力，让高速公路在雨水天的变化幅度减小。在对路基进行排水设计是要注意符合科学性，以便达到最佳的排水效果。
五、结语
总而言之，作为一种容易对道路施工及其他构造物造成影响的特殊性土质，膨胀土在施工工程施工中也会有较大的破坏力存在。对膨胀土路基的处理，必须要选择合适的方法，根据施工要点进行施工，可以让相关的施工人员对膨胀土路基的处理有更进一步的认识和了解，对提高膨胀土路基的施工质量、提高工程质量具有重要的意义。
参考文献
[1]李飞,杨幸平.膨胀土路基的施工处理方法及质量控制[J]．交通世界(建养·机械)，2012(12).
[2]罗小红.论公路工程中膨胀土路基的施工处理方法[J].交通标准化,2013(7).
[3]李林革，齐清华.高速公路膨胀土路基施工中常见几种处理措施[J].今日科苑，2009(8).
[4]张秀琴.膨胀土路基的施工处理方法[J].科技风,2011(4).