某高速公路的膨胀土路基设计探究

摘要：当公路路线不可避免需穿过膨胀土不良工程地质时，必须采取一定的工程措施对膨胀土进行处治，不然路基易产生溜坍、滑坡等破坏。本文结合公路膨胀土路基工程实例的处理工艺和施工技术开展分析，以期对今后在类似地区修建公路时提供借鉴。

关键词： 高速公路；膨胀土区；路基设计Abstract: when highway route to inevitable through expansive soil bad engineering geology, must take some measures of engineering of expansive soil for treatment, or subgrade easy generation slip collapse, such as landslide damage. Combining with the highway subgrade engineering example of expansive soil processing technology and the construction technology to develop analysis, so as to build a road in future similar area provides the reference.

Keywords: highways; and Expansive soil area; Roadbed design

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：

1引言

膨胀土粘粒成份主要由强亲水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土，见表1。该土具有吸水膨胀。失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用不可低估，并且构成的破坏是不易修复的。为了保证道路在较长时间内路基的稳定和路面的平整度，达到安全.舒适行车的目的，必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。

2膨胀土路基设计基本要求

线路通过膨胀土地区宜采用小填小挖通过，边坡较高时应充分进行线路方案比选及与桥隧等建筑物作技术经济比较，并加强用横断面选线。在南昆铁路，对中～强膨胀土地段分别采取了局部改善线路平纵断面条件、适当增加桥梁等措施，工程实践证明这是比较合理的。

路基边坡应尽量减少扰动，注意防水保湿，膨胀土残余强度较峰值强度低得多，一旦出现病害，边坡土体强度将降为残余强度。从南昆铁路、广大铁路等施工实践及施工后的影响看，不论边坡高矮，凡没有设置排水，加固防护工程地段，迟早都会发生病害，因此膨胀土路基设计应加大坡脚支挡结构力度，加强边坡排水及防护设施，使路基设计做到防患于未然。

3膨胀土路基工程设计分析

3.1工程概况

某高速公路为国家重点干线公路，全长89.33km。线路所经地区属南阳盆地，为我国典型的膨胀土地区。该区属北亚热带季风型大陆性气候，而全年大部分时间干旱少雨，在这种条件下，矿物分解减弱，蚀变过程有足够的时间和水量，易于积聚碱土金属元素，有利于膨胀性粘土矿物的形成。据资料，路线的膨胀土的分布长度占路线总长53%。

在该高速公路设计过程中，针对膨胀土特性，根据地质勘测的详实报告及有关处理膨胀土的经验，在设计施工中采用了综合处理的思想，并进行针对性研究，提出如下设计处理理念。

3.2基床处理设计

膨胀土路基基床病害分布广，治理困难且费用高，还会影响行车，因此设计时对基床处理应以加强。病害主要有路基下沉、翻浆冒泥、基床鼓起、侧沟被推倒等，基床处理应根据当地材料来源而定，保证既经济又稳妥可靠。

换填砂性土一般路堤换填厚1.0～1.2m，两侧设干砌片石路肩，路堑换填厚0.6～0.8m，同时侧沟应加深至0.8～1.0m，侧沟内侧沟帮加厚至0.4m，换填底部沿侧沟沟帮每隔1.0m左右设一个泄水孔排除基床积水，对于强膨胀性土换填还应适当加深，结合本工程实际特点应采取此措施。

砂性土与带膜土工布处理深度为0.4m～0.5m，土工布底部设砂垫层厚0.2m，顶部设砂垫层厚0.2m～0.3m，区间路基铺设土工布宽4m，土工布应采用二布一膜型。因路堑基床采用换填处理需加深侧沟，工程量较大，最好采用带膜土工布处理。本工程所处地区降雨量较大，应尽量考虑采用带膜土工布处理，同时还应在基床或路堑坡脚考虑设置纵、横向渗沟加强排水。

3.3路堤边坡处理设计

土工格栅设计膨胀土路堤坍滑以浅层居多，路堤两侧边坡铺设土工格栅，每层竖直间距0.4～0.5m，宽2～2.5m，边坡植草防护，可以防止边坡溜坍及坍滑，并可有效地控制施工质量。

支撑渗沟

一般用于边坡较高一侧，每隔6～8m设一条，宽度不小于1.5m，深度不小于2m，渗沟间可设骨架护坡，坡脚设片石垛或挡土墙，作为支撑渗沟基础。若路堤基底潮湿或明显有水渗出，则应在基底设纵横向引水渗沟，在边坡较低一侧坡脚设置纵向截水渗沟，深度应设至集中含水层下0.5m。

3.4路堑边坡处理设计

坡脚挡护挡土墙高度一般为3～6m，墙趾应埋入当地大气急剧影响层之下，一般不小于1.5m，泄水孔间距宜适当减小，墙背连续设置0.3～0.6m厚砂卵石反滤层，既起排水作用，也起到膨胀土往复胀缩变形时对挡土墙的缓冲作用。文章的抗滑挡墙后反滤层设计加厚至0.3m～0.6m，

3.5 膨胀性土边坡特殊设计

对于达不到膨胀土指标，但具膨胀性的粘土边坡，仍应比照弱膨胀土进行处理，特别是边坡较高或有地下水出露以及堑顶外为水田或水塘地段。根据膨胀土填筑、开挖后易滑坡、坍塌现象，在膨胀土施工段采用放缓边坡方法使土体不易塌方，处于自稳状态。见图1。

图1 路基断面示意图

3.6掺石灰改良设计

将膨胀土采用机械挖运至路基上，路基填筑松铺厚度为25cm，压实厚度为20cm，松铺系数1.25。分堆运输后由推土机进行推平，为保证厚度均匀和施工横坡度，采用平地机进行整平；掺灰施工时，在已平整好的路基上，根据计算石灰的掺量：25kg/，进行方格标注和堆放，由人工均匀撒布。采用路拌机进行拌和，为保证拌和均匀性符合要求，拌和前应先检查齿轮是否有损缺。路拌深度一般为20cm，拌和次数为2～3次；拌和均匀后，采用平地机进行二次整平，并对纵、横坡进行适当调整，确保路基顶面不积水。

结语

膨胀土是影响道路及其它构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理.力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。膨胀土路基设计应高度重视基床处理，路基边坡处理应立足于坡面排水，加强坡脚支挡并进行坡面防护的原则。

设置支撑渗沟为边坡加固防护行之有效的方法。支撑渗沟深度应在滑动面或可能的滑动面以下的稳定地层下不小于0.5m。膨胀性土边坡亦应加强支挡防护。膨胀土路基应严格按设计图及有关规范施工,在施工中引起高度重视，把它列为重要工点来施工。只有设计施工密切配合，才能将膨胀土路基病害降到最小程度。

参考文献

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[2]李生林等.中国膨胀土工程地质研究[M],江苏科学技术出版社,1992.

[3]郭爱国,刘观仕等.高速公路建设中膨胀土特性的试验研究,岩土力学,2005.

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[5]李生林.中国膨胀上工程地质研究[J].南京:江苏科学技术出版社,1992.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。