麻昭高速公路膨胀土路基施工技术探讨

摘要： 云南省麻昭高速公路D3工区穿越膨胀土分布区，本文结合该工程案例，分析了膨土的工程特征，并对相应的膨胀土路基采用换填法和湿度控制法的施工技术要点进行了介绍。结果表明，采取该施工技术提高了路基软处理的工程质量，取得了较好的经济效益，为今后的膨胀土路基施工提供了有价值的参考。

Abstract： Yunnan Mazhao highway D3 section area comes across the expansive soil area. Combined with this case， this paper analyzes the engineering characteristics of expansive soils， and briefly introduces the corresponding construction techniques of replacement method and humidity control method ued by expansive soil subgrade. The results show that this construction technology can improve engineering quality of soft roadbed treatment， and has achieved good economic results， providing valuable references for expansive soil subgrade construction in the future.

关键词： 膨胀土；路基；施工技术

Key words： expansive soil；subgrade；construction technology

中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）13-0100-02

0 引言

膨胀土是一种亲水性很强的高塑性粘土，主要是由强亲水性矿物蒙脱石、伊利石、高岭石及绿泥石等组成。具有遇水膨胀、失水收缩的特性，在反复变形后强度会迅速衰减。近年来，膨胀土地基病害已经成为一类非常典型的公路路基病害。随着我国新一轮高速公路建设高潮的掀起，膨胀土引起的路基病害越来越受到人们的关注。由于膨胀土的特殊工程特性，一旦处治不善，很容易导致严重的后果。因此如何有效控制膨胀土路基的施工质量，确保路基的整体稳定性是高速公路建设面临的重要课题。本文通过对麻昭高速公路膨胀土路基的探索，主要介绍了膨胀土路基的治理措施、施工技术及质量控制手段等。

1 膨胀土的概念及工程特征

膨胀土主要分布在我国云南、湖南、四川等地区，作为一种特殊的粘土，具有典型的吸水膨胀、失水干缩特性，在反复浸水和失水过程中在土体中发育出多条裂隙性，强度迅速衰减。近年来，膨胀土地基给公路工程的正常设计、施工和安全运营带来了极大的危害，在高速公路建设过程中，膨胀土路段边坡垮塌、路基沉陷现象屡见不鲜。

2 麻昭高速公路的项目背景

2.1 项目简述 麻柳湾至昭通高速公路是国家高速公路网G85渝昆高速云南境内的一段，向北连接已建成通车的云南水富至麻柳湾高速公路，向南连接已建成通车的昭通至待补高速公路。路线起点位于昭通市大关县麻柳湾，接水富至麻柳湾段高速公路终点，止点与昭待高速公路相接。规划里程105.756公里。

2.2 麻昭高速公路膨胀土特性 云南麻昭高速公路D3工区缓丘主要为碳酸岩地层，表层的残坡积（Qhel+dl）层为粉质黏土，厚度在0～2m之间，局部可达6～8m。自由膨胀率大部分在40～60%之间，少量土层的自由膨胀率达到了60～70%，属于弱膨胀土。沟槽及平原地带的表层主要为坡洪积（Qhdl+pl）层黏性土，厚度在0～2m之间，局部地层厚达2～6m。属于碳酸岩地层的次生物，具有弱膨胀性。

3 膨胀土路基的一般处理方法

膨胀土路基的处理一般应根据土体的物理力学性质、施工条件、运输条件、材料的可得性、工期和质量要求等进行综合考虑后确定，常规的高速公路膨胀土路基处理方法包括：换填法、土质改良法、包边封闭法、湿度控制法等。

换填法一般是最直接、最彻底的膨胀土路基处治方法，即将路基中的膨胀土全部挖除，然后用压密特性更好的路基填料进行换填压实，形成稳定的路基持力层，提高路基的承载力和稳定性。换土深度一般根据膨胀土分布厚度以及路基承载力要求确定，另外还要考虑当地的降水等气候条件特点。采用换填法处理膨胀土路基是十分有效的，但处治单价也是最高的。

土质改良法是在膨胀土中掺加生石灰进行土质改良，利用石灰与土体中的伊利石和蒙脱石发生复杂的化学物理作用来改变土体的微观结构，从而改变其工程特性。改性的主要化学作用包括离子交换等，当膨胀土掺入石灰之后，石灰遇水后会产生海量钙离子，钙离子与膨胀土中的伊利石和蒙脱石等粘土矿物发生附水作用，使得土颗粒在电荷吸附钙离子以后达到电平衡。平衡的土体颗粒结构可以降低土体矿物的吸水能力，从而大大降低膨胀土的胀缩性，进而降低土体的亲水性，提高了改良土体的抗剪强度，增加整个路基的整体稳定性。

湿度控制法：膨胀土遇水会发生显著的物理力学性质变化，因此进行严格的湿度控制是进行膨胀土路基处治的常见方法。其中最常见的湿度控制方式是在用包边土的形式将膨胀土封闭在土工布或者粘土的内部，将膨胀土与外界的水体进行隔离，从而保证路基的稳定性。另一种常见的方法是预湿法，即通过向土体喷洒水实现膨胀土的预湿，实现膨胀土的湿度平衡，避免干湿交替导致路基失稳，这两种的效果都是比较显著的。