關(guān)鍵詞：高速公路；工程地質(zhì)特性；工程勘察；膨脹土；路基 

中圖分類(lèi)號(hào)：u412.36+6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)： 

1.前言 

南京至淮安高速公路是江蘇省規(guī)劃的“四縱四橫四聯(lián)”主骨架中的“縱三”，南聯(lián)省會(huì)南京，北至淮安，并與徐宿淮高速公路相連。起圪樁號(hào)k37+632.111～k178+241.60，全長(zhǎng)140.6095km。路線(xiàn)所處淮安市盱眙縣東部和洪澤縣清浦區(qū)西部地區(qū)，有大面積覆蓋于地表或埋藏在地表下淺層處的膨脹土，其礦物成分中均含有不同比例數(shù)量的伊利石、蒙脫石和高嶺石。眾所周知，在膨脹土地區(qū)，路基土體遇水軟化，易發(fā)生脹縮變形，引起路基下沉而導(dǎo)致路面變形、開(kāi)裂、翻漿冒泥、沉陷等，因此，為確保某高速公路路基的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，膨脹土勘察工作顯得尤為重要。 

2.自然地理概況 

2.1 地形地貌 

某高速公路擬定線(xiàn)路位于江蘇西部低山丘陵隆起區(qū)與東部濱海平原沉降區(qū)的過(guò)渡地帶，由于新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的繼承活動(dòng)及諸多入海水系的侵蝕切割，形成了較為復(fù)雜的地形地貌單元。從總體上看，區(qū)內(nèi)南高北低，南側(cè)為低山丘陵區(qū)，地勢(shì)較高，向北逐漸降低，以至形成了殘丘崗地區(qū)和沖、湖積平原區(qū)。 

2.2 水文、氣象 

區(qū)域性地貌格局（山丘與海洋的相對(duì)位置）決定了東西向水系及微地貌形態(tài)，因 

線(xiàn)路地處升降過(guò)渡帶，地勢(shì)起伏明顯，河道坡降略大，流量季節(jié)變化明顯，據(jù)區(qū)域水文資料，本區(qū)人工渠系發(fā)育，天然河道不多。 

線(xiàn)路區(qū)地處亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡性氣候帶中，有明顯的季風(fēng)氣候性，本氣候區(qū)域內(nèi)寒暑變化顯著，四季分明。淮河、蘇北灌溉總渠以北屬暖溫帶濕潤(rùn)、半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，以南屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)。地理緯度、海洋水域和冬夏大氣環(huán)流是影響本區(qū)氣候的主要因素。全區(qū)平均氣溫等值線(xiàn)大體呈東西向，南北溫差2.7℃。年降雨量自北而南遞增，約為943.4mm～1031.3mm，洪峰期集中于6、7、8月份；年氣溫為15.3～14℃，極端最低最高氣溫分別為-20.4℃、43℃。年均蒸發(fā)量1400～1500mm，略大于降水量。 

3.區(qū)域地層 

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，沿線(xiàn)從元古界到新生界的地層中，除上古生界有缺失外，基本均有分布。白堊系晚期，燕山運(yùn)動(dòng)繼續(xù)活動(dòng)，隆起與拗陷差異性升降加大，剝蝕與堆積作用增強(qiáng)，致使區(qū)內(nèi)基底起伏，新老地層埋深與厚薄變化不一。 

據(jù)鉆孔資料（含收集鉆孔）洪澤以北基底為白堊系及第三系，以南部分地區(qū)深部。路線(xiàn)所經(jīng)地區(qū)全被第四系覆蓋，是影響公路工程地質(zhì)條件的主要地層，也是本次施工圖勘察的主要對(duì)象，三河以南～滁河之間以上更新統(tǒng)q3為主。局部低洼溝塘地段為q4，第四系沉積厚度與新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不均勻的升降。以及河流和古河道的發(fā)育密切相關(guān)，總的特點(diǎn)是：西端較厚，中間薄，丘陵山區(qū)基本缺失。 

4.沿線(xiàn)膨脹土礦物成份、分布特征 

4.1沿線(xiàn)膨脹土礦物成分分析 

根據(jù)沿線(xiàn)地貌特征，選取有代表性膨脹土分布區(qū)進(jìn)行礦物成分分析，膨脹土的粘土礦物以伊利石和高嶺石為主，分別占總量的40～43%和24～27%，而蒙脫石含量相對(duì)較少，僅占11～13%左右。由于膨脹土成因有所不同，不同類(lèi)型粘土礦物所占比例及其組合形式各有差異。 

4.2沿線(xiàn)膨脹土調(diào)查與分析 

在沿線(xiàn)有膨脹土分布的57km的線(xiàn)路上，布設(shè)了73個(gè)挖探，取土樣146個(gè)，并于沿線(xiàn)布置80個(gè)膨脹土綜合測(cè)試鉆孔，共進(jìn)行膨脹性測(cè)試試驗(yàn)334組，取得了大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù),為膨脹土處理提供了體依據(jù)。 

對(duì)于高、低液限粘土，按《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》定名為粘土、粉質(zhì)粘土。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，全線(xiàn)5.0m 以淺土工試驗(yàn)數(shù)據(jù)中，高液限粘土有724個(gè)，天然含水量在20.5～45.7%之間，平均為25.56%，一般為灰黃色、黃色、褐黃色，其中天然含水量大于35%的試樣有19個(gè)，土樣深度為0.5～1.30m，孔隙比一般大于1.00，但稠度較高，一般在0.73～0.97。其液限含水量（100g錐）在50.0～100.4%之間，平均為55.8%。粘粒含量（小于0.002mm）的顆粒一般在10～44%之間，平均為24.95%。 

低液限粘土有207個(gè)，天然含水量在16.2～31.8%之間，平均為22.7%，一般為灰黃色、黃色、褐黃色。其液限含水量（100g錐）在26.0～49.9%之間，平均為43.5%。粘粒含量（小于0.002mm）的顆粒一般在2.7～42.8%之間，平均為18.8%。 

5、膨脹土的路用性能試驗(yàn)及分析 

根據(jù)沿線(xiàn)膨脹土空間分布特征，采取膨脹土進(jìn)行路用試驗(yàn)分析。主要對(duì)坑素土、摻灰土進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)、cbr試驗(yàn)，確定其路用性能。 

根據(jù)試驗(yàn)，沿線(xiàn)中低膨脹性土素土最佳含水量在12～16.5%之間，平均為15%，建議取值15.6%；最大干容重在1.77～1.91g/cm3，平均為1.80 g/cm3，建議取值1.80 g/cm3；自由膨脹率一般為30～47%，平均為38%，建議取值40.8%；但擊實(shí)后（壓實(shí)度95%）膨脹量很大(表3)，在2.00～6.60%之間，平均為4.2%，而相同壓力下原狀土的膨脹量一般為-0.27～-2.73%，平均為-1.29%，兩者相差很大，這是因?yàn)閴簩?shí)后的膨脹土與天然原狀結(jié)構(gòu)膨脹土的工程特性有很大的不同，填料土的壓實(shí)性愈高，密實(shí)性愈大，則土浸水后其膨脹量和膨脹力愈大。原狀土脹縮總率一般大于2%，為中等膨脹性土，局部具弱膨脹性。對(duì)于擊實(shí)素土，其最佳含水量小，其經(jīng)96小時(shí)浸水后的含水量一般為最佳含水量的115%，故取它們建議值的1.15倍即15×115%=17.25%由此計(jì)算wm=0.86×wp=0.86×27.7=23.8%，根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(jtj 013-95)第6.7.1.1之規(guī)定，eps=ep50。所以，擊實(shí)素土的脹縮總率一般為2.00～6.60%，平均為4.2%，為強(qiáng)膨脹性土。顯然，擊實(shí)后的膨脹土比原狀地基內(nèi)的膨脹土的膨脹性大大增加。不能直接用作路基填料。 

6.結(jié)論與建議 

路線(xiàn)經(jīng)過(guò)區(qū)域地表或地表下淺層土層大部分具有中等膨脹性，部分為弱膨脹性。室內(nèi)試驗(yàn)成果顯示，摻灰率達(dá)3%以上（石灰等級(jí)為三級(jí)），其脹縮總率都可達(dá)規(guī)范要求，說(shuō)明摻灰處理效果明顯。但考慮到現(xiàn)場(chǎng)施工土塊粉碎，石灰存放、拌和以及壓實(shí)后養(yǎng)護(hù)都達(dá)不到室內(nèi)試驗(yàn)條件，根據(jù)規(guī)范規(guī)定采用路拌法施工石灰劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多1%，因此建議摻灰率按干土重計(jì)算取4%～5%。 

治理膨脹土的關(guān)鍵之一是水的治理，控制膨脹土的含水量，使其濕度基本保持穩(wěn)定，這樣膨脹土就失去了脹縮條件，就不能引起危害，產(chǎn)生破壞性，因此建議設(shè)計(jì)人員作好“防水保濕”設(shè)計(jì)工作。 

路堤兩邊邊坡部分及路堤頂面宜用非膨脹土作封層，必要時(shí)須輔一層土工布，從而形成包心填方。 

填高不足1.5米的路堤，建議換填非膨脹土或摻灰處理并按規(guī)定壓實(shí)。 

施工時(shí)宜避開(kāi)雨季作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)排水，路基開(kāi)挖后或填筑時(shí)各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，時(shí)間不宜間隔太久，施工時(shí)，應(yīng)視土層氣候、路基水文條件情況采用防水，封閉等措施，尤其要做到及時(shí)碾壓和邊坡防水。 

建議現(xiàn)場(chǎng)路基抽檢項(xiàng)目增加膨脹性試驗(yàn)，在壓實(shí)度和膨脹性均滿(mǎn)足要求后，才能進(jìn)行一道工序。 

參考文獻(xiàn) 

1.《巖土工程勘察規(guī)范》gb50021-2001 

2.《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》jtj 064-98 

3.《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》jtg d030-2004 

4.《工程地質(zhì)手冊(cè)》編寫(xiě)委員會(huì).工程地質(zhì)手冊(cè)(第二版)[m]，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社1992 

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