公路路基膨脹土施工技術(shù)

1、<p>　　公路路基膨脹土施工技術(shù)</p><p>　　摘要：膨脹土是影響道路及其它構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實(shí)際工程中，其破壞力是巨大的。本文結(jié)合膨脹土的特性要求和適用范圍，對(duì)其在實(shí)踐工程中的處理措施進(jìn)行了探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：公路路基；膨脹土；技術(shù)處理 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： </

2、p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　膨脹土是指粘粒成分主要由強(qiáng)條水性礦物質(zhì)組成并且具有顯著脹縮性的粘性土在廣西地區(qū)分布較為廣泛。近年來，隨著我國(guó)公路橋梁建設(shè)不斷發(fā)展，路基處理遇到的膨脹土問題日益增多，給工程建設(shè)造成了巨大損失。為了保證道路在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)路基的穩(wěn)定和路面的平整度達(dá)到安全、舒適行車的目的必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問題。在工程地

3、質(zhì)勘察中，必須正確地識(shí)別膨脹土與非膨脹土，準(zhǔn)確地判定膨脹土的脹縮性等級(jí)，這有助于合理進(jìn)行路基的設(shè)計(jì)與地基處理，對(duì)保障公路路基安全具有非常重要的意義。 </p><p>　　二、膨脹土適用范圍及其使用要求 </p><p>　　《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》(GBJ112-87)給出的膨脹土的定義:“膨脹土的土中粘粒成分主要由親水礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的粘性土”。

4、在自然條件下，膨脹土多呈硬塑或堅(jiān)硬狀態(tài)，裂隙較發(fā)育，常見光滑面和擦痕，裂縫隨氣候變化張開和閉合，并具有反復(fù)脹縮的特性。膨脹土的特性有如下幾點(diǎn)：①脹縮性：膨脹土吸水后體積膨脹使其上面的建筑物或路面隆起如膨脹受阻即產(chǎn)生膨脹力；失去水分后體積收縮造成土體開裂并使其上面的建筑物下沉。②崩解性。膨脹土浸水后體積膨脹在無側(cè)限的條件下則發(fā)生吸水濕化。不同類型的膨脹土其崩解性不一樣強(qiáng)膨脹土浸入水后幾分鐘內(nèi)很快就完全崩解；弱膨脹土浸入水后則需要經(jīng)過較長(zhǎng)的

5、時(shí)間才能逐步崩解且不完全崩解。③裂隙性。膨脹土中的裂隙主要可分為垂直裂隙、水平裂隙與斜交裂隙三種類型。這些裂隙將土體層分割成具有一定幾何形狀的塊體如棱塊狀、短柱狀等破壞了土體的完整性。膨脹土路基邊坡的破壞大多與土中裂隙有關(guān)且滑動(dòng)面的形成主要受裂隙軟弱結(jié)構(gòu)面控制。 </p><p>　　膨脹土之所以對(duì)公路路基存在危害，是因?yàn)榕蛎浲廖蛎?、失水收縮的工程特性，而這種工程特性的來源是由膨脹土的組成成分決定。膨脹土是一

6、種具有顯著脹縮性的粘性土，其粘性土的主要成分為親水礦物，這就決定了膨脹土的特有工程性質(zhì)。而膨脹土的這種顯著脹縮特性對(duì)于公路路基具有很強(qiáng)的破壞作用，并且其破壞結(jié)果是難以修復(fù)的。膨脹土比較常見的病害有路肩鼓脹、基床翻漿冒泥、路塹側(cè)溝壁擠出等，邊坡的淺層和深層滑動(dòng)也是比較常見的，并且膨脹土的破壞作用具有漸進(jìn)和長(zhǎng)期的特征。為了是膨脹土填筑的公路路基滿足公路設(shè)計(jì)要求，因此必須采取有效措施解決膨脹土特性帶來的工程問題。在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)首先必

7、須正確識(shí)別膨脹土與非膨脹土并準(zhǔn)確判斷膨脹土膨脹勢(shì)的強(qiáng)弱和工程性質(zhì)的特點(diǎn)然后才能在工程設(shè)計(jì)和施工中做到有的放矢采取切實(shí)有效的方法進(jìn)行處理。 </p><p>　　在交通部部頒現(xiàn)行《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ013-95)中采用粘粒含量小于2μm的百分比和自由膨脹率及膨脹總率三個(gè)指標(biāo)把膨脹土分為強(qiáng)膨脹土、中膨脹土和弱膨脹土三個(gè)級(jí)別?！豆仿坊┕ぜ夹g(shù)規(guī)范》規(guī)定：強(qiáng)膨脹土一般不用做路基填料，對(duì)于中、弱性膨脹土，經(jīng)處理后

8、可作為路床填料，要求處治后的膨脹土其脹縮總率接近于零，土壤強(qiáng)度不低于規(guī)范中對(duì)各級(jí)公路的要求。弱膨脹土可直接用于填筑上、下路堤，壓實(shí)含水量宜按最佳含水量+3%控制，弱膨脹土可直接用于填筑上、下路堤，壓實(shí)含水量宜按20.8%控制，但不宜用于路床?，F(xiàn)場(chǎng)碾壓是保證路基壓實(shí)度和路基質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)予以充分重視。中膨脹土在最優(yōu)含水量附近，其膨脹量大且CBR值小于3.0%，未能達(dá)到規(guī)范要求，需要對(duì)中膨脹土處理，如采用改性膨脹土或包邊處理。采用摻石灰

9、改性時(shí)，石灰摻入量為4%~6%的石灰改性土CBR值均大于8%，膨脹量小于0.04%，脹縮總率小于0.7%，即可達(dá)到路用要求。取土場(chǎng)的中膨脹土在最優(yōu)含水量附近，其膨脹量大且CBR值小于3.0%，未能達(dá)到規(guī)范要求，需要對(duì)中膨脹土進(jìn)行改性處理，如直接用于填筑路堤，壓實(shí)含水量應(yīng)按18.0%控制，且應(yīng)對(duì)堤身采取適</p><p>　　三、公路路基膨脹土施工處理 </p><p>　　膨脹土路基基本的

10、處理方法公路工程中膨脹土路基處理方法一般有如下四種：換土、濕度控制、改性處理和膨脹土邊坡的剛性防護(hù)。 </p><p><b>　　1. 換土 </b></p><p>　　換土是膨脹土路基處理方法中最簡(jiǎn)單而且有效的方法。顧名思義換土就是挖除膨脹土，換填非膨脹土或沙礫土，換土深度根據(jù)膨脹土的強(qiáng)弱和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)確定。在一定深度以下的膨脹土含水量基本不受外界氣候的影響，

11、該深度稱之為臨界深度，該含水量稱之為該膨脹土在該地區(qū)的臨界含水量。由于各地的氣候不同，各地膨脹土的臨界深度和臨界含水量也有所不同。換土深度要考慮受地面降水影響而使土體含水量急劇變化的深度，基本上在1～2m，即強(qiáng)膨脹土為2m，中、弱膨脹土為1～1.5m，具體換土深度要根據(jù)調(diào)查后的臨界深度來確定。 </p><p><b>　　2.濕度控制 </b></p><p>　　

12、濕度控制法包括預(yù)濕和保持含水量穩(wěn)定。為控制由于膨脹土含水量變化而引起的脹縮變形，盡量減少路基含水量受外界大氣的影響，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土將膨脹土路基進(jìn)行包封，避免膨脹土與外界大氣直接接觸，盡量減少膨脹土內(nèi)部的濕度遷移。水利工程建設(shè)中經(jīng)常采用膨脹土預(yù)濕法，用水浸泡地基土或覆蓋非膨脹土以達(dá)到膨脹土的濕度平衡。 </p><p><b>　　3.改性處理 </b></

13、p><p>　　化學(xué)固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通過與膨脹土的物理化學(xué)作用進(jìn)行膨脹土的改性處理，以達(dá)到降低膨脹土膨脹潛勢(shì)、增強(qiáng)強(qiáng)度和水穩(wěn)性的目的。具體來說：石灰的固化作用是由于鹽基交換、次生碳酸鈣膠結(jié)性、粘土顆粒與石灰相互作用形成新的含水硅酸鈣、鋁酸鈣等新礦物而顯現(xiàn)出來；水泥的固化作用是由于鈣酸鹽與鋁的水化物和顆粒間的膠結(jié)作用，膠結(jié)物逐漸脫水和新生礦物的結(jié)晶作用，從而降低膨脹土的液限，增大了膨脹土的塑限和抗剪

14、強(qiáng)度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的優(yōu)點(diǎn)消除土的脹縮性外，還有吸水增強(qiáng)作用，改善土的壓實(shí)性并生成微型加筋結(jié)構(gòu)，提高土的強(qiáng)度。在以往的膨脹土地基處理中已有過許多成功的先例，利用這種處理方法的成敗主要取決于固化材料的技術(shù)指標(biāo)和施工工藝。施工中，各種方法應(yīng)綜合考慮，因地制宜，可多種方法綜合運(yùn)用。 </p><p>　　4.膨脹土邊坡的剛性防護(hù) </p><p>　　膨脹土挖方坡傳統(tǒng)的處置方案是

15、采用全封閉的剛性防護(hù)，以阻止降水被非飽和土吸收，其主要方式如漿砌石滿鋪防治、混凝土六角塊滿鋪防護(hù)、土釘墻加固邊坡、抗滑樁、重力式擋墻等。此方法需要避開雨季施工，路基開挖后各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，時(shí)間不宜間隔太久，防止雨水浸泡。但是剛性防護(hù)沒有從解決在大氣風(fēng)化作用影響深度范圍內(nèi)膨脹土體的脹縮問題，并且耐久性較差。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語(yǔ) </b></p>

16、<p>　　由于膨脹土是一種具有很強(qiáng)的脹縮性、多裂性結(jié)構(gòu)和顯著的強(qiáng)度衰減期等特征的高塑性粘土,在一般情況下不應(yīng)做路基填料解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理、力學(xué)性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上綜合考慮，并有超越現(xiàn)行規(guī)范的眼光，公路施工技術(shù)人員要高度重其施工技術(shù)，在施工前制訂出一套特殊的施工工藝處理方案，以提高和穩(wěn)定工程質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b><