公路路基膨胀土施工技术

公路路基膨胀土施工技术

何立琛

内蒙古阿拉善盟公路管理局吉兰太公路养护管理工区750333

摘要：膨胀土是指粘粒成分主要由强条水性矿物质组成并且具有显著胀缩性的粘性土在广西地区分布较为广泛。近年来，随着我国公路桥梁建设不断发展，路基处理遇到的膨胀土问题日益增多，给工程建设造成了巨大损失。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。在工程地质勘察中，必须正确地识别膨胀土与非膨胀土，准确地判定膨胀土的胀缩性等级，这有助于合理进行路基的设计与地基处理，对保障公路路基安全具有非常重要的意义。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。本文结合膨胀土的特性要求和适用范围，对其在实践工程中的处理措施进行了探讨。

关键词：公路路基；膨胀土；技术处理

1膨胀土的主要特征

1.1有较强的胀缩性

膨胀土有显著的吸水膨胀，失水收缩两种变形特性，一般强度较高、压缩性低，易被误认为是较好地基土。

1.2有显著的强度衰减期

膨胀土的抗剪强度为典型的变动强度，具有峰值强度极高、残余强度极低的特性。由于膨胀土的超固结性，其初期强度极高，随着土受膨缩效应和风化作用时间的增加，抗剪强度将大幅度衰减。强度衰减的幅度和速度，除与土体的物质组成、土的结构和状态有关外，还与风化作用，特别是膨缩效应的强弱有关。

1.3有多裂隙性结构

膨胀土中的裂隙，主要可分为垂直裂隙、水平裂隙与斜交裂隙三种类型。这些裂隙将土体层分割成具有一定几何形状的块体，如棱块状、短柱状等，破坏了土体的完整性。膨胀土路基边坡的破坏，大多与土中裂隙有关，且滑动面的形成主要受裂隙软弱结构面控制。

1.4膨胀土的风化特性

膨胀土受气候因素影响，极易产生风化破坏作用。因此按其风化程度，一般划分为强、中、弱三层。强风化层，位于地表或边坡表层，受大气作用与生物作用强烈，干湿效应显著，土体碎裂多呈砂砾与细小鳞片状，结构联结完全丧失，厚度1.0～1.5m；弱风化层，位于地表浅层，大气与生物作用有所减弱，但仍较强烈，干湿效应也较明显，土体割裂多呈碎块状，结构联结大部分丧失，厚度约1.0～1.5m；微风化层，位于弱风化层下，大气与生物作用已明显减弱，干湿效应亦不显著，土体基本保持有规则的原始结构形体，多呈棱块状、短柱状等块体，结构联结仅部分丧失，厚度为1.0m左右。

2公路路基膨胀土施工处理

2.1换土

换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且有效的方法。顾名思义换土就是挖除膨胀土，换填非膨胀土或沙砾土，换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度称之为临界深度，该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界含水量。由于各地的气候不同，各地膨胀土的临界深度和临界含水量也有所不同。换土深度要考虑受地面降水影响而使土体含水量急剧变化的深度，基本上在1～2m，即强膨胀土为2m，中、弱膨胀土为1～1.5m，具体换土深度要根据调查后的临界深度来确定。

2.2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。

2.3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。施工中，各种方法应综合考虑，因地制宜，可多种方法综合运用。

2.4膨胀土边坡的刚性防护

膨胀土挖方坡传统的处置方案是采用全封闭的刚性防护，以阻止降水被非饱和土吸收，其主要方式如浆砌石满铺防治、混凝土六角块满铺防护、土钉墙加固边坡、抗滑桩、重力式挡墙等。此方法需要避开雨季施工，路基开挖后各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不宜间隔太久，防止雨水浸泡。但是刚性防护没有从解决在大气风化作用影响深度范围内膨胀土体的胀缩问题，并且耐久性较差。

3结束语

由于膨胀土是一种具有很强的胀缩性、多裂性结构和显著的强度衰减期等特征的高塑性粘土,在一般情况下不应做路基填料解决膨胀土的问题，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综合考虑，并有超越现行规范的眼光，公路施工技术人员要高度重其施工技术，在施工前制订出一套特殊的施工工艺处理方案，以提高和稳定工程质量。

参考文献：

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