淺議膨脹土路基病害處治措施

蘇東東　雷曉東

摘 要：簡單講述了膨脹土的含義同時(shí)對(duì)經(jīng)常遇到的膨脹土路基毛病實(shí)行劃分種類，解析了經(jīng)常用到的整治方法，以某項(xiàng)目中路基膨脹土為例建議了詳細(xì)的操縱重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：膨脹土；沉陷變形；濕度控制

1 引言

膨脹土是土中黏粒成分主要由親水性礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的黏性土。土的實(shí)驗(yàn)指數(shù)中黏粒占了百分之三十以上，塑限在百分之十三以下，液限在百分之三十八以上，膨脹率在百分之五以上，符合上述條件的都能夠界定為膨脹土。伴隨著國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施建造腳步的加快，許多項(xiàng)目的建造無法在膨脹土上進(jìn)行，對(duì)膨脹土地基探索是現(xiàn)在巖土項(xiàng)目的關(guān)鍵探索內(nèi)容之一。

2 膨脹土路基病害分類

2.1 塌陷變形。膨脹土最開始構(gòu)造強(qiáng)度很高，建筑時(shí)很難粉碎與碾壓，路堤完成之后因?yàn)槲锢碛绊懪c吸收膨脹或失水干縮反應(yīng)，土塊崩塌瓦解，在汽車負(fù)荷以及其路堤本身的重量下，路堤出現(xiàn)不勻稱塌陷，路堤越高，塌陷越嚴(yán)重，甚至?xí)霈F(xiàn)路面形狀的改變。

2.2 滑坡?；率腔⌒蔚?，具有顯著的滑床，其前端平坦，后壁陡峭，是受裂縫影響?；麓蠖嗍菭恳龢邮匠扇骸⒊石B瓦狀存在。大多滑體厚度為一到三米，大多在六米以下。滑坡的形狀和土的種類、構(gòu)造以及環(huán)境影響有關(guān)，和邊坡的高度沒有顯著聯(lián)系。

2.3 溜塌。邊坡外層、強(qiáng)風(fēng)化部分的土吸收水分太多，在自身重力以及滲漏的影響下沿坡面會(huì)出現(xiàn)流塑形狀的溜塌。這種情況大多在雨水較多的季節(jié)出現(xiàn)，和坡地沒有關(guān)系。

2.4 縱裂。機(jī)器碾壓不足，填土密度不符合要求的密實(shí)性，之后會(huì)出現(xiàn)較大的塌陷，再加上路肩較空，受大氣風(fēng)化影響較深，干濕替換經(jīng)常，路肩位置比路堤收縮性大，所以在路肩上可能會(huì)順著道路的走向出現(xiàn)縫隙，長度由幾十米到百米的張開縫隙，寬度達(dá)到二到四米，距離路肩外部零點(diǎn)五到一米左右。

3 潭邵高速公路膨脹土的判別與分類

某高速項(xiàng)目建筑在膨脹土分散的位置。這個(gè)地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路和鐵路在建筑時(shí)就存在很多次由于膨脹土發(fā)生的路基危害。這條高速路項(xiàng)目大約有二十公里要建筑在膨脹土上，在建筑上存在很大的問題。

經(jīng)查閱相關(guān)規(guī)范并借鑒相應(yīng)工程的經(jīng)驗(yàn)，該高速公路的膨脹土，采用如下判別標(biāo)準(zhǔn)：（如表1所示）。

由上表可以看出，該高速公路路基段落多為弱膨脹土，該膨脹土仍可作為路基填料，或經(jīng)改良后作為路基填料。

4 膨脹土路基的處治技術(shù)

膨脹土性質(zhì)的改變是因?yàn)槠渌幍沫h(huán)境發(fā)生變化時(shí)才會(huì)改變，環(huán)境改變包含壓力變小、吸收膨脹和溫度升高造成的收縮，膨脹土發(fā)生變化最根本的原因是水分。普遍來講，膨脹土的膨脹性質(zhì)是能夠降低或者全部根除。適宜潭邵高速路采取的防治措施有以下幾種。

（1）換土。有全部更換以及部分更換兩種。這條高速路路基大多建筑在弱膨脹土上，只有一點(diǎn)是中等膨脹土，并且膨脹量也不是很大。為了降低成本，能夠選擇部分更換土的方式，就是路基中部是弱膨脹土，在路基兩邊和表層使用別的性質(zhì)土進(jìn)行遮蓋達(dá)到一定厚度，不過要配置有關(guān)的排水以及保護(hù)手段。

（2）濕度操縱。包含預(yù)濕以及維持水分穩(wěn)固兩部分。使用土工合成的物料、砌石片等物料把膨脹土隔絕開，同時(shí)配置優(yōu)良的排水體系，確保水分一直在所需的范疇內(nèi)。

a.復(fù)合土工布用于封閉路基膨脹填土。

在路面下鋪設(shè)復(fù)合土工布，可以使用兩布一膜的方式進(jìn)行鋪筑，兩邊不能在基床外，鋪筑時(shí)確保其平整沒有褶皺，使用焊接或搭接的形式，如選用搭接寬度在三十厘米以上，搭接時(shí)要保證是高端搭在低端處。然后在土工布上面使用中粗砂進(jìn)行鋪筑，大約十厘米厚，同時(shí)確保百分之四的水平方向排水斜度，由人工進(jìn)行找平再進(jìn)行碾壓，其地基以及孔隙率符合標(biāo)準(zhǔn)之后，在鋪筑上部基床物料，最后使用壓路設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)。

b.封閉法（包蓋法）。

全封閉法是用非膨脹土包蓋堤身，將封閉土與填料一道分層填筑并壓實(shí)，包蓋厚度應(yīng)≥1.5m。

分區(qū)或混合法是將脹縮性強(qiáng)的土填在下層、內(nèi)部，脹縮性弱的土填在上層、外部；或?qū)⑴蛎浲僚c非膨脹土交替分層攤鋪并碾壓。若混合后土體仍相當(dāng)于弱膨脹土?xí)r還需設(shè)置包蓋。

（3）化學(xué)固劑。用化學(xué)添加劑諸如石灰和水泥等材料來進(jìn)行膨脹土的化學(xué)固化。

a.石灰處理膨脹土。石灰處理膨脹土應(yīng)用較廣。灰石是適用于高塑性類土的最普及的穩(wěn)定劑。石灰穩(wěn)定的一般（反應(yīng)）過程有陽離子的交換、凝聚與結(jié)塊，碳化作用和膠凝作用。前兩個(gè)作用過程使土的可塑性增大，因而改變了膨脹土的電荷，后兩個(gè)作用過程是粘結(jié)反應(yīng)過程，使土的承載力提高。

b.NCS處理膨脹土。NCS是一種新型復(fù)合粘土性固化材料。NCS固化后能抑制土體膨脹和收縮，較石灰土有更好的強(qiáng)度和耐久性；路基干燥狀態(tài)下用石灰土處理膨脹土是行之有效的措施，但在潮濕狀態(tài)下用NCS更為有效。

（4）土工織物。在對(duì)路基作整體穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上，充分利用土工網(wǎng)格的抗拉強(qiáng)度、土與網(wǎng)格的相互咬合摩擦作用。一方面，通過土中鋪設(shè)網(wǎng)格吸收部分土體因干操失水收縮產(chǎn)生的應(yīng)力，抑制邊坡土體開裂的寬度和深度；另一方面，土中加網(wǎng)格又可抑制因水分進(jìn)人坡面引起膨脹土膨脹、松散，提高路基表面土體的整體性和抗剪強(qiáng)度，保證邊坡表面土體雨季飽水后，不致于因強(qiáng)度降低過多、自重過大而失穩(wěn)。

5 膨脹土施工處理的控制要點(diǎn)

（1）路基斷面。要思考到下面五點(diǎn)來降低或者防止路基的土基層體系因?yàn)楦蓾裥纬傻那圩冃?。a.基層使用厚層的石灰土，大多在四十到六十厘米；石灰配比量百分之四到百分之六最好。b.路基以及路肩的斷面其橫坡盡量最大，需要時(shí)建筑防滲結(jié)構(gòu)。路肩最好在二米以上到二點(diǎn)五米。c.邊溝盡可能又寬又深，溝底要在土基結(jié)構(gòu)頂部向下的四十到五十厘米。d.路兩邊不能栽樹，防止栽植成長速度快、吸收水分以及蒸發(fā)速度快的樹木。e.建筑排水體系，建造排水溝。（2）路基高度。膨脹土上建筑的高路堤會(huì)有大幅度的塌陷，所以不要建筑的太高，大多在三米以下，如果超過三米就要想到下降穩(wěn)固的情況，如果超過六米就要想到預(yù)留下降量以及寬度問題。（3）填筑路堤。路床使用中等的膨脹土進(jìn)行填筑時(shí)，要加入灰進(jìn)行中和，膨脹土膨脹率在零點(diǎn)七以及以下，填筑完路堤之后，路堤上層以及兩側(cè)使用其他圖進(jìn)行填筑，不能是膨脹土，同時(shí)實(shí)時(shí)使用砌片石進(jìn)行堆砌。（4）挖掘路塹。膨脹土區(qū)域的路塹要多挖三十到五十米，同時(shí)實(shí)時(shí)使用不是膨脹土的土料進(jìn)行填筑，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)碾壓。土質(zhì)勻稱、膨脹土性質(zhì)比較小的并且高度在十厘米以下的路塹使用直線型的邊坡；如果邊坡是砂卵石作為下層，膨脹土為上層就是用折線型的樣式；如果膨脹土邊坡在十米以上的高度，就建筑平臺(tái)樣式的邊坡，各個(gè)形式的平臺(tái)根據(jù)土體構(gòu)造面建筑。

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