淺談膨脹土路基的施工處理方法

關(guān)鍵詞：膨脹土；路基；施工；方法 

中圖分類(lèi)號(hào)：tu74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： a 文章編號(hào)：2095-2104（2012）08-0020-02 

膨脹土是指粘粒成份主要由強(qiáng)親水性礦物組成,并具有顯著脹縮性的粘性土。在黃河流域及其以南地區(qū)分布較廣泛。這種土有吸水膨脹、失水收縮并往復(fù)變形的性質(zhì),對(duì)路基及人工構(gòu)造物等都有破壞作用,并且不易修復(fù)。 

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(chē)的目的，必須解決因膨脹土而造成的一系列工程問(wèn)題。一、膨脹土的判別與分類(lèi) 在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，首先必須正確識(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。以往的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)證明：膨脹土并不可怕，可怕的是對(duì)膨脹土判斷失誤，沒(méi)有進(jìn)行正確的處理而導(dǎo)致工程病害的發(fā)生。 對(duì)于膨脹土的判別與分類(lèi)，近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判別和分類(lèi)方法。如：通過(guò)膨脹性礦物（蒙脫石及蒙脫石和伊利石、高嶺石的混層礦物）的含量、膨脹土的液限和塑性指數(shù)、自由膨脹率等等。雖然膨脹土的判別方法國(guó)內(nèi)外尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但比較廣泛采用的是現(xiàn)場(chǎng)定性和室內(nèi)簡(jiǎn)易定量指標(biāo)相結(jié)合的方法，即根據(jù)工程地質(zhì)特征及土的自由膨脹率指標(biāo)綜合判定： 第一，裂隙發(fā)育，常有光滑面與擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰綠色粘土，在自然條件下呈硬塑狀態(tài)； 第二，多出露于二級(jí)或二級(jí)以上階地、山前丘陵和盆地邊緣，地形平緩，無(wú)明顯自然陡坎； 第三，常見(jiàn)淺層滑坡、地裂、新開(kāi)挖坑槽壁易發(fā)生坍塌等； 第四，建筑物裂隙隨氣候變化而張開(kāi)或閉合； 第五，自由膨脹率大于或等于40%。具備這些條件的土可判定為膨脹土，然后再對(duì)其進(jìn)行粘土礦物、基本指標(biāo)、力學(xué)強(qiáng)度等全面研究。 二、膨脹土路基基本的施工處治方法 公路工程中的膨脹土處理主要涉及三方面的內(nèi)容：膨脹土邊坡穩(wěn)定及防護(hù)；膨脹土隧道的支護(hù)與襯砌問(wèn)題；膨脹土路基的處理。一般來(lái)說(shuō)，膨脹土路基施工處治方法有如下。（1）鋪筑試驗(yàn)路段：膨脹土地區(qū)路堤施工前,應(yīng)按規(guī)定做試驗(yàn)路段,為路堤的正式施工提供數(shù)據(jù)資料和經(jīng)驗(yàn)。（2）原地面處理：膨脹土地區(qū)修建公路,特別是修建高速及一級(jí)公路時(shí),在路堤填筑前，必須對(duì)原地面進(jìn)行處理,并應(yīng)滿足如下要求：填高不足1m的路堤,必須挖去地表30～60cm的膨脹土,換填非膨脹土,按規(guī)定壓實(shí)。地表為潮濕土?xí)r,必須挖去濕軟土層,換填碎、礫石土、砂礫或挖方堅(jiān)硬巖石碎渣,或?qū)⑼练�開(kāi)摻石灰處理。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，該深度稱(chēng)之為臨界深度，該含水量稱(chēng)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(lái)確定。 

（3）路塹施工：路塹邊坡不要一次挖到設(shè)計(jì)線，沿邊坡預(yù)留厚度30～50cm一層，待路塹挖完后，再削去預(yù)留部分，并以漿砌花格網(wǎng)護(hù)坡封閉。開(kāi)挖膨脹土路塹須自上而下進(jìn)行。對(duì)粘性較大且含水量較高的膨脹土，為防止由于其強(qiáng)度過(guò)低而造成坍滑，應(yīng)適當(dāng)晾干后再進(jìn)行開(kāi)挖。擋土構(gòu)筑物應(yīng)隨開(kāi)挖隨砌筑。設(shè)有防護(hù)的膨脹土邊坡，如防護(hù)不能緊跟開(kāi)挖完成時(shí)，應(yīng)暫留厚度不小于0.5m 的保護(hù)層。 

（4）路堤填筑材料及作業(yè)要求：強(qiáng)膨脹土穩(wěn)定性差,不應(yīng)作為路堤填料；中等膨脹土宜經(jīng)過(guò)加工、改良處理后作為填料；弱膨脹土可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂颉⑺�文情況及道路等級(jí)加以應(yīng)用。對(duì)于直接使用中、弱膨脹土填筑路堤時(shí),應(yīng)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。高速、一級(jí)、二級(jí)公路采用中等膨脹土作路床填料時(shí)，應(yīng)作摻灰(一般為石灰)改性處理，改性處理后要求脹縮總率接近于零。限于條件，高速、一級(jí)公路用中等膨脹土填筑路堤時(shí)，路堤填成后,應(yīng)立即作漿砌護(hù)封閉邊坡。（5）路基碾壓：先要根據(jù)膨脹土自由膨脹率的大小，選用工作質(zhì)量適宜的碾壓機(jī)具。一般地，自由膨脹率越大的土應(yīng)采用的壓實(shí)機(jī)具越重。由于膨脹土遇水易膨脹，因此壓實(shí)時(shí)，應(yīng)在最佳含水量時(shí)進(jìn)行。壓實(shí)土層不宜過(guò)厚，一般不得大于30cm。土塊應(yīng)擊碎至5cm粒徑以下，使土塊中水分易于蒸發(fā)，減少土塊本身的膨脹率，有利于提高壓實(shí)效率。 

（6）膨脹土路堤沉降量除受填土密實(shí)度的影響外，還受膨脹土的脹縮殘余變形、側(cè)向擠出變形等因素的影響，其沉降量遠(yuǎn)大于一般路堤，因此膨脹土路堤的預(yù)留沉降量須大于一般路堤。特別是使用膨脹土作為主要填料施工高填路堤時(shí)，應(yīng)選擇有代表性的路基斷面進(jìn)行沉降觀測(cè)，根據(jù)路基穩(wěn)定時(shí)沉降曲線求出沉降量與路基高度的關(guān)系，并以此為依據(jù)確定預(yù)留沉落量和對(duì)路基進(jìn)行加寬，確保路堤沉降穩(wěn)定后結(jié)構(gòu)尺寸符合設(shè)計(jì)要求。 

三、膨脹土路基施工注意事項(xiàng) 

（1）集中力量，連續(xù)快速施工，分段完成。盡可能采取機(jī)械化快速施工。開(kāi)挖、填筑、防護(hù)加固、支擋、防排水各項(xiàng)設(shè)施和工作依序一氣呵成，盡量縮短開(kāi)挖面暴露時(shí)間。（2）使用膨脹土作填料時(shí)，為增加其穩(wěn)定性，采用石灰處治，石灰劑量范圍為10%～12%，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。（3）路堤與路塹分界處，即填挖交界處，兩者土內(nèi)的含水量不一定相同，原有的密實(shí)度也不盡相同，壓實(shí)時(shí)應(yīng)使其壓實(shí)得均勻、緊密，避免發(fā)生不均勻沉陷。因此，填挖交界處2米范圍內(nèi)的挖方地基表面上的土應(yīng)挖成臺(tái)階，翻松，并檢查其含水量是否與填土含水量相近，同時(shí)采用適宜的壓實(shí)機(jī)具，將其壓實(shí)到規(guī)定的壓實(shí)度。 （4）施工時(shí)應(yīng)避開(kāi)雨季作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)排水。路基開(kāi)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。路堤、路塹邊坡按設(shè)計(jì)修整后，應(yīng)立即漿砌護(hù)墻、護(hù)坡，防止雨水直接侵蝕。 （5）避免雨季施工。在施工中排水暢通，不出現(xiàn)積水浸泡工地的情況。 

（6）膨脹土地區(qū)路床的強(qiáng)度及壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家有關(guān)規(guī)定、規(guī)范。膨脹土是影響道路及其他構(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。解決膨脹土的問(wèn)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考慮，從而通過(guò)特殊的施工工藝到處理的目的。