公路膨脹土路基的處理及防治

1、<p>　　公路膨脹土路基的處理及防治</p><p>　　摘要：膨脹土的處理是本工程的重 要課題。針對該工程的膨脹土路基處理辦法，也為其他地區(qū)膨脹土路基設(shè)計提供參考和經(jīng)驗積 累，有一定的設(shè)計參考價值。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：膨脹土;路基處理;防治 </p><p>　　Abstract: The expansive soil is the imp

2、ortant subject of the project. Aiming at expansive soil subgrade treatment methods of the project, but also for the subgrade design provides reference and experience accumulation expansion elsewhere, it have certain refe

3、rence value to the design. </p><p>　　Key words: expansive soil; subgrade treatment; prevention </p><p>　　中圖分類號：U415 </p><p>　　膨脹土是影響公路及其它構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實際工程中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響

4、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，從而通過改變土的力學(xué)性質(zhì)達(dá)到處理的目的。 </p><p>　　一、膨脹土的主要工程特性 </p><p>　　膨脹土是指土的粘土礦物成分中富含親水性粘土礦物，具有吸水后顯著膨脹軟化，失水后急劇收縮硬裂，以及往復(fù)濕脹干縮特性的高塑性粘性土。其主要工程特性如下：l)多裂隙性：膨脹土中普遍發(fā)育有多種特定形態(tài)的裂隙，形成土體的多裂隙結(jié)構(gòu)。2)膨脹性

5、：膨脹土吸水后體積增大而產(chǎn)生膨脹，如果土的膨脹受阻，則產(chǎn)生一種內(nèi)應(yīng)力即膨脹力，將會給一些工程造成災(zāi)害。土體失水貝則體積收縮，伴隨土中出現(xiàn)開裂，可能造成其上的建(構(gòu))筑物開裂與下沉。3)超固結(jié)性：膨脹土的超固結(jié)性，是土體在地質(zhì)歷史過程中，曾經(jīng)承受過比現(xiàn)在上覆壓力更大的荷載作用，并已經(jīng)達(dá)到完全或部分固結(jié)的特性。超固結(jié)的膨脹土在成土過程中形成的先期固壓力，改變了土體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)，從而對土的應(yīng)力一應(yīng)變一強(qiáng)度特性產(chǎn)生明顯的影響。4)崩解性：膨脹

6、土浸水后其體積膨脹，在無側(cè)限條件下則發(fā)生吸水濕化。不同類型的膨脹土其濕化崩解性是不一樣的，與初始含水狀態(tài)有關(guān)。5)風(fēng)化特性：膨脹土的風(fēng)化作用主要包括物理風(fēng)化和化學(xué)風(fēng)化。6)強(qiáng)度衰減性：膨脹土的抗剪強(qiáng)度具有典型的變動強(qiáng)度特性，峰值強(qiáng)度極高，殘余強(qiáng)度模式極低，土體吸水強(qiáng)度軟化。天然土體的初期強(qiáng)度極高。然而，由于膨脹土中蒙脫石粘土礦</p><p>　　二、土基的穩(wěn)定性及其防護(hù)措施 </p><p&

7、gt;　　1)土基穩(wěn)定性：膨脹土作為公路的土基，其穩(wěn)定性主要有以下幾方面的問題：①路塹開挖，邊坡上部土體被卸除，使下部土體產(chǎn)生卸荷膨脹，引起應(yīng)力重新分布，在坡面出現(xiàn)應(yīng)力松馳層。②無論路塹或路堤，淺層土體將在氣候作用下產(chǎn)生水分的遷移變化，引起路基土濕漲干縮反應(yīng)。③膨脹土一般不應(yīng)選作路堤填料，由于旱季土體干硬不易粉碎，雨季土體粘濕不易晾干，壓密困難，后期變形較大。 </p><p>　　基于以上問題的存在，將使膨脹土

8、的土基產(chǎn)生較大的脹縮變形，導(dǎo)致強(qiáng)度雙幅衰減，使土基的長期穩(wěn)定性難以保證。 </p><p><b>　　2)防護(hù)措施 </b></p><p>　　①路基斷面可采取如下措施：路面采用不透水面層，以防止地表水下滲軟化土基。路基面橫坡應(yīng)較一般土質(zhì)路基盡可能大一些，以利于排水；路肩應(yīng)較一般土質(zhì)路肩適當(dāng)加寬，最小不宜小于2.O～2．5m。橫坡同樣盡可能加大，路肩全寬用與路面基

9、層相同的結(jié)構(gòu)層鋪砌。同時需鋪設(shè)較薄的不透水面層或做防滲處理；；邊溝需適當(dāng)加寬并盡可能采用深邊溝排水。并應(yīng)采取防滲漏措施，溝底應(yīng)設(shè)在基頂面以下至少20~30cm。 </p><p>　?、谂蛎浲谅坊叨葢?yīng)按下列情況考慮：路基挖、填高度不宜過大，一般宣選擇淺路塹、低路堤、其高度最好不大于3．0m；超過3,Om的填土路堤；必須考慮沉降穩(wěn)定問題；高度大于6．0m的路堤則須考慮預(yù)留沉降和路基面的加寬，路塹應(yīng)考慮臺階式斷面和

10、坡腳穩(wěn)定問題。 </p><p>　　③增強(qiáng)膨脹土邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)考慮以下措施：一般路基邊坡的坡度，可按普通粘土邊坡放緩l～2級；特殊路基或高邊坡，應(yīng)根據(jù)土工試驗資料進(jìn)行穩(wěn)定性檢算后確定；路基邊坡坡面應(yīng)進(jìn)行防護(hù)，具體措施可視土質(zhì)性質(zhì)、路基高度等選擇植草皮、骨架護(hù)坡、片石護(hù)坡等。 </p><p>　　④路基的防水排水，可采取以下幾種措施：路基均應(yīng)設(shè)置完善的排水設(shè)施，并形成排水網(wǎng)系，使地表水

11、及地下水能暢通排泄，防止水侵入路基造成土體軟化；路塹塹頂應(yīng)設(shè)截水溝，防止水流沖蝕坡面與滲入坡體。截水溝的位置應(yīng)視上部坡面匯水情況而定，一般應(yīng)距塹緣l0一15m以外，截水溝的縱坡宜以崗脊為頂點(diǎn)向兩側(cè)排水；邊溝應(yīng)較一般土質(zhì)路基的邊溝適當(dāng)加寬和加深。路塹邊溝的外側(cè)須設(shè)一定寬度的平臺，以保護(hù)坡腳免受浸濕，防止坡面剝落物堆積堵塞邊溝；臺階式高邊坡，應(yīng)在每級平臺同側(cè)設(shè)側(cè)水溝，以截排上部坡面水，保護(hù)坡腳，在平臺內(nèi)側(cè)截水溝與坡腳之間宜設(shè)一定寬度的平臺，

12、以利邊坡穩(wěn)定；地面排水溝，特別是路基范圍內(nèi)或近路基的水溝，均應(yīng)鋪砌和加固，以防止?jié)B漏和沖刷，并應(yīng)加強(qiáng)維修。 </p><p>　?、輫鴥?nèi)外在考慮膨脹土路基的壓實標(biāo)準(zhǔn)時，主要采取以下技術(shù)措施：采用較高含水量和較低密度的原則，以控制填筑膨脹土的浸水膨脹變形。國外通常采用比較輕型壓實標(biāo)準(zhǔn)最佳含水量略高的含水量，或在含水量稍高于自然含水量壓實到較低的干容重，控制的主要因素是容重；綜合考慮到膨脹土的初期強(qiáng)度，長期強(qiáng)度以及強(qiáng)

13、度衰減、脹縮變形、施工工藝等因素的變化特征。 </p><p>　　⑥選用弱膨脹土做路基填料時，宜摻合石灰、水泥等無機(jī)結(jié)合料對膨脹土進(jìn)行土改良及加固，以保證土基的穩(wěn)固。所用石灰、水泥的劑量應(yīng)視土性改良及加固的要求，根據(jù)膨脹土的類型、土中粘土礦物成分、物理化學(xué)性質(zhì)、土的本堿度等具體條件而定。 </p><p>　　3)路塹邊坡防護(hù)與加固 </p><p>　　路塹邊坡

14、防護(hù)與加固的措施有以下幾種：①植被防護(hù)，常見的植被防護(hù)有種草、撒草籽、鋪草皮、種紫穗槐等。但種草、和撒草籽的成活率一般較低，生長較慢，不宜采用。而鋪草皮和種紫穗槐效果，則普遍較好o②三合土抹面，適用于任何坡度的邊坡防護(hù)，可以防止降雨和表水對暢通面的沖蝕，同時可防止表水滲入土體引起膨脹變形。但是，三合土和四合土對溫度的調(diào)節(jié)作用較差，在熱梯度變化下同樣可以引起坡面表土的溫度變化，同時坡面全部封閉后，對土中水分排出不利，均有可能產(chǎn)生局部的脹縮

15、變形，使用時應(yīng)予考慮。③片石護(hù)坡，適用于邊坡已局部破壞的各種路段，用以整治膨脹土病害，也適用于新線路塹，用以預(yù)防邊坡破壞發(fā)生。片石有單層和雙層之分，利用其自重可對邊坡土體起到反壓和抑制膨脹的雙重作用，同時對已受破壞牽動的土體，片石嵌護(hù)后有一定的支護(hù)作用。④擋土墻，擋土墻用于膨脹土路塹邊坡穩(wěn)定的支撐建筑物，有別于一般土質(zhì)邊坡的坡腳墻。由于膨脹土邊坡的土體結(jié)構(gòu)的特性，擋土墻既有坡腳墻，又有坡腰墻，也有坡頂墻，根據(jù)塹坡工程地條件，可以設(shè)—級擋

16、土墻，也可以設(shè)兩級或多級擋土墻。但無論何種擋土墻，在設(shè)計時均應(yīng)充分考慮到膨脹土的特殊工程性質(zhì)。墻背應(yīng)回填砂與碎石</p><p>　　4)路堤邊坡防護(hù)與加固 </p><p>　　膨脹±路堤邊坡的防護(hù)與加固，有以下措施：通常采用的有植被防護(hù)，如種草、鋪草皮、種紫穗槐、種夾竹桃等，地面護(hù)坡，如干砌片石、漿砌片石，坡腳墻等。特別應(yīng)當(dāng)提出的是，在路堤邊坡上種紫穗槐、種夾竹桃等灌術(shù)，目前

17、在工程部門的認(rèn)識還不完全一致。這些植物一方面因根系發(fā)達(dá)，對邊坡士體有固著作用；另一方面植物的蒸騰作用可加速土中水分的散失而引起更大的收縮。因此，是否可種植，應(yīng)因地制宜。由于膨脹±路堤填土的工程性質(zhì)較原狀土更差，穩(wěn)定性難于保證，故多在路堤邊坡采用支撐滲溝“拴腰帶”的措施，其作用是將長的填土坡面分割成短小坡面，固著坡面土體，支撐邊坡，加強(qiáng)坡面排水，效果比較理想。此外，還常采用坡腳片石垛以填土反壓護(hù)道等措施，以加固膨脹土路堤邊坡。也

18、可采用坡面支撐滲溝與暢通腳片石垛聯(lián)合加固。 </p><p><b>　　三、設(shè)計與施工 </b></p><p>　　預(yù)防膨脹土滑坡的產(chǎn)生，必須立足于“先發(fā)制坡”的原則基礎(chǔ)上，從勘察選線與選址開始，通過設(shè)計、施工和養(yǎng)護(hù)維護(hù)各個階段，層層設(shè)防，最終實現(xiàn)。 </p><p>　　(1)勘察階段。詳細(xì)查明線路位置的工程她質(zhì)條件，對勘察區(qū)內(nèi)膨脹土邊坡

19、的整體穩(wěn)定性作出正確的分析判斷。如果預(yù)測有發(fā)生大型滑坡的嚴(yán)重危害，采取堅決繞避方案。 </p><p>　　(2)設(shè)計階段。充分應(yīng)用工程地質(zhì)資料，結(jié)合已有工程或滑坡的穩(wěn)定性情況進(jìn)行沒計，盡量減少滑坡發(fā)生的可能性。首先是正確選擇設(shè)計方案，作出深挖長路塹與隧道的比較，高填長路堤與橋的比較；二是選擇適合膨脹土特性的合理邊坡形式、坡率、高度；三是選擇必要的有效工程防護(hù)措施等。 </p><p>　

20、　(3)施工階段。在膨脹土地區(qū)，由于施工方法不當(dāng)引起的滑坡屢見不鮮。膨脹土地區(qū)的施工應(yīng)盡量做到在旱季施工，并集中力量一氣呵成。其施工順序應(yīng)嚴(yán)格遵循：先排水，后主體；快速開挖，及時支擋，自上麗下，分層逐級施工的原則。 </p><p>　　(4)養(yǎng)護(hù)維修。由于膨脹土滑坡的發(fā)生，大多有一個從量變到質(zhì)變的發(fā)育過程。如不及時治理與養(yǎng)護(hù)維修，則有進(jìn)一步使變形擴(kuò)大的可能。 </p><p>　　(5)

21、觀測預(yù)報。對于由于地質(zhì)條件變化可能產(chǎn)生較大危害性的滑坡，應(yīng)建立觀測系統(tǒng)，監(jiān)視滑坡的活動，進(jìn)行緊急預(yù)報，以防止滑坡的發(fā)生。 </p><p><b>　　四、結(jié)束語 </b></p><p>　　了解膨脹土的特性，有利于膨脹土路基的處理及防治，做好膨脹土路基的處理及防治，有利于工程項目的進(jìn)行。 </p><p>　　作者簡介：余天海；性別：男；出