精品文檔-下載后可編輯高速公路膨脹土地基的處理措施淺析隨著我國高速公路建設(shè)日新月異，許多公路路線不可避免會通過膨脹土地區(qū)。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。為了保證道路在較長時間內(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。近年來，我國巖土工程界在膨脹土微觀結(jié)構(gòu)特征及其工程性質(zhì)的研究中取得了豐碩的成果，對膨脹土產(chǎn)生工程病害的原因給予科學(xué)的解釋，并提出許多切實(shí)可行的處理辦法。

一、膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)分析

膨脹土按粘土礦物分類，可以歸納為兩大類：一類以蒙脫石為主，另一類以伊力土和高嶺土為主。蒙脫石粘土在含水量增加時出現(xiàn)膨脹，而伊力土和高嶺土則發(fā)生有限的膨脹，引起膨脹土發(fā)生變化的條件，分析概述如下：

1、含水量

膨脹土具有很高的膨脹潛勢，這與它含水量的大小及變化有關(guān)。如果其含水量保持不變，

則不會有體積變化。在工程施工中，建造在含水量保持不變的粘土上的構(gòu)造物不會遭受由膨脹而引起的破壞。當(dāng)粘土的含水量發(fā)生變化，立即就會產(chǎn)生垂直和水平兩個方向的體積膨脹。含水量的輕微變化，僅1％～2％的量值，就足以引起有害的膨脹。在安康地區(qū)，膨脹土對人們的危害較大，建造在膨脹土上的地板，在雨季來臨時，土中含水量增加引起的地板翹起開裂屢見不鮮。

一般來講，很干的粘土表示有危險。這類粘土能吸收很多的水，其結(jié)果是對結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞性膨脹。反之，比較潮濕的粘土，由于大部分膨脹已經(jīng)完成，進(jìn)一步膨脹將不會很大。但應(yīng)注意的是，潮濕的粘土，在水位下降或其它的條件變化時，可能變干，顯示的收縮性也不可低估。

2、干容重

粘土的干容重與其天然含水量是息息相關(guān)的，干容重是膨脹土的另一重要指標(biāo)。Y=18.OKN／m的粘土，通常顯示很高的膨脹潛勢。在安康地區(qū)，人們對這種土的評語是“硬的象石頭”。這表明著粘土將不可避免地出現(xiàn)膨脹問題。

3、力學(xué)性質(zhì)

在工程地質(zhì)中，這種粘土的膨脹現(xiàn)象很普遍，我們通過土工實(shí)驗(yàn)，得出粘土的力學(xué)指標(biāo)，以供土質(zhì)力學(xué)上的計(jì)算。通常對膨脹土的力學(xué)分析，主要是對其膨脹潛勢和膨脹壓力的研究后得出的。

(1)膨脹潛勢

膨脹潛勢：簡單的講，就是在室內(nèi)按AASHO標(biāo)準(zhǔn)壓密實(shí)驗(yàn)，把試樣在最佳含水量時壓密到最大容重后，使有側(cè)限的試樣在一定的附加荷載下，浸水后測定的膨脹百分率。膨脹率可以用來預(yù)測結(jié)構(gòu)物的最大潛在的膨脹量。膨脹量的大小主要取決于環(huán)境條件，如潤濕程度.潤濕的持續(xù)時間和水分的轉(zhuǎn)移方式等。因此，在工程施工中，改造膨脹土周圍的環(huán)境條件，是解決膨脹土工程問題的一個出發(fā)點(diǎn)。

(2)膨脹力

膨脹力，也就是膨脹壓力。通俗的講，就是試樣膨脹到最大限度以后，再加荷載直到回復(fù)到其初始體積為止所需的壓力。對某種給定的粘土來說，其膨脹壓力是常數(shù)，它僅隨干容重而變化。因此，膨脹力可以方便的用作衡量粘土的膨脹特性的一種尺度。對于未擾動的粘土來講，千容重是土的原位特征。所以在原位于容重時土的膨脹壓力可以直接用來論述膨脹特性。

二、膨脹土路基處理方法

根據(jù)膨脹土的結(jié)構(gòu)特性和工程特性，按照膨脹土類型，對膨脹土可采用多種處理方法，一般可分為膨脹土性質(zhì)改良法、保溫法及換土法三類。膨脹上性質(zhì)改良法是改變膨脹土的親水性、熱敏性和脹縮性的方法，包括機(jī)械改良法(又稱夯實(shí)法)、物理改良法及化學(xué)改良法；保濕法是保持膨脹土地基中的水分不發(fā)生改變，以克服膨脹士吸水膨脹、失水收縮性質(zhì)的方法；換土法是將膨脹土全部挖除，采用非膨脹土進(jìn)行換填。根據(jù)鄭少高速公路的具體情況，綜合考慮膨脹土的各種性質(zhì)，對膨脹土路基處理采取“保濕防滲”的原則，采用放緩邊坡、加強(qiáng)防護(hù)，換填非膨脹土、對膨脹土進(jìn)行摻灰改良、加強(qiáng)排水等工程措施，確保膨脹土路基的穩(wěn)定，滿足工程建設(shè)要求。

1、放緩邊坡

由于膨脹土的工程特征，膨脹土路基邊坡不能很陡，根據(jù)膨脹土類型及邊坡高度，邊坡率一般采用1:1.5、1:1.75、1:2.0三種較緩邊坡。填挖較高時，在從路面起每6.0m高度處設(shè)置一級2.0m寬中間平臺，以加強(qiáng)路基邊坡的穩(wěn)定。

2、加強(qiáng)防護(hù)

對膨脹土路基坡面采取壘防護(hù)處理，并綜合考慮安壘、美觀、綠化等要求，對中等膨脹土邊坡采用漿砌片石實(shí)體防護(hù)；對弱膨脹土邊坡采用漿砌片石拱形骨架、人字型預(yù)制塊、預(yù)制六角空心磚、菱形網(wǎng)格、窗孔式漿砌片石等護(hù)坡形式進(jìn)行防護(hù)，在骨架、預(yù)制塊和網(wǎng)格中采用液壓噴播植草防護(hù)。當(dāng)邊坡較高時，在邊坡底部設(shè)3m高的矮擋土墻，以確保邊坡坡腳的穩(wěn)定。

3、加強(qiáng)防排水措施

由于膨脹土具有顯著地吸水膨脹軟化和失水收縮硬裂的特征，必須加強(qiáng)膨脹土路基的防排水措施。根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕邓亢途唧w地形，在路基建設(shè)范圍內(nèi)設(shè)置邊溝、排水溝、截水溝、急流槽、跌水等排水構(gòu)造物，并在排水構(gòu)造物周邊鋪設(shè)防滲復(fù)合土工膜，確保將地表水排出路基本體，而不致大量下滲，對膨脹士路基造成危害。在地下水發(fā)育地區(qū)，設(shè)置支撐滲溝和滲水盲溝，以減少地下水對路基工程的不良影響。

4、填筑非膨脹土

為保證路基的工程質(zhì)量，對不適宜做路床的膨脹土路段，全部挖除膨脹土，換填非膨脹土。對弱膨脹土路塹地段路床以下30cm、中等膨脹土路塹地段路床以下50cm，采用挖除換填非膨脹土來處理。適當(dāng)涼曬后的弱膨脹土、含水量小于20％的中等膨脹土和采用摻拌生石灰進(jìn)行改性處理后的含水量在20％―30％之間的中等膨脹土可用于路堤填心，但其周邊需采用非膨脹土填料進(jìn)行包裹，包裹層厚度不小于2.Om，中等膨脹土路堤地段路床厚80an和上路堤厚70cm以及弱膨脹土路堤地段路床厚80cm范圍內(nèi)的土體，填筑非膨脹--土。

5、摻石灰改良

膨脹土對膨脹土不能直接利用而非膨脹土來源困難或運(yùn)距較遠(yuǎn)不經(jīng)濟(jì)時，采用摻石灰改性膨脹土，石灰劑量為4％12％，摻石灰改性后應(yīng)達(dá)到脹縮總率小于0.7為準(zhǔn)，以接近零為最佳，根據(jù)不同路段膨脹土的具體情況，通過試驗(yàn)確定具體的摻灰率。

6、采用土工格柵加固中等膨脹土路堤邊坡

為加固中等膨脹土路堤邊坡，中等膨脹土地區(qū)的路堤，自路床頂以下兩側(cè)邊坡采用雙向土工格柵加固，每層垂直間距為0.4m，除最上部兩層及變坡點(diǎn)處土工格柵拉通鋪設(shè)以外，其余各層土工格柵寬度為3.0m，為防止格柵露出邊坡，格柵外緣距邊坡保留至少10cm的距離，有邊坡防護(hù)工程時，應(yīng)保留30～40cm。對土工格柵材料的要求：為確保工