膨胀土路基施工治理措施

膨胀土路基施工及治理措施

中图分类号：u213.1+5

摘要：本文介绍了膨胀土的特点，分析了膨胀土对公路路基的危害，提出对膨胀土的治理措施。

关键词：膨胀土公路路基治理措施

abstract: this paper introduces the characteristics of expansive soil, expansive soil on highway subgrade is analyzed the harm, put forward the treatment measures of expansive soil.

key words: expansive soil highway roadbed treatment measures

膨胀土是指土中粘粒成分主要由亲水性矿物质组成，同时并具有吸水膨胀、失水收缩两种变形的高液限粘土。凡是液限大于或等于40%，自由膨胀率大于或等于40%的粘土可判断为膨胀土。该土具有吸水膨胀，失水收缩并往复变形的性质，对路基的破坏作用极为严重，并且构成的破坏是不易修复的。

随着交通建设的发展，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。

1、膨胀土的主要特性大致可以归纳为以下几点：

(1)土的粘土矿物成分富含有亲水性矿物成分，如蒙脱石、伊利

石和高岭石等；(2)有较强的胀缩性；(3)有裂隙性结构；(4)有显著衰减性；(5)多含有钙质或铁质结核；(6)一般呈棕、红、黄、褐及灰白色；(7)自然坡度平缓，无直立陡坡；(8)对公路路基及工程建筑有较强的潜在破环作用。

2、膨胀土对公路工程的危害

2.1膨胀土填料的危害

(1)由于膨胀土具有很高的粘聚性，等含水量较大时，一经施工机械搅动，将粘结成塑性很高的巨大团块，很难晾干，随着水分的逐渐散失，上块的可塑性降低，由于粘聚性的继续作用，土块的力学强度逐步增大，从而使土快坚硬，难于击碎、压实。因此如果含水量高的膨胀土直接用作路基填料，将会增加施工难度，延长工期，并且质量难以保证。

(2)膨胀土路基遇雨水浸泡后，土体膨胀，轻者表面出现厚l0 cm 左右的蓬松层，重则在50cm-80cm深度范围内形成“橡皮泥”；若在干燥季节，随着水分的散失，土体将严重干缩龟裂，其裂缝宽度约l-2cm，缝深可达30-50cm，雨水可通过裂缝直接灌入土体深处，使土体深度膨胀湿软，从而丧失承载能力，且由于膨胀土具有极强的亲水性，土体愈干燥密实，其亲水性愈强，膨胀量愈大，当膨胀受到约束时，土体中会产生膨胀力，当这种膨胀力超过上部荷载或临界荷载时，路基出现严重的崩解，从而造成路基局部坍塌、隆起或裂缝。

2.2膨胀土的其他病害

(1)滑坡。滑坡具有弧形外贸，有明显的滑床，滑床后壁陡直，前缘比较平稳，滑坡呈牵引式出现，具叠瓦状，成群发生，滑体呈纵长形，滑坡厚度大多具有浅层性，一般为l.0-3.0m与土的类型、上体结构密切相关，而与边坡高度和坡度并无明显关系

(2)坍滑。边坡浅层膨胀土体在湿胀干缩效应与风化作用影响下，由于裂缝切割以及水的作用下，土体强度衰减，丧失稳定，沿一定滑面整体滑移并有坍落现象，多发生在雨季。

(3)溜塌。边坡表层、强风化层内的土体吸水过饱和，在重力与渗透压力的作用下，沿坡面向下产生塑流状塌现象。常发生在雨季，与边坡坡度无关。

(4)纵裂。路肩部位常因机械压不到，填土密实度达不到要求，导致后期沉降量相对较大。再者由于路肩临空，对大气作用比较敏感，干湿交替频繁，肩部土体失水收缩远大于堤身，所以路肩上发生顺线路方向的开裂，形成数十米甚至数百米的张开裂缝，缝宽约2-4cm，大多距路肩外缘0.5-l. 0m。

3膨胀土的处治措施

3.1膨胀土用作路基填料时采取的措施

(1)在交通量小的低等级公路上，可以根据膨胀土的分布情况，将下层的砂性土与其对半掺和使用，这样可降低土中粘粒的相对含量，从而改变其工程性质。

(2)对于二级以上的公路，可采用掺和剂量不小于8%的石灰处理，改变其矿物成分的性质，从而增强其水稳性，提高其力学性质。

在掺和石灰处理过程中，最好分两步进行：第一步，掺6%的石灰，拌和机充分拌和，整形初压后，适量洒水，使表面膨胀碎块进一步崩解，然后再在表面掺和2%的石灰，并且灰土拌和机将表面打起6-8cm，重新拌和，最后充分碾压，这样可增加表面强度和水稳定性。

(3)弱膨胀上直接作为填料时，宜采取包心处理：底层用95区填料填至常水位以上50cm，上面用膨胀土填筑时，路基两侧3m范围内用95区填料包边，到路槽下1.5m时，改用95区填料填筑。防止雨水直接浸泡膨胀土。

(4)为了保护膨胀土路基不受雨水侵害，也可在底基层顶面晒沥青膜封层( 2kg/m2)。

(5)采用0.5-l.0 m之间厚度的沙硕垫层，也可有效消除膨胀土的胀缩作用，提高路基的承载力。

(6)加强防水保湿措施，使路面、路基有较好的排水条件，后增设隔水层。

(7)路堤两边边坡部分及路堤顶面用非膨胀土作封层，必须时须铺一层土工布，从而形成包心填方。

(8)提高路面后路基的结构刚度。

(9)膨胀土地区路床的强度及压实标准应严格遵守国家有关规定、规范。

3.2膨胀土路堑滑坡治理

膨胀土滑坡对路堑的破环性较大，处理起来施工难度大，耗资

大，若方案不当，一次成功的几率小，防治膨胀土滑坡必须坚持“先发制坡，以防为主”的原则，在制坡当中本着“制坡先制水，防滑先防水”的原则，水是膨胀土的大敌，对地表水，地下水均需处理，因此路堑之上有积水渗透后路堤底有地下水均需设置渗水及排水

设施，将水引排除路外。依据膨胀土类型和挖方深度的不同，采取不同类型的边坡防护措施。

(1)铺草皮主要适用于边坡高度不高的弱膨胀土路段，草皮对边坡的隔热保湿、保温、防止土体的干缩湿胀有一定的作用，但因草皮的固着深度有限，在暴雨频率较高的地区，设置一些支撑上体的浆砌片石拱圈，效果会更加好一些。

(2)骨架护坡边坡高度高于6m时，边坡可设骨架护坡，有折形框架，骨架宽0.5m，厚0.4-0.6m，全部埋入土中，骨架支撑表土，格内栽草皮护面。

(3)挡土墙用于膨胀土路堑边坡，挡土端埋深1.5m以下，不得使地表水影像墙基干燥稳定，墙背反滤稍厚，以抵消墙后部分应力释放和膨胀力，墙顶宽度可取墙高的一半，挡土墙断面较大，以抵消墙背土压力。

3.3膨胀土路堑路床治理

路堑路床以下50-80cm的膨胀土，采用挖除换填砂性土的方式，边沟尽可能加大，路堑边沟外侧设平台，堑顶设截水沟，路堑的深度不宜太深。

4、膨胀土施工注意事项