浅谈膨胀土路基的施工处理方法

关键词：膨胀土；路基；施工；方法 

中图分类号：tu74文献标识码： a 文章编号：2095-2104（2012）08-0020-02 

膨胀土是指粘粒成份主要由强亲水性矿物组成,并具有显著胀缩性的粘性土。在黄河流域及其以南地区分布较广泛。这种土有吸水膨胀、失水收缩并往复变形的性质,对路基及人工构造物等都有破坏作用,并且不易修复。 

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。一、膨胀土的判别与分类 在膨胀土地区进行工程建设，首先必须正确识别膨胀土与非膨胀土，并准确判断膨胀土膨胀势的强弱和工程性质的特点，然后才能在工程设计和施工中做到有的放矢，采取切实有效的方法进行处理。以往的工程建设经验已经证明：膨胀土并不可怕，可怕的是对膨胀土判断失误，没有进行正确的处理而导致工程病害的发生。 对于膨胀土的判别与分类，近些年来国内外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判别和分类方法。如：通过膨胀性矿物（蒙脱石及蒙脱石和伊利石、高岭石的混层矿物）的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等等。虽然膨胀土的判别方法国内外尚未有统一标准，但比较广泛采用的是现场定性和室内简易定量指标相结合的方法，即根据工程地质特征及土的自由膨胀率指标综合判定： 第一，裂隙发育，常有光滑面与擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰绿色粘土，在自然条件下呈硬塑状态； 第二，多出露于二级或二级以上阶地、山前丘陵和盆地边缘，地形平缓，无明显自然陡坎； 第三，常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等； 第四，建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合； 第五，自由膨胀率大于或等于40%。具备这些条件的土可判定为膨胀土，然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。 二、膨胀土路基基本的施工处治方法 公路工程中的膨胀土处理主要涉及三方面的内容：膨胀土边坡稳定及防护；膨胀土隧道的支护与衬砌问题；膨胀土路基的处理。一般来说，膨胀土路基施工处治方法有如下。（1）铺筑试验路段：膨胀土地区路堤施工前,应按规定做试验路段,为路堤的正式施工提供数据资料和经验。（2）原地面处理：膨胀土地区修建公路,特别是修建高速及一级公路时,在路堤填筑前，必须对原地面进行处理,并应满足如下要求：填高不足1m的路堤,必须挖去地表30～60cm的膨胀土,换填非膨胀土,按规定压实。地表为潮湿土时,必须挖去湿软土层,换填碎、砾石土、砂砾或挖方坚硬岩石碎渣,或将土翻开掺石灰处理。换土深度根据膨胀土的强弱和当地的气候特点确定。在一定深度以下的膨胀土含水量基本不受外界气候的影响，该深度称之为临界深度，该含水量称之为该膨胀土在该地区的临界含水量。由于各地的气候不同，各地膨胀土的临界深度和临界含水量也有所不同。换土深度要考虑受地面降水影响而使土体含水量急剧变化的深度，基本上在1～2m，即强膨胀土为2m，中、弱膨胀土为1～1.5m，具体换土深度要根据调查后的临界深度来确定。 

（3）路堑施工：路堑边坡不要一次挖到设计线，沿边坡预留厚度30～50cm一层，待路堑挖完后，再削去预留部分，并以浆砌花格网护坡封闭。开挖膨胀土路堑须自上而下进行。对粘性较大且含水量较高的膨胀土，为防止由于其强度过低而造成坍滑，应适当晾干后再进行开挖。挡土构筑物应随开挖随砌筑。设有防护的膨胀土边坡，如防护不能紧跟开挖完成时，应暂留厚度不小于0.5m 的保护层。 

（4）路堤填筑材料及作业要求：强膨胀土稳定性差,不应作为路堤填料；中等膨胀土宜经过加工、改良处理后作为填料；弱膨胀土可根据当地气候、水文情况及道路等级加以应用。对于直接使用中、弱膨胀土填筑路堤时,应尽量减少路基含水量受外界大气的影响，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土将膨胀土路基进行包封，避免膨胀土与外界大气直接接触，尽量减少膨胀土内部的湿度迁移。高速、一级、二级公路采用中等膨胀土作路床填料时，应作掺灰(一般为石灰)改性处理，改性处理后要求胀缩总率接近于零。限于条件，高速、一级公路用中等膨胀土填筑路堤时，路堤填成后,应立即作浆砌护封闭边坡。（5）路基碾压：先要根据膨胀土自由膨胀率的大小，选用工作质量适宜的碾压机具。一般地，自由膨胀率越大的土应采用的压实机具越重。由于膨胀土遇水易膨胀，因此压实时，应在最佳含水量时进行。压实土层不宜过厚，一般不得大于30cm。土块应击碎至5cm粒径以下，使土块中水分易于蒸发，减少土块本身的膨胀率，有利于提高压实效率。 

（6）膨胀土路堤沉降量除受填土密实度的影响外，还受膨胀土的胀缩残余变形、侧向挤出变形等因素的影响，其沉降量远大于一般路堤，因此膨胀土路堤的预留沉降量须大于一般路堤。特别是使用膨胀土作为主要填料施工高填路堤时，应选择有代表性的路基断面进行沉降观测，根据路基稳定时沉降曲线求出沉降量与路基高度的关系，并以此为依据确定预留沉落量和对路基进行加宽，确保路堤沉降稳定后结构尺寸符合设计要求。 

三、膨胀土路基施工注意事项 

（1）集中力量，连续快速施工，分段完成。尽可能采取机械化快速施工。开挖、填筑、防护加固、支挡、防排水各项设施和工作依序一气呵成，尽量缩短开挖面暴露时间。（2）使用膨胀土作填料时，为增加其稳定性，采用石灰处治，石灰剂量范围为10%～12%，要求掺灰处理后的膨胀土，其胀缩总率接近零为佳。（3）路堤与路堑分界处，即填挖交界处，两者土内的含水量不一定相同，原有的密实度也不尽相同，压实时应使其压实得均匀、紧密，避免发生不均匀沉陷。因此，填挖交界处2米范围内的挖方地基表面上的土应挖成台阶，翻松，并检查其含水量是否与填土含水量相近，同时采用适宜的压实机具，将其压实到规定的压实度。 （4）施工时应避开雨季作业，加强现场排水。路基开挖后各道工序要紧密衔接，连续施工，时间不宜间隔太久。路堤、路堑边坡按设计修整后，应立即浆砌护墙、护坡，防止雨水直接侵蚀。 （5）避免雨季施工。在施工中排水畅通，不出现积水浸泡工地的情况。 

（6）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。膨胀土是影响道路及其他构造物建设的一种特殊土质，在实际工程中，其破坏力是巨大的。解决膨胀土的问题，应着重从影响其物理、力学性质变化的内在因素和外在因素上考虑，从而通过特殊的施工工艺到处理的目的。