公路膨胀土路基的处理及防治.doc

1、公路膨胀土路基的处理及防治摘要：膨胀土的处理是本工程的重 要课题。针对该工程的膨胀土路基处理办法，也为其他地区膨胀土路基设计提供参考和经验积 累，有一定的设计参考价值。 关键词：膨胀土;路基处理;防治 Abstract: The expansive soil is the important subject of the project. Aiming at expansive soil subgrade treatment methods of the project, but also for the subgrade design provides reference and exper

2、ience accumulation expansion elsewhere, it have certain reference value to the design. Key words: expansive soil; subgrade treatment; prevention 中图分类号：U415 膨胀土是影响公路及其它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，从而通过改变土的力学性质达到处理的目的。 一、膨胀土的主要工程特性 膨胀土是指土的粘土矿物成分中富含亲水性粘土矿物，具有吸水后显著

3、膨胀软化，失水后急剧收缩硬裂，以及往复湿胀干缩特性的高塑性粘性土。其主要工程特性如下：l)多裂隙性：膨胀土中普遍发育有多种特定形态的裂隙，形成土体的多裂隙结构。2)膨胀性：膨胀土吸水后体积增大而产生膨胀，如果土的膨胀受阻，则产生一种内应力即膨胀力，将会给一些工程造成灾害。土体失水贝则体积收缩，伴随土中出现开裂，可能造成其上的建(构)筑物开裂与下沉。3)超固结性：膨胀土的超固结性，是土体在地质历史过程中，曾经承受过比现在上覆压力更大的荷载作用，并已经达到完全或部分固结的特性。超固结的膨胀土在成土过程中形成的先期固压力，改变了土体内部的应力状态，从而对土的应力一应变一强度特性产生明显的影响。4)崩

4、解性：膨胀土浸水后其体积膨胀，在无侧限条件下则发生吸水湿化。不同类型的膨胀土其湿化崩解性是不一样的，与初始含水状态有关。5)风化特性：膨胀土的风化作用主要包括物理风化和化学风化。6)强度衰减性：膨胀土的抗剪强度具有典型的变动强度特性，峰值强度极高，残余强度模式极低，土体吸水强度软化。天然土体的初期强度极高。然而，由于膨胀土中蒙脱石粘土矿物的亲水性及多裂隙结构等，抗剪强度将随着时间的延续而衰减。 二、土基的稳定性及其防护措施 1)土基稳定性：膨胀土作为公路的土基，其稳定性主要有以下几方面的问题：路堑开挖，边坡上部土体被卸除，使下部土体产生卸荷膨胀，引起应力重新分布，在坡面出现应力松驰层。无论路堑

5、或路堤，浅层土体将在气候作用下产生水分的迁移变化，引起路基土湿涨干缩反应。膨胀土一般不应选作路堤填料，由于旱季土体干硬不易粉碎，雨季土体粘湿不易晾干，压密困难，后期变形较大。 基于以上问题的存在，将使膨胀土的土基产生较大的胀缩变形，导致强度双幅衰减，使土基的长期稳定性难以保证。 2)防护措施 路基断面可采取如下措施：路面采用不透水面层，以防止地表水下渗软化土基。路基面横坡应较一般土质路基尽可能大一些，以利于排水；路肩应较一般土质路肩适当加宽，最小不宜小于 2.O25m。横坡同样尽可能加大，路肩全宽用与路面基层相同的结构层铺砌。同时需铺设较薄的不透水面层或做防渗处理；边沟需适当加宽并尽可能采用深

6、边沟排水。并应采取防渗漏措施，沟底应设在基顶面以下至少 2030cm。 膨胀土路基高度应按下列情况考虑：路基挖、填高度不宜过大，一般宣选择浅路堑、低路堤、其高度最好不大于 30m；超过 3,Om 的填土路堤；必须考虑沉降稳定问题；高度大于 60m 的路堤则须考虑预留沉降和路基面的加宽，路堑应考虑台阶式断面和坡脚稳定问题。 增强膨胀土边坡的稳定性，应考虑以下措施：一般路基边坡的坡度，可按普通粘土边坡放缓 l2 级；特殊路基或高边坡，应根据土工试验资料进行稳定性检算后确定；路基边坡坡面应进行防护，具体措施可视土质性质、路基高度等选择植草皮、骨架护坡、片石护坡等。 路基的防水排水，可采取以下几种措施

7、：路基均应设置完善的排水设施，并形成排水网系，使地表水及地下水能畅通排泄，防止水侵入路基造成土体软化；路堑堑顶应设截水沟，防止水流冲蚀坡面与渗入坡体。截水沟的位置应视上部坡面汇水情况而定，一般应距堑缘 l0 一 15m以外，截水沟的纵坡宜以岗脊为顶点向两侧排水；边沟应较一般土质路基的边沟适当加宽和加深。路堑边沟的外侧须设一定宽度的平台，以保护坡脚免受浸湿，防止坡面剥落物堆积堵塞边沟；台阶式高边坡，应在每级平台同侧设侧水沟，以截排上部坡面水，保护坡脚，在平台内侧截水沟与坡脚之间宜设一定宽度的平台，以利边坡稳定；地面排水沟，特别是路基范围内或近路基的水沟，均应铺砌和加固，以防止渗漏和冲刷，并应加强

8、维修。 国内外在考虑膨胀土路基的压实标准时，主要采取以下技术措施：采用较高含水量和较低密度的原则，以控制填筑膨胀土的浸水膨胀变形。国外通常采用比较轻型压实标准最佳含水量略高的含水量，或在含水量稍高于自然含水量压实到较低的干容重，控制的主要因素是容重；综合考虑到膨胀土的初期强度，长期强度以及强度衰减、胀缩变形、施工工艺等因素的变化特征。 选用弱膨胀土做路基填料时，宜掺合石灰、水泥等无机结合料对膨胀土进行土改良及加固，以保证土基的稳固。所用石灰、水泥的剂量应视土性改良及加固的要求，根据膨胀土的类型、土中粘土矿物成分、物理化学性质、土的本碱度等具体条件而定。 3)路堑边坡防护与加固 路堑边坡防护与加

9、固的措施有以下几种：植被防护，常见的植被防护有种草、撒草籽、铺草皮、种紫穗槐等。但种草、和撒草籽的成活率一般较低，生长较慢，不宜采用。而铺草皮和种紫穗槐效果，则普遍较好 o三合土抹面，适用于任何坡度的边坡防护，可以防止降雨和表水对畅通面的冲蚀，同时可防止表水渗入土体引起膨胀变形。但是，三合土和四合土对温度的调节作用较差，在热梯度变化下同样可以引起坡面表土的温度变化，同时坡面全部封闭后，对土中水分排出不利，均有可能产生局部的胀缩变形，使用时应予考虑。片石护坡，适用于边坡已局部破坏的各种路段，用以整治膨胀土病害，也适用于新线路堑，用以预防边坡破坏发生。片石有单层和双层之分，利用其自重可对边坡土体起

10、到反压和抑制膨胀的双重作用，同时对已受破坏牵动的土体，片石嵌护后有一定的支护作用。挡土墙，挡土墙用于膨胀土路堑边坡稳定的支撑建筑物，有别于一般土质边坡的坡脚墙。由于膨胀土边坡的土体结构的特性，挡土墙既有坡脚墙，又有坡腰墙，也有坡顶墙，根据堑坡工程地条件，可以设级挡土墙，也可以设两级或多级挡土墙。但无论何种挡土墙，在设计时均应充分考虑到膨胀土的特殊工程性质。墙背应回填砂与碎石，以抵消部分膨胀变形；墙顶应设一定宽度的平台；挡墙必须设泄水孔。 4)路堤边坡防护与加固 膨胀路堤边坡的防护与加固，有以下措施：通常采用的有植被防护，如种草、铺草皮、种紫穗槐、种夹竹桃等，地面护坡，如干砌片石、浆砌片石，坡脚

11、墙等。特别应当提出的是，在路堤边坡上种紫穗槐、种夹竹桃等灌术，目前在工程部门的认识还不完全一致。这些植物一方面因根系发达，对边坡士体有固着作用；另一方面植物的蒸腾作用可加速土中水分的散失而引起更大的收缩。因此，是否可种植，应因地制宜。由于膨胀路堤填土的工程性质较原状土更差，稳定性难于保证，故多在路堤边坡采用支撑渗沟“拴腰带”的措施，其作用是将长的填土坡面分割成短小坡面，固着坡面土体，支撑边坡，加强坡面排水，效果比较理想。此外，还常采用坡脚片石垛以填土反压护道等措施，以加固膨胀土路堤边坡。也可采用坡面支撑渗沟与畅通脚片石垛联合加固。 三、设计与施工 预防膨胀土滑坡的产生，必须立足于“先发制坡”的

12、原则基础上，从勘察选线与选址开始，通过设计、施工和养护维护各个阶段，层层设防，最终实现。 (1)勘察阶段。详细查明线路位置的工程她质条件，对勘察区内膨胀土边坡的整体稳定性作出正确的分析判断。如果预测有发生大型滑坡的严重危害，采取坚决绕避方案。 (2)设计阶段。充分应用工程地质资料，结合已有工程或滑坡的稳定性情况进行没计，尽量减少滑坡发生的可能性。首先是正确选择设计方案，作出深挖长路堑与隧道的比较，高填长路堤与桥的比较；二是选择适合膨胀土特性的合理边坡形式、坡率、高度；三是选择必要的有效工程防护措施等。 (3)施工阶段。在膨胀土地区，由于施工方法不当引起的滑坡屡见不鲜。膨胀土地区的施工应尽量做到

13、在旱季施工，并集中力量一气呵成。其施工顺序应严格遵循：先排水，后主体；快速开挖，及时支挡，自上丽下，分层逐级施工的原则。 (4)养护维修。由于膨胀土滑坡的发生，大多有一个从量变到质变的发育过程。如不及时治理与养护维修，则有进一步使变形扩大的可能。 (5)观测预报。对于由于地质条件变化可能产生较大危害性的滑坡，应建立观测系统，监视滑坡的活动，进行紧急预报，以防止滑坡的发生。四、结束语 了解膨胀土的特性，有利于膨胀土路基的处理及防治，做好膨胀土路基的处理及防治，有利于工程项目的进行。 作者简介：余天海；性别：男；出生年月：1966.10.18，籍贯：贵州湄潭；民族：汉族，目前职称：工程师，研究方向：土木工程交通方向（高速公路建设） ，工作单位：贵州省湄潭县交通运输局。