浅析公路建设中膨胀土的处理方法

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析公路建设中膨胀土的处理方法 摘要：在公路建设的过程中,常常 不可避免通过膨胀土地区,膨胀土是公路 建设中一种特殊的不良土质,是困扰公路 建设的重大工程问题,处理不当将对路基、 公路产生极大破坏.本文通过分析路基膨 胀土的工程性质,指出其危害,进而分析 膨胀土的若干处理方法。 中国论文网 /2/view-12908863.htm 关键词：膨胀土；公路建设；判 别指标；鉴定方法；处理方法 Abstract: in the process of highway construction, often unavoidable by expansive soil in highway construction, it is a special kind of bad soil, is troubled by highway construction the important -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 engineering problems, improper treatment of roadbed, road will greatly damage. This paper through the analysis of engineering properties of expansive soil roadbed, points out its harm, then analyzes several treatment methods of expansive soil. Key words: expansive soil; highway construction; index; evaluation method; treatment method 中图分类号：TU475+.5 文献标 识码： A 文章编号： 2095- 2104（2012） 前言：我国幅员辽阔，包容各种 地质气候的国家，因此在进行基础建设 是会遇到这样或那样的问题。特别是公 路建设，需求量大，覆盖面广难免会遇 到各种问题，在地基处理中膨胀土、盐 渍土、黄土等都影响着公路的建设进程， 都是对公路建设技术的挑战。笔者将对 膨胀土在公路建设中的处理方法做简要 的分析。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1、膨胀土的定义与在公路建设 中的危害 膨胀土指的是具有较大的吸水后 显著膨胀、失水后显著收缩特性的高液 限粘土。膨胀土的矿物成分主要是蒙脱 石,是一种高塑性粘土，虽然承载力较高， 但是具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀 缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发 育等特性，性质极不稳定。常使建筑物 产生不均匀的竖向或水平的胀缩变形， 造成位移、开裂、倾斜等破坏，且往往 成群出现。膨胀土在我国的分布范围很 广，如河北、河南、广东、山东、山西、 云南、湖北、安徽、江苏等地均有不同 范围的分布。膨胀土是一种特殊的土， 在公路建设中常用方法有换土、改良土 性、预浸水、控制含水量变化等措施。 2、膨胀土判别指标 某种土是否属于膨胀土，应根据 本身的固有属性来进行区分，只有内在 的主要固有属性才是控制膨胀土工程特 性的决定性因素；至于在膨胀土地区各 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 种建筑物的稳定程度，只能用作辅助的 判别。所以对膨胀土的判别原则，首先 应从工程地质观点出发，分析土体的裂 隙特征，概括出能反映膨胀土工程性质 的实际情况，能代表膨胀土规律的主要 指标。 膨胀土的判别指标的认定主要 看三个方面：能否反映膨胀土本质；指 标的测定简单便捷；指标数据可靠，重 现性好。可能用来判别膨胀土的指标分 述如下： 2.1 界限含水量 反映土粒与水相互作用的灵敏指 标之一，在一定程度上反映了土的亲水 性能。它与土的颗粒组成，粘土矿物成 分，阳离子交换性能，土粒的分散度和 比表面积，以及孔隙水溶液的性质等有 着十分密切的关系。 2.2 自由胀缩率 反映土中细粒含量的多少，或土 样的分散程度。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、 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 基本指标、力学强度等全面研究。 2.3 标准吸湿含水率 不仅依赖于土样中细粒含量，更 依赖于土中粘土矿物种类。 比表面积和阳离子交换量 2.4 矿物成分 当膨胀土蒙脱石的含量达到 5% 时，即可对土的胀缩性和抗剪强度产生 明显的影响，倘若蒙脱石含量超过 2030% 时，则土的胀缩性和抗剪强度 基本上全由蒙脱石控制。 2.5 膨胀力、最大线缩率、涨缩 总率、粒度成分等也是很重要的指标。 3、膨胀土的综合鉴别方法可根 据下列膨胀土的工程地质特征表现进行 初判： 3.1 土的颜色为灰白、灰绿，棕、 红、灰、黄褐等。 3.2 网状裂隙极发育，有蜡面， 易风化呈细粒状，鳞片状隙发育，常有 光滑面和擦痕，有的裂隙中充填着灰白、 灰绿色粘土。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 3.3 粘土细腻，滑感特强以为主， 粘土中含有少量粉砂，滑感较强，含较 多钙质或铁锰结核，以钙质结核为主， 在旱季呈坚硬或硬塑状态，在雨季粘滑。 3.4 出露于二级或二级以上阶地、 山前和盆地边缘丘陵地带，地形平缓， 无明显自然陡坎。 3.5 坡面常见浅层溜坍，滑坡， 地面裂隙。当坡面土层多时，其中的膨 胀土层往往形成凹形坡造成新开挖（槽） 壁易发生坍塌等不良现象。 3.6 浅层基础的单层或多层建筑 物出现裂缝，且建筑物裂缝随气候变化 而张开和闭合。 4、膨胀土路基基本的处理方法 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。4.1 换土换土是膨胀土路基 处理方法中最简单而且有效的方法。顾 名思义换土就是挖除膨胀土，换填非膨 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 胀土或沙砾土，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 12m，即强膨胀土为 2m，中、弱 膨胀土为 11.5m，具体换土深度要根 据调查后的临界深度来确定。4.2 湿度 控制湿度控制法包括预湿和保持含水量 稳定。为控制由于膨胀土含水量变化而 引起的胀缩变形，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。水利工程建设中经常采用膨胀 土预湿法，用水浸泡地基土或覆盖非膨 胀土以达到膨胀土的湿度平衡。4.3 改 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 性处理化学固化就是利用石灰、水泥或 其他固化材料通过与膨胀土的物理化学 作用进行膨胀土的改性处理，以达到降 低膨胀土膨胀潜势、增强强度和水稳性 的目的。具体来说：石灰的固化作用是 由于盐基交换、次生碳酸钙胶结性、粘 土颗粒与石灰相互作用形成新的含水硅 酸钙、铝酸钙等新矿物而显现出来；水 泥的固化作用是由于钙酸盐与铝的水化 物和颗粒间的胶结作用，胶结物逐渐脱 水和新生矿物的结晶作用，从而降低膨 胀土的液限，增大了膨胀土的塑限和抗 剪强度；NCS 固化材料除具有石灰、水 泥的优点消除土的胀缩性外，还有吸水 增强作用，改善土的压实性并生成微型 加筋结构，提高土的强度。在以往的膨 胀土地基处理中已有过许多成功的先例， 利用这种处理方法的成败主要取决于固 化材料的技术指标和施工工艺。 4.4 在公路工程设计中，针对膨 胀土的物理性质及力学性质，根据地质 勘测的详实报告及有关处理膨胀土的经 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 验，设计中采用了综合处理的思想，并 进行了针对性的研究，提出如下措施： 4.4.1 填高不足 1 米的路堤，必须 换填非膨胀土，并按规定压实。 4.4.2 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 10%12%，要求掺灰处理后的膨 胀土，其胀缩总率接近零为佳。 4.4.3 路堤两边边坡部分及路堤顶 面要用非膨胀土作封层，必要时须铺一 层土工布，从而形成包心填方。 4.4.4 路堑边坡不要一次挖到设计 线，沿边坡予留厚度 3050cm 一层， 待路堑挖完后，再削去予留部分，并以 浆砌花格网护坡封闭。 4.4.5 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， 原有的密实度也不禁相同，压实时应使 其压实的均匀.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， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 同时采用适宜的压实机具，将其压实到 规定的压实度。 4.4.6 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。 4.4.7 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。