試述高速公路膨脹土路基施工技術(shù)

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1、試述高速公路膨脹土路基施工技術(shù)　　[摘要]近年,我國(guó)高速公路有了飛速發(fā)展，由于高速公路行車速度較快，路基的變形會(huì)涉及到公路運(yùn)營(yíng)的安全性問(wèn)題。對(duì)于膨脹土地區(qū)的高速公路而言，由于膨脹土的濕脹干縮特性，使路基的變形問(wèn)題更難處理。本文對(duì)膨脹土的判別與分類，以及膨脹土路基的施工技術(shù)進(jìn)行了分析，以供大家參考借鑒。[關(guān)鍵詞]膨脹土；路基；施工技術(shù)中圖分類號(hào)：TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A膨脹土是在漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代中形成的一種吸水膨脹、失水收縮的高塑性黏性土，對(duì)工程危害極大。膨脹土分布十分廣泛，在世界各地的許多國(guó)家都有。近年來(lái)，隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展，新建了大量的路，在公路的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中，常常會(huì)遇到

2、膨脹土。我國(guó)現(xiàn)行《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，膨脹土一般不能作為高等級(jí)公路路基填料。然而，由于土地珍貴，土源緊張，部分地區(qū)又必須采用膨脹土填筑路基。因此，對(duì)膨脹土進(jìn)行改性處理以滿足我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)的需要，具有十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1、膨脹土產(chǎn)生工程病害原因7膨脹土一直是困擾巖土工程界的重大工程問(wèn)題。膨脹土因具有遇水膨脹、失水收縮的變形特性及其邊坡浸水強(qiáng)度衰減特性在膨脹土地區(qū)的工業(yè)與民用建筑、水利、鐵道、公路等工程建設(shè)和工程運(yùn)營(yíng)中起到極大的破壞作用。近年來(lái)，我國(guó)巖土工程界在對(duì)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(duì)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

3、切實(shí)可行的處理辦法。2.填筑技術(shù)要求實(shí)驗(yàn)7下面以某一高速公路為例，在測(cè)設(shè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)沿線分布有膨脹土。膨脹土中含有較多的粘粒及親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石等粘土礦物成分，是一種遇水膨脹、強(qiáng)度驟減、失水干縮、堅(jiān)硬而又常有收縮裂隙的高塑性粘土。用這種土來(lái)填筑路堤必須采取防護(hù)措施和填土改性，確保高速公路安全運(yùn)用。由于膨脹土的液限、塑限和塑性指數(shù)較大，壓縮性偏低，在天然含水率的情況下處于較堅(jiān)硬的狀態(tài)，所以易被工程技術(shù)人員忽視，但其對(duì)工程建設(shè)潛在著嚴(yán)重的破壞性，膨脹土路堤易產(chǎn)生溜坍、坍塌、滑坡等嚴(yán)重事故，還會(huì)產(chǎn)生收縮開裂、膨脹、松散、剝落等病害，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，治理難度很大。世界上許多國(guó)家遇到過(guò)膨脹

4、土的危害問(wèn)題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)由于膨脹土問(wèn)題造成的損失，是洪水、風(fēng)和地震所造成的損失總和的兩倍多。我國(guó)有幾條重要鐵路、公路干線也遇到膨脹土引起的工程地質(zhì)問(wèn)題。目前處理膨脹土的方法主要是化學(xué)改性，如摻石灰、水泥、粉煤灰、氯化鈉、氯化鈣或磷酸等來(lái)穩(wěn)定膨脹土，其中加石灰是最普遍和最有效的方法，其摻灰量應(yīng)通過(guò)物理力學(xué)性質(zhì)、膨脹性、水穩(wěn)性等試驗(yàn)來(lái)選用最佳配比。因此必須根據(jù)當(dāng)?shù)嘏蛎浲恋奶匦?，結(jié)合必要的試驗(yàn)，研究合理的處理方案以及在現(xiàn)場(chǎng)施工的適用性，提出填筑技術(shù)要求。從三方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：(1)取土坑土樣試驗(yàn)，用以鑒別土樣的脹縮程度，包括液限、塑限、顆粒大小分析，自由膨脹率，粘土礦物成分分析(2)不同摻灰

5、率壓實(shí)試樣的脹縮性及力學(xué)性試驗(yàn)，用以比較不同石灰含量對(duì)消除膨脹土脹縮性、改良力學(xué)性質(zhì)的效果，包括重型擊實(shí)、膨脹力、無(wú)壓膨脹率、有壓膨脹率、線縮率、收縮界限、收縮系數(shù)、壓縮系數(shù)等（3)施工路段現(xiàn)場(chǎng)取樣試驗(yàn)，用以鑒別實(shí)際膨脹土路堤的壓實(shí)及改性效果，包括壓實(shí)密度、含水率、摻灰率以及上一類所述的各種脹縮性試驗(yàn)、壓縮試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。得出結(jié)論：①試驗(yàn)路段的膨脹土按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范的工程地質(zhì)分類為中等膨脹土和弱膨脹土，其中弱膨脹土的自由膨脹率已接近中等膨脹土，都應(yīng)改性處理后方可填筑路堤。7②對(duì)試驗(yàn)路段膨脹土以不同摻石灰率按最佳含水率和94%最大干密度壓實(shí)制樣的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明，摻灰率4%以

6、上，齡期7d以上其脹縮總率和無(wú)側(cè)限抗拉壓強(qiáng)度都已達(dá)到規(guī)范要求，膨脹力和無(wú)壓膨脹率都達(dá)到或接近0，壓縮模量增大到3倍以上，浸水飽和后摻石灰的效果更顯著。但現(xiàn)場(chǎng)施工土塊粉碎、石灰存放、拌和以及壓實(shí)后養(yǎng)護(hù)都達(dá)不到室內(nèi)試驗(yàn)的條件，根據(jù)規(guī)范規(guī)定采用路拌法施工石灰劑量應(yīng)比室內(nèi)試驗(yàn)確定的劑量多1%，因此摻灰率按干土重計(jì)算可取5%。③根據(jù)含水率大于最佳含水率3%以不用摻灰率制樣試驗(yàn)，齡期7d以上脹縮總率和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度都達(dá)到規(guī)范要求。由于施工現(xiàn)場(chǎng)取土坑土料的天然含水率較高，降至最佳含水率的難度較大，根據(jù)路基施工技術(shù)規(guī)范可用接近最佳含水率的中等膨脹土填筑路堤，建議路堤碾壓可比最佳含水率大3%，但不宜再增

7、大。④根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)過(guò)的試樣試驗(yàn)，含水率大于最佳含水率3%～7%。2號(hào)取土坑附近含水率比最佳含水率大5%～7%，實(shí)測(cè)摻灰率3.4%，脹縮總率0.24%，雖不超過(guò)規(guī)范對(duì)路床要求的0.7%，但未達(dá)到“摻灰處理后的膨脹土脹縮總率接近零為佳”的要求，其膨脹力達(dá)66kpa，50kpa壓力下浸水后仍發(fā)生膨脹。因?yàn)楹蔬^(guò)高，摻灰率不足，可能引發(fā)填土收縮變形造成的危害，對(duì)此應(yīng)予重視。⑤本次試驗(yàn)僅限于先導(dǎo)試驗(yàn)段，代表性不夠，隨著工程的大規(guī)模展開，今后將繼續(xù)跟