路基膨胀土处理

路基膨胀土处理（精选12篇）

路基膨胀土处理 第1篇

一、膨胀土特性分析

1. 膨缩性和崩解性

根据土质学观点, 膨胀土本身具有亲水性, 只要和水相互作用, 都具有增大其体积的能力, 土体湿度也会随着增加。如土体失水就会导致体积收缩, 伴随土中可能出现开裂, 也可能造成公路的开裂和下沉, 同时膨缩土受季节气候影响十分明显。因此, 膨胀与收缩两种变形是交互的, 不同类型的膨胀土其湿化崩解性具有不一样的特性, 这同土的粘土矿物、结构及胶结性质及土的初始含水状态有一定关系。一般由蒙脱石组成的强膨胀土放入水中后即刻发生崩解, 且几分钟内即可完全崩解。

2. 多裂隙性和超固结性

把土体层层分割成具有一定几何形态的块体, 比如棱块状和短柱状等, 则会破坏土体本身的完整性。对于膨胀土路基边坡的破坏, 大多和土中裂隙有一定的关系, 且滑动面的形成主要受裂隙软弱结构面所影响。超固结膨胀土路基开挖后, 把产生土体超固结应力进行释放, 边坡与路基面出现卸荷膨胀, 并常在坡脚形成应力集中区和较大的塑性区, 使边坡容易破坏。

3. 风化特性和强度衰减性

胀土受气候因素影响, 易产生风化破坏作用。在路基开挖后, 土体在风化应力作用下, 很快就会产生裂隙及剥落和泥化等现象, 这就使土体结构破坏, 强度降低。胀土的抗剪强度拥有典型的变动强度特性, 峰值强度极高, 残余强度模式极低, 土体吸水易软化。具有超固结性的膨胀土在成土过程中形成结构强度, 天然土体的初期强度极高, 一般现场开挖或推土机铲土都很困难。其衰减幅度和速度, 除和土的矿物组成、结构和状态有关外, 还与风化作用、胀缩效应及施工条件等有关。

二、膨胀土的危害

1. 沉陷变形

膨胀土初期结构强度较高, 施工时不易粉碎及压实, 路堤建成后因大气物理风化作用和湿胀干缩效应, 土块出现崩解, 在路面和路堤自重及汽车荷载作用下, 路堤易出现不均匀下沉现象, 路堤越高, 沉陷量就越大, 严重的可使路面变形和破坏。

2. 滑坡

滑坡一般具有弧形外貌, 有明显的滑床, 滑床后壁具有陡直特点, 前缘平缓, 主要受裂隙控制。滑坡多呈现牵引式出现, 具叠瓦状, 成群发生。一般滑体厚度是l~3 m, 多数情况是小于6 m。滑坡与大气风化作用层深度及土的类型、土体结构有着密切联系, 而和边坡的高度无明显关系。

3. 溜塔

边坡表层、强风化层内的土体吸水过饱, 在重力和渗透压力作用下, 沿坡面向下产生流塑状溜塌。溜塌多发生在雨季, 和整个边坡坡度没有关系。

4. 纵裂和坍肩

路肩部经常是机械碾压不到的地方, 实际填土达不到需要的密实度, 后期沉降量一般较大, 加之路肩是临空的, 对大气风化作用特别敏感, 干湿交替频繁, 肩部土体收缩远大于堤身, 故在路肩上常发生顺路线方向的开裂情况, 形成数十米至上百米的张开裂缝。

路堤肩部土体如压实不够, 加之又处于两面临空部位, 易受风化作用影响从而导致强度衰减的情况。如有雨水渗入, 尤其是当有路肩纵向裂缝出现时, 在汽车动荷载作用下, 易出现路肩坍塌的状况。

三、膨胀土路基处理方法

1. 换填基床

即将膨胀土换成工程性质较好的土质, 实际换填深度应根据膨胀土胀缩性的强弱及当地气候条件来确定。换土是膨胀土路基处理方法中最为简单有效的方法。在一定深度下的膨胀土含水量基本不会受外界气候影响, 该深度称之为临界深度, 该含水量称之为膨胀土在该地区的临界含水量。因各地气候状况不同, 实际膨胀土的临界深度及临界含水量也不同, 换土深度要考虑受地面降水的影响导致土体含水量急剧变化的深度, 基本上在1~2 m, 也就是强膨胀土为2 m, 中弱膨胀土为1~1.5 m, 具体换土深度要根据调查后的临界深度来具体确定。

2. 改良土质

一般普遍采用的是石灰、粉煤灰、水泥等进行改良处治, 也可采用其中的两种或三种进行综合处治。其中最为常用的方法是掺石灰改良法。石灰的固化作用是通过离子交换, 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、硅酸等新矿物而显现出来的。采用掺石灰改性膨胀土, 石灰剂量为4%~12%, 掺石灰改性后应达到胀缩总率小于0.7, 以接近零为最佳, 根据不同路段膨胀土的具体情况, 通过试验确定具体的掺灰率。

3. 预混法和封闭法

在施工前给土体浸水, 使土体充分膨胀, 并维持高含水量, 使土体体积保持不变, 就不会因土体膨胀造成建筑路基破坏, 但该方法无法保证路基所要求的足够强度和刚度。

外包式路堤法又称为包盖法。在堤心部位填膨胀土。用非膨胀土来实现对堤身的包盖。整个包盖土层厚不小于l m, 并要把包盖土拍紧, 将膨胀土封闭, 这样的目的也是限制堤内膨胀土湿度变化。一般边坡处往往是施工中碾压的薄弱部位。如封闭土层和路堤土分层填筑压实, 并达到同样的压实度, 其处理效果会更好一些, 但在实际施工操作中却很难做到。

4. 土工合成材料加固处理

采用土工布既可提高地基承载力, 同时还可以迅速排除地表水, 防止基床出现膨胀土软化的现象。改善基床的毛细排水, 预防地下水上升对路基的侵害, 可以对路基起到一定的保护作用。可采用土工格栅分层铺设在边坡中, 能起到加筋补强、防止浅层溜坍的作用, 用土工网垫铺设于路堤边坡表面, 这样能起到防止表水冲刷的作用, 用复合土工膜铺于基床表层的垫层中, 能在基床中起到隔水防渗、防止翻浆冒泥的作用。

四、结语

膨胀土是影响公路建设的一种特殊土质, 在实际工程建设中, 其不良影响是巨大的。膨胀土地区的路基处理是一项很复杂的问题, 需要考虑多种影响因素。除此之外, 因各个地区的气候特点和膨胀土的地质成因相差较大, 造成膨胀土具有显著的区域性特征, 膨胀土用作路堤填料所表现的工程特性差异较大, 因此需根据工程的具体地域特点采取合适的方法进行适当的处理。

参考文献

[1]孙惠兰, 徐培华.高级公路膨胀土地段路基施工技术[J].筑路机械与施工机械化, 2011 (16) .

[2]罗文柯, 杨果林.膨胀土处治技术在高速公路路基中的工程应用[J].湘潭大学自然科学学报, 2006 (1) .

高速公路膨胀土路基的施工处理方法 第2篇

更新时间：2012-02-23 17:00:34 来源：中国工程机械品牌网

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膨胀土是指粘粒成分主要由强条水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土，在广西地区分布较为广泛。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。本文根据高速公路膨胀土路基处理基本方法，并结合自己在多年来的施工管理经验提出一些施工处理方法。

一、问题的提出

膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。近年来，我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果，对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释，并提出许多切实可行的处理办法。随着我国高速公路建设日新月异，许多公路路线不可避免会通过膨胀土地区。本文根据广西水（水任）南（南宁）高速公路的膨胀土的物理性质及力学性质，以及地质勘测的翔实报告及有关处理膨胀土的经验，谈谈如何利用合理施工方法去处理膨胀土的体会。

二、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（包括水利、公路、铁路等）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：[PageCute]

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。

三、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。一般来说，膨胀土路基处理方法有如下三种：换土、湿度控制、改性处理。

（一）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。

（二）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。[PageCute]

（三）改性处理

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。

四、膨胀土路基的施工处理方法

在广西水（水任）南（南宁）高速公路施工中，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验，在施工中采用了综合处理的思想，并进行了针对性的研究，提出如下处理措施：

第一，填高不足1米的路堤，必须换填非膨胀土，并按规定压实。

第二，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。

第三，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。第四，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。

第五，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。

第六，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。

第七，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。

五、结语

路基膨胀土处理 第3篇

关键词：公路路基；膨胀土；技术处理

1.前言

近年来，随着我国公路桥梁建设不断发展，路基处理遇到的膨胀土问题日益增多，给工程建设造成了巨大损失。在工程地质勘察中，必须正确地识别膨胀土与非膨胀土，准确地判定膨胀土的胀缩性等级，这有助于合理进行路基的设计与地基处理，对保障公路路基安全具有非常重要的意义。

2.膨胀土的定义及特征

《膨胀土地区建筑技术规范》（GBJ112-87）给出的膨胀土的定义：“膨胀土的土中粘粒成分主要由亲水矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土”。在自然条件下，膨胀土多呈硬塑或坚硬状态，裂隙较发育，常见光滑面和擦痕，裂缝随气候变化张开和闭合，并具有反复胀缩的特性。膨胀土的胀缩特性有如下几点：

①膨胀性：指土的体积因不断吸水而增大的过程，是粘土矿物与水相互作用的结果。反映土的膨胀性能指标有自由膨胀率和不同压力作用下的膨胀率。当膨胀率大于90%时为强膨胀土，小于40%的为非膨胀土，土的含水量越低，其膨胀率越高；

②收缩性：由于水分减少而收缩变形是膨胀土的另一个重要特性，其变形大小以收缩系数表示。收缩系数的物理意义是指含水量减少1%时土样的竖向收缩变形，收缩系数大的土，其收缩变形量也大；

③膨胀与收缩的可逆性，膨胀土具有吸水膨胀，失水收缩，再吸水再膨胀，再失水再收缩的变形特性，我们称之为土的膨胀收缩的可逆性，是膨胀土的重要特性，由于这样的特性而造成建筑物变形、开裂是建筑裂损的一个重要因素；

④膨胀土的判别外观上，膨胀土可呈灰白色、灰绿色、灰黑色、棕褐色、黄褐色。天然状态下，膨胀土呈有棱角的块状或片状。规范要求，对膨胀土详判采用自由膨胀率、标准吸水率、塑性指数三项指标来进行。

强膨胀土一般不用做路基填料，对于中、弱性膨胀土，经处理后可作為路床填料，要求处治后的膨胀土其胀缩总率接近于零，土壤强度（承载比CBR）不低于规范中对各级公路的要求。

3.膨胀土地区公路施工处理措施

3.1需选择良好的季节开工，做好施工准备和加强施工管理工作，开工前一定要组织落实好材料、机械和人力，以保证开工后连续完成基槽、基础及回填工作。

3.2做好排水措施，防止雨水或施工水流入基槽，对现场给水管网和施工用水设专人管理维护，临时的水池、洗料场、搅拌站、淋灰池或用水较多的地方，应距建筑物10m以上并设可靠的排水系统。

3.3土性改良。若用膨胀土填筑，可采用石灰、水泥等无机结合料进行改良和加固。一般以掺入4%～6%为宜。

3.4预浸水措施。使土在施工前就产生膨胀，膨胀最大时往往在浸水后的3～5个昼夜，以消除使用过程中的膨胀性。

3.5新技术新方法。

①掺砂回填，这样一是破坏了原膨胀土的土粒结构；二是改变了膨胀土的颗粒级配和其他特性，此方法具有施工技术简单，工程质量易于控制，工期短，投资少的优点。

②三维土工网垫植被，这种方法可以使边坡表面形成一层坚固的、具有自身生长能力的绿色复合保护层，即三维植草土工网垫体系，此技术在国内领先。

3.6路基工程

3.6.1挖方路基

（1）路床超挖封闭处理：挖方路基和零填路基应换填路床顶面以下30-60cm膨胀土（对强膨胀土和中等膨胀土宜）5Ocm，宜换填石灰土，并分层压实，迅速铺设路面半刚性基层。

（2）挖方边坡设计：挖方边坡应尽可能减小挖深。挖方边坡坡形和坡率应符合《公路路基设计规范》有关规定。高速公路、一级公路除满足上述规定外，还应结合膨胀土斜坡破坏类型、路堑边坡形式及水文地质条件，考虑膨胀土变动强度和强度衰减的特性，对深路堑边坡应进行稳定性验算；层状构造膨胀土，如层面与坡面斜交且交角<450时，应验算层面稳定性。验算稳定时应取土体沿滑动饱和状态时的抗剪强度值，稳定系数取1.2。

（3）边坡防护：依公路等级、边坡高度和膨胀土胀缩等级并结合当地实际条件，采用不同的防护方案。对强膨胀土和中等膨胀土路堑边坡应进行全封闭。可采用浆砌护坡或结合浆砌挡土墙综合防护加固。挡墙可设一级、二级或多级，每级高度宜簇3m，每级挡墙平台应浆砌封闭，对弱膨胀土建议采用拱型植草防护。

（4）渗排水设计：边沟宜加宽加深，应设灰土层并全断面加铺防渗布。路堑边沟外侧设平台，阶梯式边坡平台均设排水沟，沟底设灰土层，并全断面加铺防渗布。

（5）施工程序：

①当挖到距路顶面以上30m时，应停止向下开挖，并挖好临时排水沟，待做路面时挖至路床超挖深度，并用灰土回填，按压实度标准压实。

②挖方边坡不要一次挖到设计线，沿山坡预留30～50cm一层，待路堑挖完时，再削去边坡预留部分，并及时防护。

3.6.2填方路基

（1）地表封闭处理：高速公路及一、二级公路路基填土高度路堤，宜挖除地表30～60cm的膨胀土（强膨胀土宜50cm），并采用灰土封填压实处理。

（2）路基填料设计：

①强膨胀土不应作路基填料。如限于条件，高速公路及一、二级公路只能用强膨胀土作填料时，则应作专门试验论证分析。

②高速公路及一、二级公路采用中等膨胀土作路床填料时，应掺灰改性处理，改性处理后要求胀缩总率<0.7限于条件，采用中等膨胀土作为路堤填料时，碾压应保持最佳含水量。路堤填筑后应立即封闭边坡。当填至路床底面时，应停止填筑改用改性处理后的膨胀土填至路床顶面设计标高，在上路床加铺土工格栅，并严格压实。路基边坡建议采用灰土包边封闭或浆砌封闭防护，路堤顶面也要用灰土形成包心填方。

③高速公路及一、二级公路采用弱膨胀土作路床填料时，宜改性后填筑或采用非膨胀土填筑，作为路堤填料时，边坡宜采用植草或拱形植草防护。

④三、四级公路可采用中等膨胀土和弱膨胀土作为路基填料。当铺筑高级路面和次高级路面时，作为上路床填料应改性处理。

（3）路床土强度和压实标准：膨胀土地区路床土强度和压实标准，应分别按《公路路基施工技术规范》的规定执行。

（4）碾压要求：根据膨胀土胀缩等级，选用工作量适宜的碾压机具，碾压时保持最佳含水量。

（5）路堤与路堑分界处即填挖交界处2m范围内的挖方地基表面的土应挖台阶翻松，并检查其含水量是否与填料相近，同时采用适宜的压路机具，将其压实到规定的压实度。

（6）路堤边坡设计：采用弱膨胀土和中等膨胀土填筑路堤的边坡坡率可按《公路路基设计规范》确定。边坡形式应视土质和填筑高度而定。对弱膨胀土低路堤可采用直线形。对填土较高或用不同土质分层填筑的路堤，可采用折线形，一般上陡下缓。

4.结束语

公路膨胀土路基处理浅析 第4篇

1 膨胀土的工程特性

膨胀土具有较大的吸水膨胀、失水收缩特性, 其黏性成分含量很高, 其中0.002mm的胶体颗粒一般超过20%, 黏粒主要由亲水矿物组成;土的液限WL>40%, 塑性指数Ip>17, 多数在22~35之间;自由膨胀率一般超过40%;按工程性质分为强膨胀土、中等膨胀土、弱膨胀土3类。

2 膨胀土路基的处理

一般情况下膨胀土不宜作为高等级道路路基填筑材料, 但是若由于道路所经膨胀土地区常常因路线长, 膨胀土分布范围广, 难以选到非膨胀土填料时, 需要改善膨胀土特性, 满足道路施工基本要求。

2.1 膨胀土地区路堤填筑

1) 强膨胀土稳定性差, 不应作为路堤填料;中膨胀土经加工、改良处理后可作为路堤填料;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, 应及时对边坡及顶部进行防护。2) 主干路采用中膨胀土用作路床填料时, 应作掺灰改性处理。改性处理后要求胀缩总率不超过0.7。3) 使用膨胀土作填料时, 为增加其稳定性, 可采用石灰处治, 石灰剂量可通过试验确定, 以强度试验参数为主要依据, 同时要求掺灰处理后的膨胀土, 其胀缩总率接近零为佳。4) 可用接近最佳含水量的中膨胀土填筑路堤, 但两边边坡部分要用非膨胀土作为封层。路堤顶面也要用非膨胀土形成包心填方。挖方地段当挖到距路床顶面30cm以上时, 应停止向下开挖, 并挖好临时排水沟;待做路面时, 再挖至路床顶面以下30cm, 并用非膨胀土回填, 并按要求压实。

2.2 主干路路堤原地面处理

1) 填高不足1m的路堤, 必须挖去地表30~60cm的膨胀土, 换填非膨胀土并按规定压实。

2) 地表为潮湿土时, 必须挖去湿软土层换填碎砾石土、砂砾或挖方坚硬的岩石碎碴, 或将土翻开掺石灰加以稳定并按规定压实。

2.3 膨胀土地区路堑开挖应满足下列基本要求

1) 挖方边坡不要一次挖到设计线, 沿边坡预留厚度30~50cm一层, 待路堑挖完时, 再削去边坡预留部分, 并立即浆砌护坡封闭。

2) 膨胀土地区的路堑, 主干路的路床应超挖30~50cm, 并立即用粒料或非膨胀土分层回填或用改性土回填, 按规定压实。

2.4 膨胀土地区路基碾压施工

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, 碾压时应保持最佳含水量;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, 原有的密实程度也不相同, 压实时应使其压实得均匀、紧密, 避免发生不均匀沉陷。因膨胀土路堤压实后的紧密程度比一般土填筑的路堤更重要, 故规定压实度检验点数增加1倍。

3 膨胀土路基施工需满足以下要求

1) 根据膨胀土的本身特性, 在进行膨胀土路基施工时应尽可能地避开雨季施工, 对因工期要求不可避免时必须采取以下措施。

a.完善临时排水工程, 路基未出地面前, 路基范围内容易集水, 固雨季施工必须设临时排水沟, 如附近无排水出口, 须设临时积水坑, 雨水积满后, 立即采用抽水机将积水排出路基范围。积水坑须采用PE塑料膜防渗。b.路基填筑过程突遇降雨, 须及时将土料堆起, 采用塑料膜隔水, 不得将已改性的石灰土暴露在雨水中。

2) 根据地形特点做好路基施工前的清表, 碾压和原地翻松处理工作, 挖排截水沟, 增大路基表面横坡。

3) 根据土场料源做好取土坑土样击实试验, 绘制石灰剂量标准曲线。因料源不同, 土的最佳含水量和最大干密度存在较大差异, 不同的取土坑对应不同的击实标准。因膨胀土的特殊性, 施工时须结合现场碾压情况采用不同的标准。

4) 掺灰改性处理后的填土, 胀缩总率不应大于0.7, 自由膨胀率不大于40%。改良膨胀土路基施工应分段进行施工, 分段施工长度不宜大于200m, 路基施工工序应紧密衔接, 连续施工。在进行分段施工前应做好试验段的施工, 通过试验段的施工总结:上土工艺、石灰土的拌和工艺、土颗粒的粉碎工艺、土的含水量变化及控制、松铺系数的测定、碾压机械的优化和碾压过程中压实度增长规律, 改进的石灰剂量标准曲线和快速含水量测试方法、路基压实度、灰剂量的检测方法等。

5) 改性土土料掺灰宜采用“二次”掺灰工艺。取土坑经第一次掺灰砂化的土料上路后, 首先保证摊铺均匀, 为使含灰量均匀且压实的厚度不大于20cm, 松铺厚度采用不大于25cm。对天然含水量较高的土料, 摊铺后须用铧犁翻拌和中拖粉碎、晾晒, 有效降低含水量后再进行二次掺灰;对天然含水量不高的, 在路基上摊铺均匀后, 即可二次掺灰。

6) 路基填料改性土在耕翻晾晒过程中, 施工技术人员必须做好含水量的检测工作, 严格控制含水量, 对含水量低于最优含水量, 必须采用补水的办法, 否则不得成型。

7) 施工碾压前, 检测人员根据改性土的含灰量及设计灰剂量即时补灰, 补灰宜采用人工打格布灰。用稳定土拌和机进行粉碎, 粉碎后检测颗粒含量, 土颗粒的多少直接影响着膨胀土的改良性能, 规范要求颗粒细度小于5cm。

8) 土粉碎后, 及时进行灰剂量和含水量测试, 当检测所有点含灰量大于设计含灰量, 含水量大于最佳含水量2~3%点时, 即可组织碾压。当检测的含灰量小于设计灰剂量1%时, 需及时补灰。当含水量偏高时耕翻晾晒。

9) 先采用振动压路机振碾, 再用静压碾压, 先边部后中部, 一次碾压至设计要求压实度。

10) 压实度采用灌砂法, 灰剂量采用EDTA滴定法测定。在改性土的施工中, 不仅要严格控制灰剂量, 而且要严格控制路基压实度, 只有在每一层压实度检验合格后, 方可填筑上一层。

11) 做好路基加宽的压实和路基表面横坡的设置工作。

4 小结

路基膨胀土处理 第5篇

宁西铁路南阳地区膨胀土路基施工技术

通过采用三种不同的判别标准对该地区膨胀土进行膨胀势判别,并且对该段16个取土场的23组天然土样进行物理化学分析测试,根据测试试验结果对该区膨胀土填筑适宜性进行了评价;在此基础上,对该段膨胀土路基填筑施工工艺及其关健控制参数进行了试验研究.试验结果表明本文的土赤膨胀势判别、填筑适宜性评价及施工工艺合理,肿胀土基施工工程质量完全达到了国家规范要求,解决了该段肿胀土路基的施工技术难题.

作 者：董谦 Dong Qian 作者单位：南京城建项目建设管理有限公司,江苏南京,210006刊 名：国防交通工程与技术英文刊名：TRAFFIC ENGINEERING AND TECHNOLOGY FOR NATIONAL DEFENCE年，卷(期)：7(3)分类号：U416.167关键词：路基 土料 膨胀势 填筑 含水量控制 碾压机械

路基膨胀土处理 第6篇

【关键词】膨胀土；改良试验；市政工程；道路路基

膨胀土实际上就是土壤之中所存在的亲水性质矿物质，这类矿物质能够起到失水收缩、吸水膨胀等方面的特性。并且膨胀土本身还具有较高的粘性，使用在道路工程中所呈现出的承载力较强，并且在路基本身进行施工的过程中，这类土壤也同样能够起到良好的质量提升作用。但是在实际使用的过程中，所必须要重视的环节就在于膨胀土本身的胀缩性都较大，这直接导致土壤结构体系不稳定，如何针对这方面的问题加以解决，就成为了一个迫在眉睫的问题。下文主要针对改良膨胀土填筑市政道路路基的施工工艺进行了全面详细的探讨。

1.概述

由于膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩的特性，它严重阻碍了市政工程的施工，并且在施工过程中也加大了难度。因此，在建设公路工程中，遇到地区是膨胀土的区域往往施工难度非常大，而且会给建筑物或者公路造成极大的破坏。目前，众多影响因素制约着我国市政工程的施工，其中膨胀土就是最为重要的影响因素之一，在现代化建筑工程施工过程中，由于施工技术的不够完善，所以对于膨胀土地区的施工也就成为了重点关注的话题。由于公路、建筑物、桥梁等在膨胀土地区会受到严重的变形与破坏，所以施工单位必须要对膨胀土进行不断探索与改革，但是在技术上或者其他方面受到了一定的限制，以致于改良好的膨胀土并没有达到强度的要求及标准，仍然在某些数据方面不符和标准，因此，在施工过程中，必须要对其进行和理的控制，促使膨胀土在施工过程中达到设计要求的质量，以此来保证施工的质量，提高施工的效益。以下，我们主要研究了膨胀土的改良方法、施工工艺以及在市政道路工程中的运用，提出了在施工过程中如何采取措施以控制其质量，机枪路基的强度与刚度、稳定性，从而达到汽车对于公路的碾压的设计要求。

2.主要研究方法

由于膨胀土本身在实际使用过程中，所呈现出来的破坏性较大，所以，在施工现场进行实际填筑的过程中，务必要利用生石灰改良、熟石灰改良等方面的不同改良措施进行综和性的改良促使，并且从施工工艺、经济、技术等几个方面来进行全面系统的坍探讨，尤其是要对于工程施工过程中所可能出现的影响因素进行严格的控制、管理，最大限度的施工工程本身的质量有所保障。

3.室内试验结果

根据《膨胀土地区建筑技术规定》：膨胀土系指粘粒成分主要由强的亲水性矿物组成，液限>40%，且膨胀性能较大的粘性土，自由膨胀率F。大于40%者，就是膨胀土。道路系统根据膨胀土地区道路工程遭受的变形危害调查统计，2种素土的液限都没有大于40%，虽然不能满足膨胀土的初判条件之一，即/>40%，但2种素土的。均接近于40%，且Ip>15，还需进一步的评判。应用数学地质的主成分和点群分析，建立了四因子判别函数，根据上面的判别分析，可初步判断这两种素土均属于膨胀土。

通过对比可以看出，石灰改良膨胀土的塑性指标，相对膨胀土有明显改善，液限含水量基本保持不变、塑限含水量提高、塑性指数降低。

击实试验：击实试验采用重型击实方法。首先配制6种不同含水率的土样，每种土样分5层击实，每层击数25下，根据含水率与其干密度的关系绘制曲线，以求得此土样的最大干密度与最优含水量。由击实试验结果可知，掺石灰后，最佳含水量得到增加；而最大干密度则减小。改良后土样的最大干密度较素土的最大干密度有了较大幅度的下降，这是由于石灰土击实后的微结构呈团粒骨架结构，在这种结构中，单粒微团粒和团聚体相互接触形成骨架狀，微团粒多位于团聚体之问起连接作用或充填于团聚体之间的孔隙中。随着石灰的掺入，结构模型不变，结构单元发生有规律的变化，细小孔隙增多，结构变疏松。

4.填筑方法

4.1依据路拌法、集中场地路拌法、厂拌法等三个方面的施工特性，来对其中所呈现出的含灰率、含水量、石灰粒径、改良土粒径、碾压方式、松铺数值等几个方面所必须的施工数据进行深入的研究，充分的掌握这类工艺系数施工过程中所呈现出的关系。

4.2集中场地路拌法施工工艺

如果是采取厂拌法来继续拧施工，那么和集中场地路拌法以及路拌法之间所呈现出的差异，就是少了一步拌和之前所需要的初步碾压处理。并且集中场地路拌法仅仅只需要是在土场表面平整之后，进行布灰拌和处理即可。如果说将取土运送到了固定的场所之后，再进行相应的布灰拌和处理，直接路拌法工艺流程之间完全相同，但是会导致倒运操作被增加一次。

4.3厂拌法施工工艺

厂拌法在进行膨胀土填料填筑的过程中，实际上主要是利用三阶段、五区段、九流程的方式来对于施工工艺进行施工组织。而和路拌法路基填筑工艺进行比较来看，实际上，在九流程之中，有8个流程是和路拌法完全相同的，相互之间所存在的不同点实际上仅仅只是粉碎拌和环节。

5.改良膨胀土填筑路基检测体系

灌砂法以及环刀法都是对改良土本身所具有的压实密度进行检测的有效措施，并且两者在这一过程中所呈现出的相关性较为紧密，实际施工的过程中，可以直接一句现场的条件因素，来选择其中一项措施进行密度检测，而另一项措施则是作为复合性检测措施。通常情况下，核予射线法并不适合使用在这类工程的石灰改良密度检测工作中。在厂拌改良法使用的过程中，可以利用预渗灰的措施，来极大的提升厂拌改良土所呈现出来的生产效率。而路拌改良土本身的颗粒指标等，务必要保持在一定的标准下，尤其是均匀性和含灰量，都必须要符合工程需求，但是这一施工措施本身所具备的变异性较大，对于周边施工环境所呈现出的影响也较大。但路拌改良土具有造价偏低，施工效率高的优点，建议对设计标准为200公里及以下的道路工程项目基床以下路堤改良土施工采用路拌法施工。

6.结论

综上所述，在我国现代化的道路工程进行施工的过程中，导致道路工程出现变化因素较大的，膨胀土是其中较为重要的一个因素，这方面的因素存在，不仅导致工程施工的质量受到影响，严重情况下还可能会使得道路坍塌现象出现。而本文在针对膨胀土改良措施、施工工艺、工程实际应用等方面进行研究之后，明显发现，经过改良处理之后的膨胀土本身，不但可以为施工质量提供保障，还能够为工程的经济效益带来提升的效果，为膨胀土道路工程施工发展起到了极大的促进作用。

参考文献

[1]孙继伟，王军.浅谈膨胀土路基施工[J].铁道工程学报，2004（04）

公路膨胀土路基的施工处理方法 第7篇

随着我国高速公路建设日新月异的发展, 许多公路路线不可避免会通过膨胀土地区。本文根据河南济 (源) 邵 (源) 高速公路膨胀土的物理及力学性质, 以及地质勘测的翔实报告与有关处理膨胀土的经验, 谈谈如何利用合理施工方法去处理膨胀土的体会。

一、膨胀土产生工程病害原因

膨胀土一直是困扰岩土工程界的重大工程问题。膨胀土因具有遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的工业与民用建筑、水利、铁道、公路等工程建设和工程运营中起到极大的破坏作用。近年来, 我国岩土工程界在对膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果, 对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释, 并提出许多切实可行的处理办法。

二、膨胀土的判别与分类

在膨胀土地区进行工程建设时, 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采取切实有效的方法进行处理, 做到有的放矢。以往的工程建设经验 (包括水利、公路、铁路等) 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, 近些年来国内外都做了大量的研究工作, 并总结出了许多的判别方法。如, 通过分析膨胀性矿物 (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。虽然对膨胀土的判别方法目前国内外尚未有统一标准, 但现阶段采用比较广泛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来综合判定:

1. 裂隙发育, 常见的有光滑面与擦痕面两种情况, 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。

2. 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。

3. 常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等。

4. 建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合。

5. 自由膨胀率大于或等于40%。

凡具备以上这些条件的土均可判定为膨胀土, 对土质进行判定后, 另外还要再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究。

三、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。一般来说, 膨胀土路基处理方法有如下三种:换土、湿度控制、改性处理。

1. 换土。

换土是膨胀土路基处理方法中最简单而且最有效的方法。顾名思义, 换土就是挖除膨胀土, 换填非膨胀土或沙砾土, 换土深度要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。

2. 湿度控制。

湿度控制法包括预湿和保持含水量稳定法两种。在施工建设中应根据情况的不同, 采取不同的温度控制法, 如, 为控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形, 应尽量减少路基含水量受外界大气的影响, 可采用保持含水量稳定法, 即, 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。而在水利工程建设中经常采用的是膨胀土预湿法, 即, 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。

3. 改性处理。

化学固化就是利用石灰、水泥或其它固化材料与膨胀土进行物理化学反应对膨胀土进行改性处理, 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:石灰的固化作用是通过盐基交换、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, 在改善土的压实性并生成微型加筋结构的同时, 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。

四、膨胀土路基的施工处理方法

施工单位在河南济 (源) 邵 (源) 高速公路施工中, 针对膨胀土的物理性质及力学性质, 根据地质勘测的翔实报告及有关处理膨胀土的经验, 采用了综合处理的思想, 并进行了针对性的研究, 提出如下处理措施:

1.填高不足1米的路堤, 必须换填非膨胀土, 并压实。

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.路堤两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.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。

5.基于路堤与路堑分界处, 即填挖交界处, 两者土内的含水量不尽相同, 原有的密实度也不尽相同, 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, 同时要采用适宜的压实机具, 将其压实时应使其压实得均匀、紧密, 达到规定的压实度。

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。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。

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、达到规范化。

五、结语

膨胀土对路基影响的分析与处理 第8篇

膨胀土具有很高的膨胀潜势, 吸水膨胀、失水收缩并往复胀缩变形、浸水承载力减少、干缩裂缝等特点, 性质极不稳定, 对路基的破坏性很大。为了保证路基的质量和使用寿命, 以其达到安全舒适行车的目的, 所以必须解决因膨胀土而造成的一系列工程问题。

2膨胀土的物理性质及力学性质分析

按粘土矿物成分分类, 膨胀土可分为两大类:一类以蒙脱石为主, 另一类以伊力土和高岭土为主。蒙脱石粘土在含水量增加时出现膨胀, 而伊力土和高岭土则会发生有限的膨胀。

一般来讲, 膨胀土的粘性高, 其中0.0002mm的肢体颗粒一般不超过20%, 黏性成分主要有水矿物质, 土的液限WL>40%, 塑性指数IL>17, 多数在33-35之间, 自由膨胀率一般不超过40%。引起膨胀土发生变化的条件, 分析概况如下:

2.1含水量

膨胀土很高的膨胀潜势, 这与它含水量的多少及变化有着很重要的关系, 膨胀土具有明显的吸水膨胀, 失水收缩两种变形特点。如果保持其含水量不变, 自然就不会发生体积的变化。

工程施工中, 建造在含水量保持不变的粘土上的构造是不会遭受由膨胀而引起破坏的。当粘土的含水量发生变化时, 就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。

一般来说, 很干的粘土就表示有危险。因为这类粘土能够吸收很多的水分, 其结果是对结构物发生破坏性的膨胀, 相反较为潮湿的粘土, 因为自身的含水量很大, 吸收的水分就很少, 所以大部分的膨胀已经完成, 进一步的膨胀就不会增大。

2.2干容重

粘土的干容重与其天然含水量是有关系的, 干容重是膨胀土的另一重要指标。R=18.0KN/m3的粘土, 通常显示较高的膨胀潜势。这种土强度较高压缩性低, 给人的感觉是此类土“硬的像石头”, 给人的错觉是这种土是较好的路基填料。但其结果是这种粘土将不可避免地出现膨胀的问题。

2.3力学性质

在工程地质中, 粘土的膨胀现象很普遍, 我们通过大范围的土工试验, 得出粘土的力学指标, 以供土质力学上的计算。对膨胀土的力学分析, 主要是对其膨胀潜势和膨胀压力的研究而得出的。

2.3.1膨胀潜势

膨胀潜势:就是在室内按AASHO标准压密实验, 把试样在最佳含水量时压密到最大容重后, 使有侧限的试样在一定的附加荷载下, 浸水后测定的膨胀百分率。膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在的膨胀量。

2.3.2膨胀力

膨胀力, 指的就是膨胀压力。一般的讲, 就是试样膨胀到最大限度以后, 继续加荷载直到回复到其初始体积为止Á所需要的压力。对某种给定的粘土来说, 其膨胀压力是常数, 它仅随干容重而变化。因此, 膨胀力可以方便直接地用作衡量粘土的膨胀特性的一种尺标。

2.4土工实验

为了更全面的了解膨胀土的物理性质及力学特点, 指导我们的路基施工工作, 特别组织了地质勘察, 并进行了一系列的土工实验。从实验的数据中我们可以发现含水量、干容重等外部及内部因素对膨胀土所产生的力学变化。

综上所述, 膨胀土的变化除了土的膨胀与收缩特性外, 含水量与压力的变化则是两个非常重要的外在因素。精确的了解膨胀土的特性及变化的条件, 就可以预测到此地基上的构造物及路基将会发生的变形, 从而要采取相应的处理措施。

3膨胀土路基的处理

膨胀土是一种高塑性粘土, 具有很强的浸水、持水性和很高的可塑性及粘聚性。土体遇到水会急剧膨胀, 失去水分则严重干缩, 另外膨胀和收缩绝对值是不一定相等, 其工程力学性质极不稳定。根据大量的实验结果及有关处理膨胀土的经验, 采用综合处理的原则, 并进行了针对性的研究, 提出如下措施:

3.1膨胀土地区路床的强度及压实标准应严格遵守国家有关的规范规定。

3.2在施工期间要避开雨季工作, 还应加强施工现场的防、排水措施。在路基开挖之后, 各道施工工序应紧密连接, 连续施工, 各道工序的施工时间不应间隔太久。

3.3填高不足1m的路堤, 必须换填非膨胀土作为填料, 并按规定压实。

3.4使用膨胀土作填料时, 为了增加稳定性, 应采用石灰处治。

3.5路堑边坡不要一次挖到设计标高, 沿边坡预留厚度20~40cm一层, 待路堑挖完后, 再挖去预留部分, 并以浆砌护坡封闭。

3.6对于填挖交界处, 因为两者土内的含水量不一样相同, 原有的密实度也不一样。在填挖交界处5m范围内的挖方地基表面上的土应挖成台阶, 翻松处理, 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, 使其压实的均匀紧密, 避免发生不均匀沉降, 将其压实到规定的压实度。

3.7对于路堤边坡部分及路堤的顶面要用非膨胀土作封层, 必要时需要铺设一层土工布, 从而形成包心填方, 解决其防水保湿问题。

4结束语

膨胀土作为一种特殊的土质, 在实际施工工程中, 其破坏力是巨大的。当前, 有许多处理膨胀土的措施已经在施工中广泛应用, 虽然取得了一定效果, 但要想有最佳效果还需进一步的研究。

摘要：膨胀土的特点是吸水膨胀、失水收缩、往复变形, 造成路基的破坏性很大, 本文根据物理以及力学性质原理, 同时结合工程实例处理膨胀土路基进行了分析, 以供同行参考。

关键词：膨胀土,破坏,理论原理,路基处理

参考文献

[1]徐永福.膨胀土路基的加固方法[J].江苏交通工程, 1997, (6) :14-17.

路基膨胀土处理 第9篇

膨胀土路基一直是困扰城市市政道路建设的重大工程问题, 膨胀土是指粘粒成分主要由强条水性矿物质组成, 并且具有显著胀缩性的粘性土, 膨胀土遇水膨胀、失水收缩的变形特性及其边坡浸水强度衰减特性在膨胀土地区的城市道路建设中起到极大的破坏作用, 并且构成的破坏是不易修复的。因此, 对膨胀土路基破坏机理及处理措施进行分析与探讨具有极强的现实意义。

2 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时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, 有不同的方法。如:遇过膨胀性矿物 (蒙脱石、伊利石、高岭石) 的含量、膨胀土的液限和塑性指数、自由膨胀率等。

在市政道路实地施工中, 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:

⑴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;

⑵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;

⑶常见浅层滑坡、地裂、新开挖坑槽壁易发生坍塌等;

⑷建筑物裂隙随气候变化而张开或闭合;

⑸自由膨胀率不小于40%。

具备上述条件的土即可判定为膨胀土, 然后再对其进行粘土矿物、基本指标、力学强度等全面研究, 以便进一步指导实地施工。

3 膨胀土的工程特性分析

为判别及评价膨胀土的胀缩性, 除一般物理力学指标外, 尚应确定下列胀缩性指标。

3.1 自由膨胀率δef

自由膨胀率δef指的是人工制备土在水中的体积增量与原体积之比, 用百分数表示, 按下式计算:

其中, Vw为土样在水中膨胀稳定后的体积, m L;V0为土样原有体积, m L。

自由膨胀率反映了粘土在无结构力影响下的膨胀潜势, 是判别膨胀土的综合指标。因不能反映原状土的膨胀变形, 故不能用来评价地基的膨胀量。

3.2 膨胀率δep

膨胀率δep指的是在一定的压力下, 土样浸水膨胀后的高度增量与原高度之比, 用百分数表示, 按下式计算:

其中, hw为土样在水中膨胀稳定后的高度, mm;h0为土样的原始高度, mm。膨胀率的测定是用原状土做试验, 但试验是有侧限的[2], 与实际条件还是有差别。若具体考虑土的膨胀性对建筑物的影响, 计算地基膨胀变形量时, 则应按基底附加压力和土的自重压力分布的实际情况, 在相应荷重下测定土的膨胀率。

3.3 膨胀力pe

膨胀力pe指原状土样在体积不变时, 由于浸水膨胀所产生的最大内应力。土的膨胀率越大, 其膨胀力也越大;反之, 膨胀力越小。目前, 测定土的膨胀力, 是将环刀中的试样分别在不同垂直荷载作用下充分浸水饱和, 并控制试样分别在不同垂直荷载作用下充分浸水饱和, 并控制试样的体积不变, 然后测定相应的膨胀率δef, 绘制如图1所示的δef-p曲线。则该曲线与p轴相交的点, 即为所求的膨胀力pe。

3.4 土的收缩率δs和收缩系数λs

土的收缩δs亦称线收缩率, 是指原状土样在干燥失水过程中, 收缩的高度与原始高度之比, 用百分数表示, 按下式计算:

其中, h为土样在失水收缩稳定后的高度, mm;h0为土样的原始高度, mm。

收缩系数λs是指原状土样在收缩阶段, 含水量减少1%时的收缩率, 按下式计算:

其中, △w为收缩阶段上任意两点含水量之差;△δs收缩阶段上与△w变化范围相应两点的收缩率之差。

根据实地施工情况, 膨胀土的变化除了土的膨胀与收缩特性这两个内在的因素外, 压力与含水量的变化也是两个非常重要的外在因素, 见图2、图3。

图2说明膨胀土的含水量低, 其吸水膨胀, 初始含水量较高时, 其膨胀率也较低, 从图3可以看出在含水量一定的情况下, 密度越高, 相当于压实度越大, 其膨胀率也越大。

只有准确地了解膨胀土的特性及变化的条件, 就有可能估计到建造在这个地基上的路基及构造物将会产生怎样的变形, 从而采取相应的地基处理措施。

4 城市道路膨胀土路基的处理方法与措施

近年来, 我国岩土工程界在膨胀土微观结构特征及其工程性质的研究中取得了丰硕的成果, 对膨胀土产生工程病害的原因给予科学的解释, 并提出许多切实可行的处理办法。

公路工程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。现主要论述膨胀土路基的处理, 一般来说, 膨胀土路基处理有:换土、湿度控制、改性处理三种。

4.1 换土

换土是膨胀土路基处理方法中是最简单而且有效的方法。顾名思义换土就是挖除膨胀土, 换填非膨胀土或砂砾土, 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有深度, 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。

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。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。

5 城市道路膨胀土路基的处理措施与检测

5.1 城市道路膨胀土路基的处理措施

在汨罗工业园区道路施工或维修改造工程中, 武广片区道路土路基基本都是膨胀土, 笔者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验, 在施工中采用了综合处理方案, 提出如下处理措施:

⑴填高不足1m的路堤, 必须换填非膨胀土, 并按规定压实。

⑵使用膨胀土作填料时, 为增加其稳定性, 采用石灰处治, 石灰剂量最大为12%, 要求掺灰处理后的膨胀土, 其胀缩总率接近零为佳。

⑶路堤两边边坡部分及路堤顶面要用非膨胀土作封层, 必要时顶层作6%的石灰土处理或铺一层土工布, 从而形成包心填方。

⑷路堑边坡不要一次挖到设计线, 沿边坡预留厚度30cm~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。

⑸挖方路床进行6%的石灰土处理, 石灰土处理厚度根据膨胀土的强弱进行确定。

⑹路堤与路堑分界处, 即填挖交界处, 两者土内的含水是不一定相同, 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2m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。

⑺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。

⑻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。

5.2 膨胀土路基施工质量检测

在市政道路膨胀土路基施工过程中的质量检测主要控制指标如下:

⑴压实度控制。施工中, 目前碾压主要是利用平板压路机和三轮压路机配合碾压, 通过试验段收集数据找到合理的机械搭配和碾压遍数如表1所示。

⑵灰剂量检测。灰剂量检测方法改进内容需考虑两个因素: (1) 二次掺灰工艺; (2) EDAT标准溶液消耗量随时间衰减的问题。

按以下步骤测试灰土的石灰剂量:

(1) 在需要检测的点取样, 收集取样点第二次掺灰时间, 计算第二次掺灰时间到灰剂量检测时间间隔;

(2) 将试样粉碎, 过2mm筛, 用快速法测试试样的含水量, 取100g干灰土样 (湿土质量100 (1+W) g) 作为ED-TA滴定用试样;

(3) 按照JTJ057294公路工程无机结合料稳定材料试验规程中的水泥或石灰稳定土中水泥或石灰稳定土中水泥或石灰剂量的测定方法进行EDTA滴定;

(4) 由100g干灰土的EDTA标准溶液消耗量确定检测灰土样处于哪两个灰剂量标准样之间, 按公式计算被检测灰土样的灰剂量。

P灰土= (P1-P2) V灰土/ (V1-V2) (式5)

其中, P灰土为待检测灰土的灰剂量;P灰土为第二次掺灰后t天时, 待检测灰土的EDTA消耗量;P1为EDTA消耗量高于待检测灰土EDTA消耗量的标准样的灰剂量;P2为EDTA消耗量低于待检测灰土EDTA消耗量的标准量灰剂量;V1为第二次掺灰后t天时, 含灰量为P1的标准样的EDTA消耗量;V为第二次掺灰后t天时, 含灰量为P2的标准样的EDTA消耗量。

6 结束语

综上所述, 膨胀土是影响城市道路及其他构造物建设的一种特殊地质, 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, 达到处理的目的。

摘要：本文结合笔者多年实践, 对城市市政道路膨胀土路基问题和膨胀土工程特性进行了详细分析阐述;在此基础上, 对城市道路膨胀土路基处理方法措施与质量检测方法进行了深入探讨。

关键词：城市道路,膨胀土路基,工程特性,处理措施,质量检测

参考文献

[1]赵满庆, 裂隙土机床病害研究[M], 成都;西南交通大学出版社, 2002

[2]麦杰迪, 膨胀土性能及膨胀土地区道路设计研究[D], 西安;长安大学, 2000

路基膨胀土处理 第10篇

关键词：高速公路路基,膨胀土,改性处理,施工方法

膨胀土是在漫长的地质年代中形成的一种吸水膨胀、失水收缩的高塑性黏性土,对工程危害极大。膨胀土的分布十分广泛,在世界各地的许多国家都有分布。近年来,随着我国基础设施建设的迅猛发展,新建了大量的高速公路,在公路的设计、施工过程中,常常会遇到膨胀土。我国现行《公路路基设计规范》规定,膨胀土一般不能作为高等级公路路基填料。然而,由于土地珍贵,土源紧张,部分地区又必须采用膨胀土填筑路基。因此,对膨胀土进行改性处理以满足我国高等级公路建设的需要,具有十分显著的经济效益和社会效益。

1 膨胀土的物理力学性质及工程性质

1.1 膨胀土的物理力学性质

1)含水量。膨胀土具有很高的膨胀趋势,这与它含水量的大小及变化有关。如果其含水量保持不变,则不会有体积变化。在工程施工中,建造在含水量保持不变的黏土上的构造物不会遭受由膨胀而引起的破坏。当黏土的含水量发生变化,立即就会产生垂直和水平两个方向的体积膨胀。含水量的轻微变化,仅1%～2%的量值,就足以引起有害的膨胀。2)干容重。干容重是膨胀土的另一重要指标。通常C=18.0 kN/m的黏土显示出很高的膨胀趋势。其出现膨胀问题的概率非常高。3)膨胀趋势。简言之就是在室内按AASHO标准压密试验,把试样在最佳含水量时压密到最大容重,使有侧限的试样在一定的附加荷载下,浸水后测定的膨胀百分率。膨胀率可以用来预测结构物的最大潜在膨胀量。膨胀量的大小主要取决于环境条件。因此,在工程施工中,改造膨胀土周围的环境条件,是解决膨胀土工程问题的一个出发点。4)膨胀力。膨胀力也就是膨胀压力。通俗的讲,就是试样膨胀到最大限度以后,再加荷载直到回复到其初始体积为止所需的压力。对某种给定的黏土来说其膨胀压力是常数,它仅随干容重而变化。因此膨胀力可以方便的用作衡量黏土膨胀特性的一种尺度。对于未扰动的黏土来讲,干容重是土的原位特征。所以在原位干容重状态下土的膨胀压力可以直接用来论述膨胀特性。

1.2 膨胀土的工程特性

1)膨胀收缩性。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。2)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。3)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,这也是膨胀土区别于其他土类的重要特性之一。4)崩解性。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,这同土的黏土矿物、结构及胶结性质以及土的初始含水状态有关。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。

2 膨胀土的改性处理

改性处理是在膨胀土中掺入石灰等材料,通过掺入材料与膨胀土产生一系列化学反应,改善土的水理性质,改变土的胀缩性能,提高土体强度,增加路基稳定性。总的来说,在膨胀土中掺入石灰可以达到以下几个效果:1)降低膨胀土的膨胀率,提高路基抗剪强度;2)提高路基土的水稳性;3)提高路基土的CBR值。

试验研究表明,经过改良后的膨胀土,其最优含水量随灰剂量增大而增大,满足设计要求的压实系数含水量区域相对原状土体宽泛。但值得注意的是掺石灰能减小塑性指数,但掺灰率并不是越多越好,当石灰剂量超过某一值时,过多的石灰在土中自由存在,使石灰土的强度降低,力学性变差。因此应通过物理和力学性质、胀缩性、水稳性等试验来确定。在实际工作中应通过不同掺灰率压实试样的性能试验,比较不同掺灰率对消除膨胀土的胀缩性及对力学性质的影响效果,从而确定合适的石灰用量。

3 膨胀土路基施工要点

3.1 施工原则

在膨胀土地区进行道路路基施工,应遵循旱季施工、雨季前竣工、先排水后主体、快速开挖、及时支挡与封闭的原则。

3.2 施工工艺

1)基底处理。路基基底积水或淤泥未彻底清除,是路堤产生病害的重要原因。路堤填筑前应全部清除,并做好排水设施。2)土石方大面积机械化作业。施工中为保证工程质量和工程进度,大面积土方作业全部采用机械化施工。为了保证路基填筑质量,从第一道工序即开始进行严格控制。根据确定的铺土层厚度用推土机或铲运机把拌和好的混合料整平,采用相应的碾压设备进行压实。每填筑一层检测一次。控制填层的平整度,保证填层面不积水。3)路堑施工。开挖膨胀土路堑必须从上到下进行。结合土方调配方案合理确定开挖区段的长度。路堑开挖至平台或坡脚时,对边坡进行及时修整。路堑开挖中要及时挖排水沟,设排水坡,严防积水。挡土墙构筑物(或边坡防护)应随开挖随砌筑。避免开挖的土体长时间暴露在外。

在膨胀土地区进行道路路基施工,除应遵循以上原则及施工工艺外,还应注意以下几个问题:

1)加强土的粉碎和拌和的均匀性,避免出现素土夹层。路基土的膨胀是路基土与水作用而产生的软塑变形。解决膨胀问题除解决防水问题,关键还要严格控制土块的粒度,对石灰土则要求有一定的强度。施工中要将石灰与土拌和均匀,否则,形成土块集中区或集中条带,则石灰与土便不能产生如离子交换、碳酸化、结晶化及火山灰反应等作用。这样实际成为素土条(带),没有强度,也影响压实度。即影响石灰土的整体强度及板体性,水稳性也降低。因此施工中要加强土的粉碎,特别是严格控制最大粒径的数量。2)加强边缘地带的碾压。边缘地带,即软硬路肩部位,常是施工的薄弱环节,尤其在膨胀土地区,块体常集中在该处,如碾压不实将成为隐患。3)雨后及时复压。由于雨后水的浸润,路基出现表面隆起、膨胀,使路基强度和压实度降低,影响表面平整度。故对雨后的路基应进行必要处理,通常采用复压,这样路基表面重新紧密不透水,使内在压实度提高,外观也得到改善。

4 结语

膨胀土是影响高速公路及其他构造物建设的一种特殊土质,在实际工程中,其影响和破坏是巨大的。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。由于膨胀土工程性质的复杂性,高速公路的膨胀土地基处理是一个很复杂的问题,需要考虑的因素很多,可以说是一项复杂的系统工程。它要求公路施工人员必须熟悉膨胀土的工程地质特征,根据其地质特征提出科学合理的施工方案。

参考文献

[1]沙庆林.公路压实和压实标准[M].第2版.北京:人民交通出版社,1992.

[2]杨爱武.江淮膨胀土地区公路路基病害及处理方法[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2007(3):31-34.

[3]郝中海.膨胀土路基处理技术研究[J].公路,2001(7):58-61.

[4]余湘娟.掺石灰处理膨胀土路基填料的试验研究[J].公路,2000(1):13-16.

高速公路膨胀土路堑边坡处理 第11篇

【关键词】路堑边坡；膨胀土；处理

膨胀土是由强亲水性粘土矿物组成并具有裂隙性、超固结性和强烈胀缩性的高塑性粘土。工程中遇到的膨胀土常处于非饱和状态，对水分状态的变化十分敏感。这种敏感性会引起膨胀土强度和体积的变化，往往造成工程建筑物的破坏。膨胀土造成的建筑物破坏类型繁多，而且具有反复性和长期潜在的危害性。膨胀土在第一次滑动后，将使整个坡内的土体受到不同程度的破坏。膨胀土边坡失稳是膨胀土地区一种最常见的斜坡变形现象，无论是膨胀土自然斜坡还是人工开挖的边坡，失稳现象都十分普遍，常常形成区域性灾害，有“逢堑必滑、无堤不塌”的说法。据估算，全世界每年因膨胀土造成的损失至少在50亿美元以上，中国每年因膨胀土造成的各类工程建筑物破坏的损失也在数亿元以上。

目前，正在修建的“五纵七横”公路网中，至少有8条高速公路通过膨胀土地区；规划的“十三纵十五横”总长35万km的国道主干线中，有9万多km路段通过膨胀土地区；西部大开发中拟建的21000km公路中，也有将近3300km路段穿越膨胀土分布区。膨胀土问题已成为我国公路建设中最突出的工程问题之一。对于膨胀土路堑边坡，合理的边坡设计和施工技术，在防止边坡溜坍、滑坡等病害方面能产生很好的效果。本文结合安徽某在建高速公路部分挖方路段膨胀土边坡防护设计和施工技术研究，为今后类似工程提供设计参考。

1、工程概况

安徽某在建高速公路第X合同段大部分都是膨胀土，因边坡开挖后长时间放置，受雨水冲刷，在部分开挖路段，路堑边坡滑坡比较严重，正常的路堑开挖施工已经不能保证公路的使用性能和施工进度，因此需要对此路段进行边坡进行处理。

2、膨胀土边坡失稳的主要特点和规律

与其它土质的滑坡相比，膨胀土边坡的失稳形式有其特殊的规律。根据对国内外膨胀土开挖边坡滑动现象的分析，可以将其最基本的特征和共同规律归纳如下：

a）浅层性：发育深度同裂隙发育深度及大气风化影响深度基本一致，通常小于6米；b）逐级牵引性：先在坡脚局部破坏，然后向上牵引发展，形成多层次滑动面；c）缓坡滑动：边坡的稳定坡角比一般土质的边坡缓；d）季节性：边坡失稳绝大多数发生雨季，降雨是主要的外部诱发因素；e）开挖后有较长的稳定时间：很多膨胀土边坡稳定数年后才失稳。

上述特點使得膨胀土边坡的设计方法不能简单采用一般土质边坡的设计方法，要根据具体情况而定，下边介绍几种以供参考。

3、路堑边坡处理

本合同段膨胀土路堑边坡处理共采用4种方案

1、设置较缓的边坡（1：1.5～1：2.0），在边坡上采用浆砌片石防护；2、对中等以上膨胀土全段在坡脚设置浆砌片石挡墙支护；3、CMA改性处理；4、GES柔性挡墙支护。

3.1浆砌片石护坡

当路堑高度H<3m时，挖方边坡设计施工采用30cm厚M7.5浆砌片石防护，且放缓边坡，边坡坡率宜为1：1.5～1：2.0。具体如下：

1）浆砌片石下铺设15cm厚砂砾垫层，在垫层下铺1层反滤土工布；2）为防止边沟内长时间滞水，影响膨胀土的干湿变化，边沟护砌下面设置排水盲沟；3）每10m长设置伸缩缝1道，伸缩缝填塞沥青麻絮，填塞深度为15cm；4）泄水孔采用ф5PESI透水管，泄水孔间距为1m；5）坡顶用浆砌片石封闭，避免雨水进入。（如图1）

3.2浆砌片石挡墙

此方案用于中等强度膨胀土路堑段。由于路堑开挖完毕后长时间放置和受雨水冲刷，边坡坡面及坡体大部分均已发生多种形式的变形破坏，设计施工采用浆砌片石挡墙支护，具体如下：

1） 挡土墙采用M7.5浆砌片石砌筑，每10m长设置伸缩缝1道，伸缩缝填塞沥青麻絮，填塞深度为15cm；2）泄水孔采用ф5PESI透水管，泄水孔间距为1m；3）浆砌片石挡土墙应错缝砌筑，泄水孔粘土层下空洞应用M2.5水泥砂浆填实，其上用碎石填实；4）挡土墙背后应使用透水性材料回填夯实。

3.3CMA改性处理

CMA改性处理是一种新型的膨胀土边坡处理技术，主要适用于中、弱膨胀土边坡，方案成本较高。它的改性机理是降低膨胀土的膨胀率，使其达到一般土的性能，处理深度一般为1m～1.5m。此方案利用了膨胀土边坡滑坡台阶宽度大多为1m左右这一特性，具体设计如下：

1） 边坡改性前按如下步骤处理：①按坡率1：0.75～1：2控制对坡表进行清理、刷坡。②已坍滑、滑动的坡体应对滑动面以上土体进行挖除。③边坡清理完成后应予以晾晒，期间应避免降水渗入坡面以尽快降低土体含水量。④在坡面按A大样图示间距钻孔，孔深30cm。⑤当坡面土体含水量下降，坡体表面出现网状裂隙，部分深度≥12cm时可进行下道工序的施工；2） 边坡治理：①在边坡表面喷洒膨胀土改性溶液，喷洒量以坡面土体饱和，溶液在坡面开始流动为止。②同第2-③条方式直到土体达半干燥状态，按本条①方式进行第二次喷洒，如此反复两遍达到改良目的为止；3） 边坡表层土体改性完成后无须遮盖，一般20天后可进行绿化施工。（方案设计图见图3）

3.4GES柔性挡墙

GES柔性挡墙是以地工编织物制成的生态袋填入砂砾土、草种与肥料，并采用专用连接扣连接而成的生态挡墙形式。将其运用于膨胀土挖方边坡上，可以有效的利用其柔性和植物生长的特性，达到加快稳定边坡的良好功效，具体设计和施工如下：

1）碎落台及边坡平台采用M7.5浆砌片石铺砌，不设平台截水沟。

2）平台以上边坡防护采用超挖1.0米，并用砂砾土回填，外层采用GES生态挡墙防护，GES生态袋尺寸采用60×52cm，袋内填充砂砾土，每层袋采用专用连接扣连接。回填土采用重型压实标准，压实度按85%控制。

3）GES柔性挡墙施工完成后应立即进行绿化施工，以避免GES生态袋长时间暴露损坏。

4）土工格栅采用双向拉伸型，纵横向抗拉强度20KN/m。GES连接扣上单钩剪力应>385N。透水土工布单位克重200g、抗拉强度≥6.5KN。砂砾土应选用渗水性良好的材料，严禁采用砂砾与细粒土、特别是膨胀土掺拌混合填筑。

5）土工格栅设置方法：当H≤2m时，不铺设；当2m7.5m时，在底部三级台阶、顶部两级台阶、并在上下层间每隔三级台阶各铺设Ⅰ级边坡在底部两级台阶、顶部两级台阶各铺设一层。

4、结语

石灰改良膨胀土路基施工 第12篇

在路基施工中膨胀土的危害是十分严重的, 有“逢堑必滑, 无堤不塌”之说。因其具有经受干、湿循环, 土体重复收缩、膨胀的性质, 造成土体强度急剧衰减, 对路基稳定性产生较大影响, 导致路面开裂、松散脱落、路基下沉、边坡沉塌、滑坡等病害问题。因此膨胀土不能直接作为路基填料, 必须经过改良处理, 改变其物理、化学性质, 达到降低膨胀土膨胀潜势, 增加强度和提高水稳性的目的, 有效防止土体变形, 保证路基稳定、耐久。蚌淮高速公路淮南段, 地域属江淮波状平原区是安徽省境内膨胀土分布区域之一, 区域内土体普遍具弱～中度膨胀性。经设计单位的调查研究, 该段路基使用石灰改良膨胀土的方法进行填筑。

1 石灰改良膨胀土的机理

生石灰的化学成分主要是CaO, 加入土中后, 会发生相应的物理变化和化学反应, 致使石灰土的刚度不断增大, 强度和水稳性不断提高。其作用机理一般有以下四种:

1) 阳离子交换作用:石灰同膨胀土掺合后, 土中将产生过量的Ca2+, 它能置换土中其他低价离子。2) 絮凝或团聚作用:主要是使土中的小团粒变成大的团块。3) 碳化作用:土中的石灰同空气中的二氧化碳发生作用, 可形成CaCO3晶体。4) 胶结作用:适量的石灰和水可同土中大量存在的硅、铝或两者同时作用而产生较强的粘结物质, 在这种高碱性的环境中, 主要产生氢氧化钙铝。

在以上因素的综合作用下, 土的结构也发生了较大变化。

2 石灰改良膨胀土的性质

消除膨胀土的破坏性膨胀是膨胀土施工的关键环节, 膨胀土中加入石灰后, 二者发生物理和化学作用, 包括离子交换、Ca (OH) 2结晶、碳酸化和火山灰反应。Ca (OH) 2离解后的Ca2+与粘土胶体反粒子层上的K+, Na+进行交换, 胶体吸附层减薄, 胶体颗粒发生聚结;Ca (OH) 2与水作用形成的含水晶体将粘土颗粒胶结成整体, 以及形成CaCO3过程的碳酸化反应和形成硅酸钙、铝酸钙过程的火山灰反应均改变了膨胀土的力学性质, 其强度和水稳定性大大提高, 胀缩性也得到控制。

3 石灰改良膨胀土路基施工

石灰改良膨胀土的施工方法比一般路基施工增加了石灰掺入的过程, 即:使含水量合适的膨胀土与掺入的石灰充分混合接触, 并产生物理化学反应, 以达到降低或消除膨胀土膨胀性, 增加其水稳性和耐久性的目的。石灰改良膨胀土的施工质量控制主要包括压实度、混合料含水量和石灰剂量的检测和控制。石灰改良膨胀土路基填筑采用路拌法, 按“三阶段、六区段、十流程”的施工工艺组织施工。具体为三阶段:准备阶段、施工阶段、竣工阶段;六区段:填土区段、拌和区段、水灰检测区段、平整区段、碾压区段、压实检测区段;十流程:施工准备、基底处理、分层填筑、初压平整、布灰拌和、洒水晾晒、填料整平、碾压夯实、检测记录、整修养生。工艺流程图见图1。

3.1 施工准备

施工前的准备工作极为重要, 它是组织施工的第一步, 是保证路基施工的基本工作顺利完成的前提条件。石灰的质量要按规范要求进行控制, 对生石灰必须进行取样检验, 目的是检测有效CaO+MgO的含量不小于70%。

在施工准备中, 除了要做一些常规的准备外, 还要做好石灰加工的准备工作, 根据设计要求, 如果使用熟石灰改良膨胀土, 应该选择避风近水的场所进行石灰的消解、过筛, 并把消解残余物集中堆放, 并及时清除, 做好相应的环境保护工作。

3.2 基底处理

为降低路基本体水位, 沿路基两侧开挖临时排水沟, 引流至附近沟渠, 降低路基基底范围的地下水位和含水量, 并在施工过程中, 随时保持临时排水系统的畅通。按照施工互不干扰的原则划分作业区段, 区段长度宜在100 m～200 m之间;水位降低后利用推土机推除表层20 cm种植土, 装运至弃土场。线路范围之内的杂草及不良土质全部清除干净后, 对基底土进行翻松30 cm晾晒, 然后稳压布灰, 对基底4%石灰土采用20 t以上的压路机振动碾压, 并利用轻型动力触探仪或K30进行基底试验, 经检验路基基底的压实度大于90%时, 方可进行填土。

3.3 分层填筑

按横断面全宽纵向水平分层填筑方法, 采用自卸车卸土。在用自卸车装填料前, 应将树根等杂质清除干净, 并根据车容量和松铺厚度计算堆土间距, 以便平整时保证松铺厚度的均匀。为保证边坡的压实质量, 填筑时在路基两侧各加宽50 cm左右。

3.4 摊铺初平

摊铺后用履带式推土机推平并将大块料碾碎, 控制填土层的松铺厚度, 用路拌机将大粒径土打碎一遍, 然后用平地机进行平整, 个别不平处用人工配合找平, 避免出现压实后土体厚度不均现象, 确保层间接触良好。

3.5 布灰拌和

当平整好后, 用石灰画出3 m见方的纵横向方格网, 根据含灰率, 确定每个方格内石灰用量, 并以石灰干密度折合成体积的高度为标准确定挂线高度, 然后用计量过的袋装灰堆放在方格网内, 人工解袋, 并用木板耙均匀的把灰分布在方格网内。布灰人员应穿上防护服, 戴好口罩, 做好安全保护。当风力大于4级时, 不宜安排布灰作业。石灰布好后, 用路拌机进行拌和, 拌和深度应侵入下承层1 cm～2 cm。路拌机轮迹搭接宽度不小于50 cm, 设专人跟随拌和机, 随时检查拌和搭接宽度和深度。发现与规定不符时, 及时配合路拌机操作员进行调整, 并注意对混合料含水量、颗粒细度、含灰率均匀度的检测。

3.6 洒水晾晒

由于膨胀土的天然含水量较高, 在与生石灰充分拌和后, 经过一段时间, 使石灰与土进行充分的物理化学反应, 降低膨胀土的早期胀缩变形。改良后的膨胀土填料在碾压前应控制其含水量在由试验段压实工艺确定的施工允许含水量范围内。当填料含水量较低时, 应及时采用喷洒补水措施;当填料含水量过大时, 可采用晾晒和增减拌和遍数的办法。

3.7 碾压夯实

当混合料处于最佳含水量以上1个～2个百分点, 颗粒粒径大于15 mm的不超过20%, 含灰率及其均匀度满足设计要求时, 即可进行碾压。压实顺序应按先两边后中间, 先快后慢, 先轻压静压后重压的操作程序进行碾压, 两轮迹搭接宽度一般不小于40 cm, 两区段纵向搭接长度不小于2 m。

3.8 填料平整

用推土机初平, 压路机静压一遍后用平地机精平, 控制层面无明显的局部凹凸, 按设计要求做出2%～4%的路拱, 并保证纵向平顺。

3.9 检验签证

路基填土压实的质量检验应随分层填筑碾压施工分层检验。含灰率检测采用EDTA或钙离子直读仪法, 压实度采用环刀法进行检测, 地基系数采用承载板试验进行检测。

3.10 修整验收

使路基成形, 达到规范要求的, 在下层完成经检验质量合格后, 若不能立即铺筑上层的或暴露于表层的改良土必须进行保湿养生, 养生可采用洒水后草袋覆盖的方法, 养生周期一般不少于7 d。路基施工进行到一定阶段, 应刷坡整形;分部施工完毕, 对其外观进行修整, 组织中间验收;路基工程全部完工, 整形完毕, 组织竣工验收。

4 石灰改良膨胀土施工控制要点

4.1 严格控制标高

用“灰点法”控制高程, 保证松铺厚度。灰土初平时应高于设计标高5 mm～10 mm, 填料不够及时补充, 并采用灰土拌和机翻松, 达到上下层松铺系数一致;精平时刮掉灰土层5～10, 杜绝精平后找补现象。

4.2 控制含水量

灰土最后一次拌和前, 试验人员应及时检测含水量。春季和夏季施工, 灰土含水量一般控制在比最佳含水量高1%～2%;雨季施工, 由于空气潮湿, 一般控制在最佳含水量±1%之间。达不到最佳含水量时, 需及时洒水补充, 然后翻拌;含水量过大则需晾晒, 接近施工最佳含水量时再碾压。

4.3 杂物清除

人工配合机械作业, 将灰土中超规格的石块、土块等杂物清理干净, 特别是表面土块和石块的清理避免精平时土、石夹在平地机刀片中, 带出沟槽坑洼。

4.4 拌和质量控制

在灰土施工过程中, 应严格控制松铺厚度不大于灰土拌和机的有效拌和深度, 且最厚不大于25 cm。灰土拌和应均匀, 不留“素土”、施工层间夹层。

4.5 压实质量控制

压实要在最短时间内达到规范要求的密实度;灰土含水量过大或过小或表面过湿时, 应禁止碾压, 待灰土含水量满足要求且灰土层不粘轮时方可碾压;如果施工区段较长, 碾压不可能在短时间内完成, 灰土填层表面应及时补充水分, 待水分浸透下去, 表面多余水分基本吹干, 碾压不粘轮时再进行补压。

4.6 石灰质量控制

石灰标准要求达到3级以上, 石灰进场后应尽快使用, 尽量缩短存放时间;存放期间应覆盖, 防止雨淋;消解时间一般控制在7 d以内, 以免有效成分衰减损失过大。

5 施工体会

掺入相应剂量的石灰能有效改善膨胀土的性能, 相对一般路基施工工艺主要增加石灰掺入的过程, 既增加了拌和工艺, 且易于操作。填料拌制时, 均应拌制成粉状或细小的颗粒状, 不应含有大块土团或大颗粒, 否则石灰土的性能将受到很大的影响, 这是石灰改良膨胀土填料质量控制的关键。施工过程中应严格控制最佳含水量、松铺厚度、拌和深度。

参考文献

[1]徐敦美.膨胀土路基石灰改良施工工艺试验研究[D].成都:西南交通大学, 2005.

[2]JTG 013-95, 公路路基设计规范[S].