淺析公路建設中膨脹土的處理方法

2012-12-31 00:00:00趙林曄姜云花

科技致富向導 2012年23期

【摘要】在隨著我國經濟的不斷發展和公路建設的不斷擴展過程中，經常會發生一些必須通過膨脹土區域的建設。膨脹土作為公路建設中一種不良的特殊土質，是阻礙公路建設發展的重要影響因素和工程問題，若膨脹土處理不好會極大的影響和破壞路基和公路的使用效果。本文主要分析公路建設中的膨脹土的處理方法。

【關鍵詞】公路建設；膨脹土；處理方法

我國地大物博，有著不同地質和不同氣候，所以在進行基礎設施建設，尤其是在進行公路建設時，因為建設工程量大，覆蓋面廣，在處理公路的地基時會出現膨脹土或黃土等影響公路建設速度。

1.膨脹土在公路建設中的影響簡述

膨脹土指具備了較高的吸水性，在吸水后明顯膨脹但水分失去后又明顯收縮的高液限粘土。膨脹土主要礦物成分是蒙脫石，它是高塑性粘土，本身的承載力較大，但因具備吸水后膨脹、失水后收縮、反復脹縮導致變形、浸水后承載力明顯減少等特殊性質，導致其性質特別不穩定。

膨脹土通常會使建筑物發生不均勻的豎直方向或者是水平方向的膨脹、收縮或變形，導致建筑物位置移動、發生開裂和傾斜等不良影響，而且這些現象出現頻率高。膨脹土多位于我國的河北、河南、廣東、山東、山西、云南、湖北、安徽、江蘇等地。膨脹土作為特殊的土質，在進行公路建設時，常用換土、改善土性、預先浸水及控制含水量等對策應對。

2.膨脹土的鑒別指標和方法

要鑒別一種土是不是膨脹土，通常要按照土質自身的固定屬性鑒別區分，固定屬性是控制膨脹土特性的主要因素。

2.1鑒別指標

鑒別膨脹土的指標主要界限含水量、自由脹縮率、標準吸濕含水率及礦物成分等多個指標。界限含水量用以說明土粒和水之間的彼此相互作用的靈敏度，反映土的親水性；自由脹縮率用以說明土里面的細粒含量或是土本身的分散程度；標準吸濕含水率則主要說明土質樣品中的細粒含量和粘土礦物的相應種類及在土質表面積與陽離子形成的交換量；礦物成分則說明當膨脹土里面含有的蒙脫石達至5%的時候，則土的脹縮性及抗剪強度會受到顯著影響，如果含有蒙脫石高于20～30%時，則蒙脫石完全控制土的脹縮性用抗剪強度。另外還有一些如膨脹力、線縮率、漲縮率及粒度成分等也可以作為鑒別指標。

2.2鑒別方法

通常可以按照如下的膨脹土工程呈現出的地質特征進行鑒別：土色呈灰白色、灰綠色、棕色、紅色、灰色或是黃褐色等；土質的網狀裂隙已經發育成鱗片狀隙、并有蠟面，極易風化成為粒狀、有光滑面、有擦痕，裂隙中全是灰白和灰綠色粘土；粘土細膩，滑感強、粘土有粉砂和鈣質或鐵錳結核，旱季呈堅硬狀態而雨季粘滑；出露在階地、山前及盆地、丘陵地帶；坡面發和淺層溜坍、滑坡，形成凹形坡至新開挖壁易坍塌；位于淺層基礎的建筑物發生裂縫且裂縫隨氣候呈現收縮變化。

3.膨脹土在公路建設中的處理方法

公路建設中的膨脹土處理方法如下：

3.1換土

換土作為公路建設中的膨脹土處理的基本方法，最簡單且最有效。換土就是將膨脹土挖掉后換成以非膨脹土和沙礫土進行填充，換土的深度通常按照膨脹土的膨脹程度和公路工程所在地的氣候特點綜合確定。外界氣候影響不處于相當深度下膨脹土的含水量，這深度被稱作臨界深度，含水量則是臨界含水量。因為各地氣候的差別，所以對應的膨脹土臨界深度及臨界含水量也不一樣。換土深度必須充分考慮地面降水影響的土體含水量的變化幅度，約在在1～2米，意思是強膨脹土通常是2米，中、弱膨脹土是1～1.5米。

3.2控制濕度

濕度控制法分為預濕及保持含水量穩定兩個方面，人為控制因為膨脹土對應的含水量變化而導致的膨脹、收縮及變形，采取對策盡可能降低公路工程的土質含水量受氣候的影響程度，如使用土工布或者是粘土把膨脹土路基開展包封，預防因膨脹土接觸外界而發生內部濕度遷移。

3.3改性處理

膨脹土的改性處理就是利用化學手段，如使用石灰、水泥及其他材料經由和膨脹土發生物理反應或是化學作用改善膨脹土的性質，以減少膨脹土的膨脹度、提升強度及水穩性。石灰固化是通過內部化學物質相互作用產生新的礦物；水泥固化作是經由鈣酸鹽和水化物的膠結作用，逐漸脫水而提高了膨脹土的抗剪強度；NCS固化材料則消除土的脹縮性、增強吸水性，提升壓實性和強度。

3.4綜合處理

在公路工程設計中，通過改善膨脹土的物理和力學對應的性質，按照公路工程建設所在地的地質勘測報告和相關膨脹土的處理經驗，綜合設計并使用如下手段：

一是把低于1米的公路路堤填高，一定要用非膨脹土換填并壓實。

二是使用膨脹土當填料時一定要選用石灰處理，以增加穩定性，降低土質的脹縮總率。

三是公路工程的路堤兩側邊坡和路堤頂面必須選取非膨脹土來封層，一定要鋪一層土工布，產生包心填方。

四是避免路塹邊坡一次性挖到設計線。

五是填挖路堤與路塹分界處時，應該挖成臺階狀并翻松，檢查土質和填土的含水量是否相近并選取壓實機具，壓實。

六是避開雨季作業，提高公路建設施工現場的排水能力。通常公路工程的路基在開始挖開后，就正式進入到了施工階段，不同的工序互相之間要緊密連接，要保持連續性施工，各工序間不要間隔時間過久，以免影響工程進度和質量。

七是路工程的路堤和路塹邊坡一定要根據相關設計規定仔細修整，修整完成后必須馬上利用漿砌成護墻和護坡，以避免雨水將其浸泡而受到侵蝕。

八是膨脹土地區的公路工程的路床強度和相應的壓實標準必須嚴格按照國家有關規定進行，要予以規范。

4.結語

膨脹土作為影響公路和其他構造物的建設質量的特殊土質，在實際的工程施工中無疑會產生巨大的破壞力。解決膨脹土產生的危害問題，必須著手從影響膨脹土的物理性質、力學性質等相應因素上充分考慮，經由改善膨脹土的力學和物理性質以達到使其符合施工要求的目的。