浅析高速公路膨胀土路基处理体会

来源：职称驿站所属分类：交通运输论文
发布时间：2012-11-05浏览：15次

　　摘要：本文作者结合多年实际工作经验，针对膨胀土工程特性，就某高速公路膨胀土路基提出了处理方法。

　　关键词：高速公路,膨胀土,路基处理

　　在我国的某些地区存在着典型的膨胀土区，非膨胀土土源缺乏。而在公路工程施工中，由于填筑土方工程量大，采用非膨胀土填筑路堤施工显然不符合实际情况和综合效能，在不影响路堤施工质量的前提下，在科学技术的指导下，通过采用正确、可操作的方法，对膨胀土加以改性利用，做好施工完成后的防护、养护措施，使膨胀土施工的路基完全能够达到使用要求。

　　1、膨胀土的工程性质

　　膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩、多裂隙性、易固结及崩解风化、强度易衰减等特性而不同于其他黏性土。在工程上，如果处理改性不好，对工程后期造成的损害是巨大的。反映土的膨胀性能指标有自由膨胀率及不同压力下的膨胀率，膨胀率的大小与土的含水量有关，土的含水量越低，其膨胀率越大，自由膨胀率是反映膨胀土工程地质分类的一个重要指标。交通部颁布的《公路路基设计规范》和《公路路基施工规范》中规定膨胀土的工程地质分类为：Vs≥90%为强膨胀土，65%≤FS<90%为中膨胀土，45%≤FS<65%为弱膨胀土。同时，土体中的自然含水量是决定施工性能改性的首要条件。

　　2、路基防护施工工艺

　　对于膨胀土路基做防护的基本原则是保湿防渗，即尽可能使边坡土体保持其湿度不发生大幅度变化。因为膨胀土路基边坡发生破坏的重要原因是土体的干缩湿胀、表层风化、导致抗剪强度大大降低，所以对所有坡面需快速有效地封闭。

　　2.1 挖方路堑边坡防护施工

　　2.1.1 坡面封闭处理

　　采用3m×3m石砌棱形骨架，骨架尺寸0.35m×0.45m.骨架中间用三合土或二灰土封闭，封闭土厚度不小于15cm，防水渗入;用厚0.25～0.3m浆砌片石封面，其防护效果较好，但造价高;对土的膨胀性弱且小于3m高的边坡。放缓边坡(1:2或1:1.75)，用种灌木、铺草皮或三合土封闭。此法价格便宜，但只适应土的膨胀性弱的矮路堑：用柔性卷材(维尼龙涂塑布)封闭。边坡开挖后立即铺上涂塑布.预留长度至天沟和边沟，并压于沟底，外侧用0.5m厚粘土按筑土墙的办法夯实。此法适应于边坡坡度大于l.1，坡高小于4m，且坡面无地下水的情况，宜旱季施工，施工工序要紧凑，坡顶至天沟边也须用粘土封闭。

　　2.1.2 应力锚杆框架护坡处理

　　预应力锚杆框架由框架梁、锚杆及锚具组成。它是“土钉”技术和骨架护坡的结合，能对坡面起“框箍”的作用。可以抵制土体膨胀力，抑制湿胀变形，使表土的含水量、千容重保持在一定范围内;可起补偿作用，即使反复干缩湿胀使土体抗剪强度有所下降，但通过张拉锚杆使框架梁对坡面施加附加应力，路堑边坡表土仍可稳定。此法适用高大边坡，其施工程序为自上而下，分层进行。下一层开挖时.上层己得到初步防护，所以很适合膨胀性(岩)土边坡的快速封闭。

　　2.2 填方路堤边坡防护施工

　　全封闭法(包盖法)：用非膨胀土包盖堤身。将封闭土与填料一道分层填筑并压实，包盖厚度应不小于lm;分区或混合法：将胀缩性强的土填在下层、内部，胀缩性弱的土填在上层、外部：或膨胀土和非膨胀土交替分层摊铺并碾压，如果混合后土体仍相当于弱膨胀土时则需要设置包盖处理。路堤填筑时仍瘟用最佳含水量和最大于容重来控制压实。但膨胀土的天然含水量常较大，因此要注意掌握合适的碾压时机。堤断面的几何形状及尺寸：膨胀土边坡平缓，高大于6m时需设台阶，并设置排水沟，可防止两侧坡面受冲刷引起土体膨胀而降低其强度;坡面封闭：挖方边坡采用封闭措施，最好采用满铺;土工格栅护坡：在边坡处铺土工格栅，使填料由散粒变为加筋复合材料，增大土体抗剪强度;碾压时至路边缘，从而提高边坡处土体密实度：格栅与填料间摩阻力能抑制土体在两个方向的膨胀，可防止边坡溜坍和雨水冲沟扩大;边坡坡率可变陡，节约用地。

　　3、石灰改质膨胀土路基填筑工艺

　　3.1 施工前期准备工作

　　施工前，应取土样，掺合料进行原材料分析试验，检验填料是否符合要求;取土样及掺合料进行击实试验，以确定掺合料的最佳含量，填料的最大干密度和最佳含水量：对取土坑取出的膨胀土，应采取一定的措施，使其粒径控制在5cm内;采取措施控制掺合料的质量，应过筛后使用;膨胀土填料拌和要均匀，并使其含水量大于最佳含水量的3%左右为宜。应将路基用地范围(包括填方和借方段)内的所有原地面表土、草皮、树木、树根及垃圾清除干净，井运至指定地点备用或废弃。同时均应协助有关部门将施工范围内的建筑物、地上地下障碍物、管线等全部拆除.对文物古迹应妥善保护。在膨胀土地区修公路，特别是修建高速公路、一级公路时，在路堤填筑前。必须对原地面进行处理。

　　3.2 掺灰拌合施工

　　首先在取土坑附近取土掺灰。如于取土坑内天然含水量太大，可以在取土场挖纵、横向排水沟和集水坑，将土壤中的水渗出并排出土场，降低水位，可用挖掘机对其翻拌后打堆闷料，并有适当的闷料时间，闷料时间为5天适宜;然后就可以等待石灰消解，土的塑性指数与含水量降低后，将拌和料运至路基上摊铺、粗平，每层上土前根据中线位置放出方格网，方格网大小根据运土车辆载重能力确定，保证土层厚薄均匀。并达到松铺厚度。撤铺补足剩余石灰剂量。当含水量接近最佳含水量时，宜用消解石灰。每层填土放出路基中桩.测出原层面高程，根据测出高程计算路基宽度，洒上边线。路基每边超宽填50cm。先用平地机大致粗平，补足剩余的60%石灰量，石灰用消解石灰。保证布灰均匀，为了避免出现素土夹层的大块集中区.碾压厚度控制在旋耕机一般旋耕深度(25cm)以内。用旋耕机粉碎后用路拌机充分拌和，拌和过程中测定含水量。拌和遍数一般在3～4遍。拌和过程中跟踪检查直至混合料拌和均匀，色泽一致。拌和机拌和过程中.一定拌入下层2～3cm，防止出现素土夹层。拌和完毕后检测灰剂量.合格后进入下道工序施工。对粉碎与拌和明确要求按路拌法采用强制式稳定土拌和机进行，并根据拌和机的性能决定松铺厚度。松铺厚度不得大于拌和机的有效拌和深度，且不得大于30cm。粉碎拌和后的含灰量要均匀。

　　3.3 路基碾压施工

　　作改良处理的膨胀土石灰含量应达到标准要求，若不符合要求，应及及时进行调整。明确碾压时含水量不得低于最佳含水量，可控制在大于最佳含水量2～3个百分点左右。如果含水量过高，应予以翻晒或掺外加剂改良。另外也可在取土场工作面下面挖沟，使地下水位降低，改变土料的含水量。若含水量过低，应将土料人工洒水，但应预计润湿时问，绝不可洒水后立即碾压.以利膨胀土含水均匀。填料摊铺后，待含水量适中.静压一遍，再用平地机细平，作出路拱及纵横坡，并使表面平整，无坑洼现象，再用静压一遍，最后用振动压路机压.振压4遍。碾压时，行驶速度不宜超过4km/h，碾压时以纵向进退式进行，横向接头振动压路机要重叠0.4m～0.5m，对三轮压路机，一般重叠后轮的1/2，前后两相邻区段要纵向重叠1m～2m。两侧路肩应多压2～3遍。填筑交界处严格控制，采用台阶方式搭接，其长度不小于2m，压实应均匀，接茬紧密，避免发生不均匀沉降。对路基压实度检查明确采用灌砂法，采甩灌砂法现场测试路基压实度，其标准采用击实试验结果。

　　4、结束语

　　掺入一定剂量的生石灰能有效地改善膨胀土的性能，且施工工艺简单，易于操作。路基膨胀土在不进行改性处理的情况下，防水保湿是防止路基变形破坏的关键性措施。膨胀土的施工做到三控制：即控制最佳含水量，控制松铺、拌合深度，控制土颗粒径。

《浅析高速公路膨胀土路基处理体会》

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