劉社干

(河南省宜陽(yáng)縣市政管理局，河南 宜陽(yáng)471600)

1 膨脹土的形成

膨脹土是在自然地質(zhì)過(guò)程中產(chǎn)生的一種多裂縫且存在顯著膨脹特性的土體，主要是由強(qiáng)親水性礦物構(gòu)成。膨脹土具有吸水膨脹及失水收縮的特點(diǎn)，存在反復(fù)變形的性質(zhì)，裂縫雜亂分布于土體內(nèi)，嚴(yán)重破壞到工程結(jié)構(gòu)物。特別是對(duì)于高等級(jí)公路路基工程和大型結(jié)構(gòu)物而言，會(huì)起到變形破壞作用，通常存在潛在和長(zhǎng)期的危險(xiǎn)。所以，公路工程學(xué)科專家和工程技術(shù)人員已經(jīng)對(duì)膨脹土問(wèn)題進(jìn)行了普遍的關(guān)注，從不同的角度、途徑及目的開展試驗(yàn)研究。

2 膨脹土路基的施工技術(shù)

在高等級(jí)道路路基施工中，膨脹土不能作為填筑材料進(jìn)行使用。然而，若由于道路所通過(guò)膨脹土地區(qū)有較長(zhǎng)路線存在，膨脹土的分布范圍廣，在非膨脹土填料選擇難度較大時(shí)，需要對(duì)膨脹土的特性進(jìn)行改善，使路基施工的基本要求得到滿足。國(guó)內(nèi)外工程實(shí)踐表明，膨脹土中水分的遷移變化會(huì)造成濕脹干縮變形問(wèn)題，導(dǎo)致土的工程性質(zhì)出現(xiàn)惡化。運(yùn)用石灰將膨脹土進(jìn)行改良，具有極為有效且經(jīng)濟(jì)可行的效果。

2.1 路基填料

膨脹土不能作為路基填料，特別是強(qiáng)膨脹，更不能用于路基填筑。必須運(yùn)用膨脹土作為填料進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)對(duì)以下方案進(jìn)行考慮:最好運(yùn)用較弱膨脹性的土，也可運(yùn)用外倉(cāng)路堤施工方案，內(nèi)填膨脹土，外倉(cāng)非膨脹土或經(jīng)過(guò)處理的膨脹土。不得已需要運(yùn)用膨脹土開展填筑施工時(shí)，應(yīng)在最下面填筑較強(qiáng)膨脹性的土，在上面填筑膨脹性較弱的土，在同一層次上對(duì)同一種土進(jìn)行填筑，且將其厚度保持在均勻和狀態(tài)，避免有不均勻變形產(chǎn)生。

2.2 路基斷面

設(shè)計(jì)路基斷面是使膨脹土濕脹干縮的有害影響得到減少或消除，使路面土基系統(tǒng)容易出現(xiàn)的季節(jié)性波浪變形得到減輕或避免。開展防水保濕處理，使土基中的水分能夠均勻分布，并使其穩(wěn)定得到保障，減少水分有遷移變化，特別是路幅內(nèi)水分不均勻變化的產(chǎn)生。

2.3 路基排水施工

1)排水設(shè)施的精心設(shè)計(jì)，使其構(gòu)成良好的排水網(wǎng)系，使對(duì)路基路面造成穩(wěn)定的地下水、地面水能得到順利排出，避免地面水對(duì)路基造成沖蝕，積水浸泡路基以及地下水向路基浸入。

2)對(duì)于所有排水溝渠而言，特別是近路溝渠，都應(yīng)開展鋪砌和加固，實(shí)現(xiàn)防沖和防滲操作。

3)在較淺水位的地區(qū)，可通過(guò)對(duì)橫向盲溝設(shè)置的方式，向道路兩側(cè)的排水雨管內(nèi)引入地下水。

2.4 路基壓實(shí)施工

1)根據(jù)多種研究表明，膨脹土的壓實(shí)是由于疊聚體排列較為緊密，破壞了原有結(jié)構(gòu)的連接部分，因此增強(qiáng)了脹縮趨勢(shì)的產(chǎn)生。膨脹土的膨脹量和膨脹力關(guān)系到土的密實(shí)度，膨脹土的膨脹量和膨脹力還關(guān)系到土的初始含水量。膨脹土浸水膨脹后強(qiáng)度也會(huì)快速降低，主要是由于凝聚力快速降低產(chǎn)生的，而摩擦卻僅有絲毫降低。膨脹土浸水膨脹后強(qiáng)度下降的幅度又關(guān)系到土的初始含水量，相同類型膨脹土，當(dāng)初始含水量較低時(shí)，強(qiáng)度會(huì)有較大下降。

2)一些生產(chǎn)部門認(rèn)為，膨脹土的天然含水量通常與塑限含水量相接近，要想使土的含水量降至重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的最佳含水量會(huì)有一定難度，特別是在多雨氣候下，晾曬時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，且工作量大，不僅對(duì)施工進(jìn)度造成影響，而且還增加了工程成本。即使花費(fèi)了較大代價(jià)，但根據(jù)重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)向規(guī)定的密實(shí)度進(jìn)行壓實(shí)時(shí)，也不一定會(huì)保持長(zhǎng)久狀態(tài)。由于在施工過(guò)程中或通車以后，膨脹土一般都能吸水膨脹，使密實(shí)度降低，且壓實(shí)度增高，吸水后的膨脹變形增大，當(dāng)路基建成之后，無(wú)論初始含水量如何，都應(yīng)在當(dāng)?shù)刈匀粭l件和路基路面系統(tǒng)的影響作用下，通過(guò)自然平衡，逐漸向某一平衡的含水量范圍內(nèi)穩(wěn)定。

2.5 土基加固施工

膨脹土路塹內(nèi)或路堤上對(duì)膨脹土進(jìn)行運(yùn)用，開展路床填筑時(shí)，都應(yīng)考慮對(duì)石灰、水泥或無(wú)機(jī)結(jié)合料進(jìn)行選用，改良加固一定深度土基內(nèi)的膨脹土，使土基的穩(wěn)固得到保障。根據(jù)膨脹土的性質(zhì)和改良加固的要求對(duì)所用劑量進(jìn)行確定。通常情況下，石灰應(yīng)保持在4%～6%之間最為適宜。根據(jù)膨脹土性質(zhì)、道路重要程度以及當(dāng)?shù)貧夂驅(qū)⑺韬穸冗M(jìn)行確定。通常情況下，應(yīng)控制在40～60 cm 范圍內(nèi)。對(duì)于重要道路，還應(yīng)控制土基處治層和路面總厚度之和保持在1.0～1.5 m 以上，若當(dāng)?shù)卮嬖谄渌?jīng)濟(jì)且適用的施工材料，也可通過(guò)換填進(jìn)行操作。

2.6 膨脹土路塹開挖的要求

1)路塹開挖也有一定的技巧，通常情況下，也應(yīng)自上而下開展分層開挖。在路塹混凝土開挖時(shí)，禁止對(duì)不容易控制的爆破方法和掏洞取土法進(jìn)行使用。

2)對(duì)于較小挖掘深度的路塹施工而言，不應(yīng)一次完成設(shè)計(jì)施工位置，應(yīng)沿坡面對(duì)一層進(jìn)行預(yù)留，使其厚度保持在30～50 cm 范圍內(nèi)。當(dāng)完成路塹開挖之后，應(yīng)將邊坡預(yù)留部分削去，并立即開展護(hù)坡封閉處理。

3)在開挖路塹之前，應(yīng)在頂部開展截水溝施工，鋪設(shè)漿砌圬工，將其出口向橋涵進(jìn)出口位置延伸。

3 結(jié)語(yǔ)

膨脹土是一直困擾巖土工程施工的一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題，在工程設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)膨脹土膨脹性強(qiáng)弱的判斷做到有的放矢，運(yùn)用有效的處理方法。目前，我國(guó)在膨脹土施工中，膨脹、收縮問(wèn)題的研究已取得一定成果，但仍有許多問(wèn)題需要不斷地探索和研究。從膨脹土研究的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，應(yīng)不斷加大對(duì)運(yùn)用控制路基質(zhì)量方法以及降低造價(jià)等的研究力度。

［1］ 葉垂信.市政道路膨脹土路基施工措施分析［J］.廣東科技，2009(4).