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)、施工過程中，常常會(huì)遇到膨脹土。膨脹土是影響道路及其它構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實(shí)際工程中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理。力學(xué)性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，從而通過改變土的力學(xué)性質(zhì)達(dá)到處理的目的。

　　1膨脹土的物理性質(zhì)及力學(xué)性質(zhì)分析

　　膨脹土按粘土礦物分類，可以歸納為兩大類：一類以蒙脫石為主，另一類以伊力土和高嶺土為主。蒙脫石粘土在含水量增加時(shí)出現(xiàn)膨脹，而伊力土和高嶺土則發(fā)生有限的膨脹，引起膨脹土發(fā)生變化的條件，分析概述如下：

　　1.1含水量。膨脹土具有很高的膨脹潛勢(shì)，這與它含水量的大小及變化有關(guān)。如果其含水量保持不變， 則不會(huì)有體積變化。在工程施工中，建造在含水量保持不變的粘土上的構(gòu)造物不會(huì)遭受由膨脹而引起的破壞。當(dāng)粘土的含水量發(fā)生變化，立即就會(huì)產(chǎn)生垂直和水平兩個(gè)方向的體積膨脹。含水量的輕微變化，僅1%∽2%的量值，就足以引起有害的膨脹。在安康地區(qū)，膨脹土對(duì)人們的危害較大，建造在膨脹土上的地板，在雨季來臨時(shí)，土中含水量增加引起的地板翹起開裂屢見不鮮。

　　一般來講，很干的粘土表示有危險(xiǎn)。這類粘土能吸收很多的水，其結(jié)果是對(duì)結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞性膨脹。反之，比較潮濕的粘土，由于大部分膨脹已經(jīng)完成，進(jìn)一步膨脹將不會(huì)很大。但應(yīng)注意的是，潮濕的粘土，在水位下降或其它的條件變化時(shí)，可能變干，顯示的收縮性也不可低估。

　　1.2干容重。粘土的干容重與其天然含水量是息息相關(guān)的，干容重是膨脹土的另一重要指標(biāo)。γ=18.0KN/m³的粘土，通常顯示很高的膨脹潛勢(shì)。在安康地區(qū)，人們對(duì)這種土的評(píng)語(yǔ)是“硬的象石頭”。這表明著粘土將不可避免地出現(xiàn)膨脹問題。

　　1.3力學(xué)性質(zhì)。在工程地質(zhì)中，這種粘土的膨脹現(xiàn)象很普遍，我們通過土工實(shí)驗(yàn)，得出粘土的力學(xué)指標(biāo)，以供土質(zhì)力學(xué)上的計(jì)算。通常對(duì)膨脹土的力學(xué)分析，主要是對(duì)其膨脹潛勢(shì)和膨脹壓力的研究后得出的。

　　(1)膨脹潛勢(shì)。膨脹潛勢(shì)：簡(jiǎn)單的講，就是在室內(nèi)按AASHO標(biāo)準(zhǔn)壓密實(shí)驗(yàn)，把試樣在最佳含水量時(shí)壓密到最大容重后，使有側(cè)限的試樣在一定的附加荷載下，浸水后測(cè)定的膨脹百分率。膨脹率可以用來預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)物的最大潛在的膨脹量。膨脹量的大小主要取決于環(huán)境條件，如潤(rùn)濕程度.潤(rùn)濕的持續(xù)時(shí)間和水分的轉(zhuǎn)移方式等。因此，在工程施工中，改造膨脹土周圍的環(huán)境條件，是解決膨脹土工程問題的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)。

　　(2)膨脹力。膨脹力，也就是膨脹壓力。通俗的講，就是試樣膨脹到最大限度以后，再加荷載直到回復(fù)到其初始體積為止所需的壓力。對(duì)某種給定的粘土來說，其膨脹壓力是常數(shù)，它僅隨干容重而變化。因此，膨脹力可以方便的用作衡量粘土的膨脹特性的一種尺度。對(duì)于未擾動(dòng)的粘土來講，干容重是土的原位特征。所以在原位干容重時(shí)土的膨脹壓力可以直接用來論述膨脹特性。

　　2膨脹土路基的施工工藝

　　2.1路基斷面。路基斷面橫坡盡可能大，必要時(shí)設(shè)防滲層;路肩盡可能寬一些，以利于保持路面下土基內(nèi)水分的穩(wěn)定，最好不小于2.0～2.5m;路肩橫坡要盡可能大一些，以利于排水;路肩與路面結(jié)構(gòu)層用相同的材料鋪砌，以利于保持路幅內(nèi)土基水分的均勻性，并鋪較薄的不透水面層或做防滲處理，以防水分下滲;邊溝適當(dāng)加寬、加深，溝底應(yīng)在土基頂面以下至少20～30cm，并盡可能離路面結(jié)構(gòu)層遠(yuǎn)一些;路側(cè)不應(yīng)種樹，特別是不應(yīng)種生長(zhǎng)快、吸水和蒸發(fā)量大的樹種，如桉樹等;若成排種樹，其距離應(yīng)在邊溝外側(cè)1.4～1.5倍成長(zhǎng)后的樹高以外，至少也得是成長(zhǎng)后的樹高以外，但不得小于5m。

　　2.2路基高度。根據(jù)膨脹土風(fēng)化作用后可能出現(xiàn)濕脹干縮效應(yīng)的特點(diǎn)，為了避免膨脹土高路堤后期產(chǎn)生很大的沉陷量，則膨脹土路堤不宜過高，一般宜控制在3m以內(nèi);如超過3m則須考慮沉降穩(wěn)定問題;如超過6m還須考慮預(yù)留沉降量和路基的加寬。

　　2.3路基排水。路基排水設(shè)施對(duì)膨脹土路基的穩(wěn)定尤為重要，所有排水設(shè)施均應(yīng)精心設(shè)計(jì)，要做好路基地面排水工程，使排水通暢，防止地表水下滲，浸潤(rùn)土質(zhì)。所有地面排水溝渠，尤其是近路溝渠均應(yīng)鋪砌和加固，防止沖刷滲漏。邊溝應(yīng)比一般地區(qū)適當(dāng)加寬加深，路塹邊溝外側(cè)應(yīng)設(shè)平臺(tái)，保護(hù)坡腳免遭水浸，并防止剝落物堵塞邊溝。塹頂設(shè)截水溝，以防水流沖蝕坡面和滲人坡體，截水溝縱坡應(yīng)利于排水。對(duì)于臺(tái)階形高邊坡應(yīng)在每一級(jí)臺(tái)階內(nèi)設(shè)截水溝以截排上部坡面水，且在截水溝與坡腳之間設(shè)一定寬度的平臺(tái)以利坡腳穩(wěn)定。另外還要注意防止基底蒸發(fā)失水引起膨脹土干裂收縮。

　　2.4路塹。路塹施工前，應(yīng)先進(jìn)行截、排水設(shè)施的施工，將水引至路幅以外;邊坡施工中，宜采取臨時(shí)防水封閉措施保持土體原狀含水量;挖方邊坡不要一次挖到設(shè)計(jì)線，沿邊坡預(yù)留厚度30～50cm一層，待路塹挖完時(shí)，再削去邊坡預(yù)留部分，并立即進(jìn)行加固和封閉處理;宜用支擋結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)膨脹土邊坡進(jìn)行防護(hù)，支擋結(jié)構(gòu)基坑應(yīng)采取措施防止暴曬或浸水。膨脹土地區(qū)的路塹，高速公路、一級(jí)公路的路床應(yīng)超挖30～50cm，并立即用粒料或非膨脹土分層回填或用改性土回填，按規(guī)定壓實(shí)，其他各級(jí)公路可用膨脹土摻石灰處治。

　　3施工注意事項(xiàng)

　　3.1使用膨脹土作為路基填料時(shí)，要求摻灰處理后的膨脹土其漲縮總率接近零為佳。 路基兩邊邊坡部分和路基頂部要用非膨脹土作為封層，必要時(shí)需鋪一層土工布，從而形成包心填方。膨脹土的含水量應(yīng)控制在最佳含水量的3%以內(nèi)。

　　3.2填挖交接處2米范圍內(nèi)挖方地基表面上的土應(yīng)挖臺(tái)階，翻松并檢查其含水量與填土含水量是否接近，同時(shí)選擇適宜的壓實(shí)機(jī)具，使壓實(shí)度達(dá)到規(guī)定要求。施工時(shí)應(yīng)避開雨季作業(yè)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)排水。路基開挖后各道工序要緊密銜接，連續(xù)施工，時(shí)間不宜間隔太久。路堤.路塹邊坡按設(shè)計(jì)修整后，應(yīng)立即漿砌護(hù)墻.護(hù)坡，防止雨水直接侵蝕。膨脹土路基土的強(qiáng)度及壓實(shí)度應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)規(guī)定、規(guī)范。

　　3.3填高不足1米的路堤，必須換填非膨脹土，并按規(guī)定壓實(shí)。使用膨脹土作填料時(shí)，為增加其穩(wěn)定性，采用石灰處治，石灰劑量范圍10%∽12%，要求摻灰處理后的膨脹土，其脹縮總率接近零為佳。

　　4結(jié)束語(yǔ)

　　由于高速公路行車速度較高，路基的變形會(huì)涉及到公路運(yùn)營(yíng)的安全性問題。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，使路基的變形問題更難處理。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。

　　參考文獻(xiàn)】

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　　[2]劉特洪.工程建設(shè)中的膨脹土問題[Z]. 2008.