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公路膨胀土路基施工技术与处理措施

时间:2016-11-23 访问人数:

 

1.膨胀土的定义

1996年《公路路基设计规范》(JTJ013-95)的膨胀土定义是:膨胀土系指土中含有较多的粘粒及其亲水性较强的蒙脱石或伊利石等粘土矿物成分,它具有遇水膨胀,失水收缩,是一种特殊膨胀结构的粘性土。从这个定义上来看,膨胀土的主要特性是膨胀和收缩。但膨胀和收缩是一个十分复杂的问题,不仅仅是遇水膨胀和失水收缩这么简单。在增加溶液电解质浓度的情况下,即使是遇水,膨胀土也会产生收缩现象。因此,膨胀土的膨胀和收缩是在水和电解质共同作用下的结果。

2.膨胀土的判别与分类

膨胀土在我国大部分地区均有分布。膨胀土的胀缩性直接影响着建筑物的安全性,它不仅造成房屋成群开裂,公路、铁路塌方,而且可导致膨胀土边坡产生表层浅滑现象,造成农田水利设施的破坏,影响人们的生活环境。因此,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,这有助于合理进行拟建建筑物的设计与地基处理,对保障建筑物安全与人们的生活环境具有非常重要的意义。

可能用来判别膨胀土的指标分述如下:

1)界限含水量

反映土粒与水相互作用的灵敏指标之一,在一定程度上反映了土的亲水性能。它与土的颗粒组成,粘土矿物成分,阳离子交换性能,土粒的分散度和比表面积,以及孔隙水溶液的性质等有着十分密切的关系。通常有液限、塑限、缩限三个定量指标。

2)胀缩总率  

反映膨胀土粘土矿物成分和结构特征。

3)粒度成分

反映膨胀土物质组成的特性指标。

4)自由胀缩率  

反映土中细粒含量的多少,或土样的分散程度。

5)标准吸湿含水率

不仅依赖于土样中细粒(特别是小于1mm粒径的胶粒)含量,更依赖于土中粘土矿物种类。 

6)比表面积和阳离子交换量

可以大致反映膨胀土中蒙脱石粘土矿物的近似含量。

7)矿物成分

当膨胀土蒙脱石的含量达到5%时,即可对土的胀缩性和抗剪强度产生明显的影响,倘若蒙脱石含量超过2030%时,则土的胀缩性和抗剪强度基本上全由蒙脱石控制。

8)膨胀力、最大线缩(体缩、膨胀)率。

9)抗剪强度。

3.膨胀土地区公路路基施工技术与处理措施。

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。

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)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。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35个昼夜,以消除使用过程中的膨胀性。

4.新技术新方法。

a、掺沙回填,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。

b、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。

膨胀土地区的公路路基处理是一个很复杂的问题,需要考虑多种因素。他要求公路路基、挡墙、桥涵等的设计人员必须熟悉膨胀土的工程性质,根据其特性提出科学合理的设计,只要有一个方面不合理,就可能导致膨胀土灾害的发生。因此对膨胀土路基的处理方法需要不断地研究探讨。