膨脹土路基病害分析與加固措施

膨脹土路基病害分析與加固措施膨脹土路基病害膨脹土是由大量親水性黏土礦物組成的一種具有吸水膨脹、軟化、崩解和失水急劇收縮開裂，并能產(chǎn)生往復變形的黏性土。膨脹土對工程建筑的災害幾乎是無所不有的，在膨脹土地區(qū)建筑物經(jīng)常會出現(xiàn)開裂變形，路基邊坡出現(xiàn)大量坍方、滑坡。我國膨脹土分布范圍很廣，并且大面積存在于地表或者地表下淺層，對建筑、路基等的施工設(shè)計有很大影響。1.膨脹土的分類膨脹土的判別與分類方法并沒有統(tǒng)一的標準，具體判別時要根據(jù)現(xiàn)場的工程地質(zhì)、自由膨脹率、和建筑的破環(huán)程度來綜合評定，工程地質(zhì)和自由膨脹率是膨脹土的主要判定標準。根據(jù)工程地質(zhì)和自由膨脹率可以將膨脹土大概劃分為三個等級。（1）強膨脹土，主要成分是蒙脫石，自由含水率大于80%，線總膨脹率大于4%，呈灰白色、灰綠色，具有極發(fā)育的網(wǎng)狀裂隙，易風化成細粒狀，鱗片狀。（2）中等膨脹土，含有大量的蒙脫石和伊利石，自由膨脹率在55%~80%之間，線總膨脹率2%~4%，顏色呈棕、紅、灰色，滑感較強，裂隙較發(fā)育，風化后為碎粒狀，含有鈣質(zhì)的結(jié)核。（3）弱膨脹土，含有蒙脫石、伊利石和高嶺石，自由膨脹率在30%~55%，線總膨脹率0.7%~2%,以黃褐色為主，黏土中含有較多的沙粒，有滑感，風化呈碎粒裝，鈣質(zhì)鐵錳結(jié)核較多。2.膨脹土的工程特性2.1脹縮性膨脹土具有吸水體積膨脹，失水體積收縮的特性，土中含有蒙脫石越多，含水率越低膨脹土的膨脹量和膨脹力越大。2.2崩解性膨脹土浸水后體積發(fā)生膨脹，在無側(cè)限的情況下強膨脹土很快就會完全崩解，弱膨脹土隨著時間的增加也會慢慢崩解且可能不完全。崩解特性還和起始濕度有關(guān)。2.3多裂隙性膨脹土的裂隙形成原因復雜可劃分為原生裂隙和次生裂隙，原生裂隙是膨脹土在形成過程中經(jīng)過外界的物理化學作用脹縮效應(yīng)形成的，次生裂隙則是有原生裂隙演變而來。裂隙的形狀有垂直、水平、斜交三種類型。2.4超固結(jié)性膨脹土大都是歷史上受過超壓的作用處于超固結(jié)狀態(tài)。具有密度高、天然孔隙率小、初始結(jié)構(gòu)強度高的特點。土體開挖后，固結(jié)應(yīng)力會釋放，邊坡與路基面會出現(xiàn)卸荷狀態(tài)使邊坡易破壞2.5強度衰減性膨脹土的初期強度極高，但由于吸水膨脹的特性，經(jīng)過反復脹縮作用原始結(jié)構(gòu)就會破壞，殘余強度極低。受風化作用的土體很快就會產(chǎn)生碎裂、剝落、泥化的現(xiàn)象，是土體原始結(jié)構(gòu)改變很多，強度嚴重降低。3.膨脹土的路基危害膨脹土的路基危害主要表現(xiàn)在路面、路塹和路基的病害。3.1路面的病害波浪變形，由于膨脹土路基的含水量的不同，土體就會產(chǎn)生不均勻的脹縮，從而使上部路面產(chǎn)生很大幅度的橫向波浪變形，隨著季節(jié)和年度的變化，波浪變形也會相應(yīng)改變。濺漿冒泥，雨季時土體會吸水軟化，在車輛的反復碾壓中就會形成泥漿，路面開裂后就會沿著裂縫冒泥，當?shù)叵滤贿^高影響路基時也有可能發(fā)生這種現(xiàn)象。3.2路塹病害沖蝕，坡面松散的土體在雨水或地表徑流的沖刷下，表面上的微裂縫反復脹縮，并逐漸擴大嚴重，最終使土坡呈碎粒狀，影響邊坡的穩(wěn)定性。沖蝕破壞了破面的整體性，沿破面形成了很多的沖溝，形成惡性循環(huán)。剝落，邊坡表面受到常年的風化作用，土塊分解成細粒狀、鱗片狀，應(yīng)力釋放，在重力作用下土粒沿破面下滑剝落。這種現(xiàn)象主要發(fā)生在夏季少水的干旱季節(jié)，甚至剝落嚴重時陽坡比含水量較多的陰坡面破壞更加嚴重。剝落的土堆積在邊溝和坡腳會影響路面的正常使用，造成新的危害。溜坍，在雨季膨脹土局部表層吸水飽和，在重力與滲透的影響下會沿發(fā)生向下溯流坍滑的現(xiàn)象，坍落截面呈馬蹄形?；?，由于土體抗剪強度的降低，土坡會發(fā)生大范圍的下滑現(xiàn)象，有明顯的滑床，滑床后壁陡直，前緣平緩，有很大的破壞性。膨脹土的滑坡與土的類型和結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，與邊坡的高度和土坡坡度無明顯的相關(guān)性。采用一般的措施防止膨脹土的滑坡危害作用不大，要做相應(yīng)的特殊處理。3.3路堤危害沉陷，路堤和普通地基一樣會發(fā)生不均勻的沉降，這是因為膨脹土路堤施工時不易被粉碎，也不容易被壓實，在風化、濕脹和路基自重、汽車外荷載的作用下就會發(fā)生路堤的變形。路堤越高沉陷越嚴重，嚴重時難以修復。邊坡溜坍與滑坡，主要由于施工過程中邊坡填料不當，壓實不夠或者排水做的不夠完善，多發(fā)生在邊坡的坡腰和坡腳附近。填料時如果使用膨脹土，就會形成軟弱帶；沒有按要求打碎填土塊，填土的質(zhì)量差；在基礎(chǔ)底部沒有清理干凈淤泥或者有水分存在；邊坡的防護措施不當?shù)榷伎赡芤鸹拢蛎浲恋幕略诘躺砗突锥寄馨l(fā)生滑動。路肩的坍滑，路堤肩部如果壓實不好，填土達不到設(shè)計的密實度，兩面處于臨空的部位，當有雨水長期滲入時，經(jīng)過干濕交替的影響會在路肩順路線方向產(chǎn)生縱向開裂，形成很長的張開裂縫。4.膨脹土地區(qū)的選線與路基設(shè)計原則（1）路基盡可能的避免高路堤和深長路塹，不能避免時要考慮橋隧的方案。當作為路基考慮時，要有相應(yīng)的保證路基穩(wěn)定性的措施。路塹附近有重大建筑物時，路基和建筑物要保持在一定的距離，或者以隧道的形式通過，負責就要加強防護措施。（2）強膨脹土最好不要作為路堤填充料，考慮到經(jīng)濟要求必須使用時，必須加入石灰水泥等無機結(jié)合料進行拌合，膨脹性較弱的土可作為地基下層使用。（3）路基邊坡穩(wěn)定性驗算時不能以膨脹土天然狀態(tài)下原狀土塊的峰值作為驗算依據(jù)，要考慮到膨脹土的變動特性和強度衰減特性。HYPERLINK"http:///hyjd/20171031/10060