膨脹土對公路建設的危害及防治

【摘要】改革開放以來，我國基礎設施建設的迅猛發展，公路建設遍布全國各地，然而，在公路工程項目施工建設中常常會遇到膨脹土，從而不同程度地影響我國公路建設的質量。因為，我國膨脹土的分布十分廣泛，同時膨脹土是具有較大的吸水后顯著膨脹，而失水后又顯著收縮等特性，需要相關建設單位對膨脹土的危害與防治進行更深層次地探討。本文主要是對我國公路建設中膨脹土的危害進行相關闡述，并提出相應的防治策略。

【關鍵字】膨脹土；公路建設；危害；防治策略

膨脹土在我國的分布相當廣泛，并且不同的地區膨脹土的具體特性也有不盡相同，從而給我國基礎設施建設尤其是公路工程建設造成一定的影響，不僅會降低相關施工企業的經濟效益，還會破壞施工現場的生態環境。因為，膨脹土具有吸水膨脹、滲透性不佳、容易產生裂縫以及失水收縮等工程特性，在公路工程建設施工中，如果不深入探討膨脹土的危害并提出解決策略，將會對膨脹土路塹、路堤、結構構造物的穩定產生了重大的影響。由此可見，研究膨脹土對公路建設的危害，并提出相應的解決策略意義重大。

一、膨脹土的基本特性及影響因素

由于膨脹土具有失水收縮、吸水膨脹等基本特性。因而，在遇到水的情況下任何粘土都會產生一定程度的體積膨脹，同時，失水時也都會產生體積收縮，相比之下，膨脹土的脹縮更為強烈，主要是由以下因素決定：1）膨脹土中含有大量細小粘土顆粒，并且均勻分布在膨脹土內部，一般其含量介于30～50％之間；2）膨脹的組成成分為伊利石、蒙脫石等粘土礦物，這也是造成膨脹土特性的根本原因；3）膨脹土具有孔隙比小，超固結性，干容重較大。膨脹土具備了上述特殊的內在的因素，從而造成了膨脹土特殊的變形特征；4）)膨脹土具有較強的陽離子交換能力，電極之間的轉換快，況且膨脹土中的集聚體通常是以片狀顆粒相互疊聚形成。由此可見，由于膨脹土的內部組成使其具有很高的黏聚性，一旦含水量達到一定程度時，其黏聚性表現地更加明顯，在施工中如果進行機械攪動壓實路基時，將會導致黏結成塑性很高的大團塊，很難晾干，影響施工進度與施工質量。此外，隨著水分的逐漸散失，土塊的可塑性降低地相當快。但是，一旦黏聚性降低繼續下去，將會使得土塊的力學強度逐步增大，土塊堅硬，難于擊碎、壓實。所以，如果含水量高的膨脹土直接用作路基填料，將會增加施工難度，延長施工工期，并且質量難以保證，必須對膨脹土進行處理。

二、公路建設中膨脹土危害的防治方法

1、路基濕度控制

在公路工程施工建設中，濕度控制法的使用比較常見，主要涉及到預濕和保持含水量穩定。因此，盡量減少路基含水量受外界大氣的影響，采用各種有效策略控制由于膨脹土含水量變化而引起的脹縮變形，確保公路工程的施工質量。例如，可以在施工中采用粘土或土工布將膨脹土路基進行包封，確保路基的濕度在一個合理的范圍，避免膨脹土與外界大氣直接接觸，盡量減少膨脹土內部的濕度遷移，為公路工程的施工提供最良好的施工環境。

2、換填與膨脹土摻灰改性法

對于那些淺層平面路基基底的施工現場，換填與淺層膨脹土摻灰改性法是一種有效的方法，同時該方法的出來深度一般小于3米。換填法比其他方法更具競爭力，因為這種方法的造價低廉、效果明顯，工作量小。然而，對于換填方量過大的情況，一般不推薦使用該方法，因為在換填過程中廢土可能占用大量土地，極大地壓縮施工現場，并會增加施工成本，引發生態環境問題，這時，可考慮膨脹土改性法，利用膨脹土陰陽離子交換性能強等特點，在路基中滲入一定量的離子，從而使石灰中鈣、鎂離子置換土中鈉、鉀離子，或吸收作用，導致離子單位重量增加?；蛘呖梢约尤胧覙叮鞘抑蠧a(OH)2吸收CO2形成質地堅固、水穩性好的CaCO3晶體，從而使得土的膠結得到加強，從而提高了石灰土的后期強度，以便于公路建設施工工程的效率。

3、碾壓成型

在路基施工中，通過對已經拌和均勻的灰土靜壓一遍后，在確保路基濕度適宜的情況下用平地機細平，細平標高按層厚的1.2～1.25倍進行作出縱橫坡、路拱，從而使整個路基表面平整，符合施工要求。同時，還要控制好膨脹土路基中的含水量，以便于更好促進先前加進的石灰與膨脹土化合消除其膨脹性，但是，含水量不是越高越好，因為太高的含水量只會使路基的干密度不到要求，或引起較大的收縮變形。在碾壓施工中，首先要通過大噸位振動壓路機從兩邊向中間輕振一遍，整理成一個最初的路基，重振一遍，再用三輪壓路機從兩邊向中間重疊半輪碾壓三到五遍，達到無明顯輪跡為至，才能進行下一步的施工程序，碾壓過程中，如有“彈簧”、松散、起皮等現象，應及時翻開處理，決不允許出現違規施工，或者偷工減料的現象。

4、有機大分子溶液改良法

有機大分子溶液改良法，是一種近年來才興起的膨脹土改良技術，一般在斜面地基(塹坡)的施工中應用比較廣泛，當然，在平面地基(路基基底)的施工中也能使用，并呈現出良好的效果，很適合對于路基的淺層穩定性處理。目前，國內比較成熟的有機大分子溶液改良技術有DAH改良液等，通過在膨脹土中加入一定配比的有機大分子溶液，從而達到控制路基中水含量的目的，避免在施工中由于膨脹土的失水收縮、吸水膨脹特性而造成的施工質量不達標，確保膨脹土的公路工程施工建設中，路基建設始終處于一種良好性能的土質中，最終為公路工程施工建設的順利、有效進行提供可靠保障。

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