膨潤土路基病害分析及處理方法

摘 要：膨潤土以其特有的性質被廣泛應用于各個領域。但是膨潤土路基易發生滑塌、不均勻沉降，引起路面破壞等病害。本文進行膨潤土路基病害機理分析，并結合濰九路昌樂段膨潤土路基工程，對產生路面裂縫的原因進行了分析，提出了切實可行的解決方案，并對方案實施后的效果進行實時監測，證明了病害處理方法滿足了日后通車的需要。

關鍵詞：膨潤土 路基 路面裂縫 病害處理

中圖分類號：U4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0050-01

膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦，由蒙脫石、伊利石和高嶺石等組成[1]，是一種非常微細的晶體結構，這一特殊結構決定了其具有陽離子交換性、粘結性、高分散性、膨潤性、懸浮性和吸附性等眾多優良性能。因此，膨潤土被廣泛用于鉆井泥漿、鐵礦球團和鑄造等各個工業領域[2]。

基于膨潤土的上述性質，合理利用膨潤土資源會給國家帶來很大的經濟效益[3]，但是，當其作為路基時，會引起路基滑塌、不均勻沉降等病害[4]。因此，本文結合工程實例分析了膨潤土路基病害形成機理，并提出了合理的處理措施。

1 膨潤土路基病害分析

膨潤土的粘滯性、觸變性和潤滑性導致路基承載力不易確定，從而引起膨潤土路基滑塌或不均勻沉降引起路面破壞等病害。為解決這一問題，需對膨潤土路基承載力作出較為準確的計算。

對荷載較大或沒有經驗的地區，宜采用浸水載荷試驗方法確定。在進行浸水載荷試驗時，應考慮膨潤土的含水量，含水量增加時，其強度會衰減。因此，試驗時，應先分級加載至設計荷載，然后將試樣浸水，再分級加載直至試樣破壞，取破壞荷載的1/2作為地基承載力的基本值；特殊情況下，也可按地基設計要求的變形值在曲線上取對應的荷載作為地基承載力基本值。對于一般建筑物的地基承載力，先通過飽和三軸不固結不排水剪切試驗測得膨潤土抗剪強度，再根據地基基礎設計規范的有關規定計算地基承載力。對已有建筑經驗的地區，可根據該地區建筑經驗或承載力經驗值確定地基承載力。

此外，對于由膨潤土路基被私自挖掘而引起的路基病害，有以下解決辦法：一是加強監管，適當立法；二是進行道路安全知識普及，提高人們對道路安全重要性的意識；三是在道路規劃設計時，路線設計盡量避開膨潤土土質區域。

2 濰九路昌樂段工程實例分析

下面結合濰九路昌樂段改建工程對膨潤土路基病害進行分析處理。通過調查論證將濰九路昌樂段按一級公路設計標準進行改建，擴寬為雙向6車道，路面寬23 m。

濰九路昌樂段路基填料為灰土塊、風化砂、石灰土。在路面基層二灰土施工過程中，發現12%石灰土底基層有裂縫，長度約22 m，縫寬最大處10 mm，施工時進行了處理，將該處路基挖除（寬4 m，長30 m，深1 m），用二灰碎石分4層回填壓實處理后，進行二灰碎石基層、瀝青面層正常施工。施工完畢后，道路經歷了4次降雨，發現瀝青路面出現明顯裂縫。

2.1 裂縫原因分析

經勘查分析發現該路段南側膨潤土被大量挖掘，挖土坑距路槽開挖范圍僅約3 m，坑深約8～10 m，未預留足夠的邊坡范圍，開挖后僅用松土自然回填，因此，分析引起石灰土底基層裂縫的原因為取土坑底部膨潤土遇水滑動，導致取土坑路基一側滑坡。在瀝青下面層施工完成后，取土坑又被繼續向西開挖，造成后期道路西側又出現裂縫，分別長22 m、42 m、34 m，間隔距離為50 m和18 m。

2.2 采取的措施以及監測數據分析

基于勘查分析結果，該路段地基深處是膨潤土，如果采取開挖回填處理取土坑回填土，不僅會對地基膨潤土產生擾動，造成新的不穩定，而且開挖深度過大，工作面狹窄，壓實機械碾壓困難，不易達到整體密實的效果而產生應力不均，出現新裂縫，因此對裂縫采取灌縫處理。對于路基局部變形嚴重的位置應進行重新施工處理后，再施工瀝青面層，瀝青面層盡可能晚些施工，使得有較長時間監測裂縫，同時能夠經過車輛荷載和雨水的檢測考驗。處理后對裂縫寬度進行連續觀測，裂縫分析走勢圖如圖1所示。在10月13～15日連續3天對裂縫處進行了灌水處理后，裂縫寬度無明顯變動。11月18～19日對南側路肩外6 m范圍進行了6遍強夯，下沉約0.5 m，路面裂縫寬度變化明顯，之后逐漸趨于穩定。裂縫發展穩定后，12月26～27日進行了灌砂、灌乳化瀝青處理，裂縫寬度無明顯變化。在3月12日觀測到寬度略有變窄，是因為氣溫回升致使路面材料受熱膨脹。

3 結論

膨潤土作為路基材料時，會呈現出承載力差、膨脹性大等諸多不良現象。本文結合維九路工程實例對膨潤土路基病害機理進行分析，提出了相應的解決方案，并對方案實施效果進行監測，處理效果較理想，為以后類似工程提供理論實踐依據，具有一定的工程實際意義。

參考文獻

[1]張法寶.高速公路膨潤土摻灰試驗研究[J].治淮，2011（5）.

[2]譚社會，季洪亮.京九線膨脹土路基不均勻沉降探討[J].路基工程，2002，2：22-23.

[3]王學智.道路拓寬工程的路基處理方法[J].現代公路，2007（10S）：84-85.

[4]李林革，齊清華.高速公路膨脹土路基施工中常見幾種處理措施[J].今日科苑，2009（8）.