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【摘要】改革开放以来,我国基础设施建设的迅猛发展,公路建设遍布全国各地,然而,在公路工程项目施工建设中常常会遇到膨胀土,从而不同程度地影响我国公路建设的质量。因为,我国膨胀土的分布十分广泛,同时膨胀土是具有较大的吸水后显著膨胀,而失水后又显著收缩等特性,需要相关建设单位对膨胀土的危害与防治进行更深层次地探讨。本文主要是对我国公路建设中膨胀土的危害进行相关阐述,并提出相应的防治策略。
【关键字】膨胀土;公路建设;危害;防治策略
膨胀土在我国的分布相当广泛,并且不同的地区膨胀土的具体特性也有不尽相同,从而给我国基础设施建设尤其是公路工程建设造成一定的影响,不仅会降低相关施工企业的经济效益,还会破坏施工现场的生态环境。因为,膨胀土具有吸水膨胀、渗透性不佳、容易产生裂缝以及失水收缩等工程特性,在公路工程建设施工中,如果不深入探讨膨胀土的危害并提出解决策略,将会对膨胀土路堑、路堤、结构构造物的稳定产生了重大的影响。由此可见,研究膨胀土对公路建设的危害,并提出相应的解决策略意义重大。
一、膨胀土的基本特性及影响因素
由于膨胀土具有失水收缩、吸水膨胀等基本特性。因而,在遇到水的情况下任何粘土都会产生一定程度的体积膨胀,同时,失水时也都会产生体积收缩,相比之下,膨胀土的胀缩更为强烈,主要是由以下因素决定:1)膨胀土中含有大量细小粘土颗粒,并且均匀分布在膨胀土内部,一般其含量介于30~50%之间;2)膨胀的组成成分为伊利石、蒙脱石等粘土矿物,这也是造成膨胀土特性的根本原因;3)膨胀土具有孔隙比小,超固结性,干容重较大。膨胀土具备了上述特殊的内在的因素,从而造成了膨胀土特殊的变形特征;4))膨胀土具有较强的阳离子交换能力,电极之间的转换快,况且膨胀土中的集聚体通常是以片状颗粒相互叠聚形成。由此可见,由于膨胀土的内部组成使其具有很高的黏聚性,一旦含水量达到一定程度时,其黏聚性表现地更加明显,在施工中如果进行机械搅动压实路基时,将会导致黏结成塑性很高的大团块,很难晾干,影响施工进度与施工质量。此外,随着水分的逐渐散失,土块的可塑性降低地相当快。但是,一旦黏聚性降低继续下去,将会使得土块的力学强度逐步增大,土块坚硬,难于击碎、压实。所以,如果含水量高的膨胀土直接用作路基填料,将会增加施工难度,延长施工工期,并且质量难以保证,必须对膨胀土进行处理。
二、公路建设中膨胀土危害的防治方法
1、路基湿度控制
在公路工程施工建设中,湿度控制法的使用比较常见,主要涉及到预湿和保持含水量稳定。因此,尽量减少路基含水量受外界大气的影响,采用各种有效策略控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形,确保公路工程的施工质量。例如,可以在施工中采用粘土或土工布将膨胀土路基进行包封,确保路基的湿度在一个合理的范围,避免膨胀土与外界大气直接接触,尽量减少膨胀土内部的湿度迁移,为公路工程的施工提供最良好的施工环境。
2、换填与膨胀土掺灰改性法
对于那些浅层平面路基基底的施工现场,换填与浅层膨胀土掺灰改性法是一种有效的方法,同时该方法的出来深度一般小于3米。换填法比其他方法更具竞争力,因为这种方法的造价低廉、效果明显,工作量小。然而,对于换填方量过大的情况,一般不推荐使用该方法,因为在换填过程中废土可能占用大量土地,极大地压缩施工现场,并会增加施工成本,引发生态环境问题,这时,可考虑膨胀土改性法,利用膨胀土阴阳离子交换性能强等特点,在路基中渗入一定量的离子,从而使石灰中钙、镁离子置换土中钠、钾离子,或吸收作用,导致离子单位重量增加。或者可以加入石灰桩,是石灰中Ca(OH)2吸收CO2形成质地坚固、水稳性好的CaCO3晶体,从而使得土的胶结得到加强,从而提高了石灰土的后期强度,以便于公路建设施工工程的效率。
3、碾压成型
在路基施工中,通过对已经拌和均匀的灰土静压一遍后,在确保路基湿度适宜的情况下用平地机细平,细平标高按层厚的1.2~1.25倍进行作出纵横坡、路拱,从而使整个路基表面平整,符合施工要求。同时,还要控制好膨胀土路基中的含水量,以便于更好促进先前加进的石灰与膨胀土化合消除其膨胀性,但是,含水量不是越高越好,因为太高的含水量只会使路基的干密度不到要求,或引起较大的收缩变形。在碾压施工中,首先要通过大吨位振动压路机从两边向中间轻振一遍,整理成一个最初的路基,重振一遍,再用三轮压路机从两边向中间重叠半轮碾压三到五遍,达到无明显轮跡为至,才能进行下一步的施工程序,碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开处理,决不允许出现违规施工,或者偷工减料的现象。
4、有机大分子溶液改良法
有机大分子溶液改良法,是一种近年来才兴起的膨胀土改良技术,一般在斜面地基(堑坡)的施工中应用比较广泛,当然,在平面地基(路基基底)的施工中也能使用,并呈现出良好的效果,很适合对于路基的浅层稳定性处理。目前,国内比较成熟的有机大分子溶液改良技术有DAH改良液等,通过在膨胀土中加入一定配比的有机大分子溶液,从而达到控制路基中水含量的目的,避免在施工中由于膨胀土的失水收缩、吸水膨胀特性而造成的施工质量不达标,确保膨胀土的公路工程施工建设中,路基建设始终处于一种良好性能的土质中,最终为公路工程施工建设的顺利、有效进行提供可靠保障。
参考文献:
[1]欧秀英. 公路工程路基施工质量控制技术探讨[J]. 中国水运(理论版), 2007, (12) .
[2]李益权. 浅谈公路路基病害的危害及其防治[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2010, (04) .
[3]梁科明. 公路路基常见病害及控制[J]. 科技创新导报, 2010, (20) .
【关键字】膨胀土;公路建设;危害;防治策略
膨胀土在我国的分布相当广泛,并且不同的地区膨胀土的具体特性也有不尽相同,从而给我国基础设施建设尤其是公路工程建设造成一定的影响,不仅会降低相关施工企业的经济效益,还会破坏施工现场的生态环境。因为,膨胀土具有吸水膨胀、渗透性不佳、容易产生裂缝以及失水收缩等工程特性,在公路工程建设施工中,如果不深入探讨膨胀土的危害并提出解决策略,将会对膨胀土路堑、路堤、结构构造物的稳定产生了重大的影响。由此可见,研究膨胀土对公路建设的危害,并提出相应的解决策略意义重大。
一、膨胀土的基本特性及影响因素
由于膨胀土具有失水收缩、吸水膨胀等基本特性。因而,在遇到水的情况下任何粘土都会产生一定程度的体积膨胀,同时,失水时也都会产生体积收缩,相比之下,膨胀土的胀缩更为强烈,主要是由以下因素决定:1)膨胀土中含有大量细小粘土颗粒,并且均匀分布在膨胀土内部,一般其含量介于30~50%之间;2)膨胀的组成成分为伊利石、蒙脱石等粘土矿物,这也是造成膨胀土特性的根本原因;3)膨胀土具有孔隙比小,超固结性,干容重较大。膨胀土具备了上述特殊的内在的因素,从而造成了膨胀土特殊的变形特征;4))膨胀土具有较强的阳离子交换能力,电极之间的转换快,况且膨胀土中的集聚体通常是以片状颗粒相互叠聚形成。由此可见,由于膨胀土的内部组成使其具有很高的黏聚性,一旦含水量达到一定程度时,其黏聚性表现地更加明显,在施工中如果进行机械搅动压实路基时,将会导致黏结成塑性很高的大团块,很难晾干,影响施工进度与施工质量。此外,随着水分的逐渐散失,土块的可塑性降低地相当快。但是,一旦黏聚性降低继续下去,将会使得土块的力学强度逐步增大,土块坚硬,难于击碎、压实。所以,如果含水量高的膨胀土直接用作路基填料,将会增加施工难度,延长施工工期,并且质量难以保证,必须对膨胀土进行处理。
二、公路建设中膨胀土危害的防治方法
1、路基湿度控制
在公路工程施工建设中,湿度控制法的使用比较常见,主要涉及到预湿和保持含水量稳定。因此,尽量减少路基含水量受外界大气的影响,采用各种有效策略控制由于膨胀土含水量变化而引起的胀缩变形,确保公路工程的施工质量。例如,可以在施工中采用粘土或土工布将膨胀土路基进行包封,确保路基的湿度在一个合理的范围,避免膨胀土与外界大气直接接触,尽量减少膨胀土内部的湿度迁移,为公路工程的施工提供最良好的施工环境。
2、换填与膨胀土掺灰改性法
对于那些浅层平面路基基底的施工现场,换填与浅层膨胀土掺灰改性法是一种有效的方法,同时该方法的出来深度一般小于3米。换填法比其他方法更具竞争力,因为这种方法的造价低廉、效果明显,工作量小。然而,对于换填方量过大的情况,一般不推荐使用该方法,因为在换填过程中废土可能占用大量土地,极大地压缩施工现场,并会增加施工成本,引发生态环境问题,这时,可考虑膨胀土改性法,利用膨胀土阴阳离子交换性能强等特点,在路基中渗入一定量的离子,从而使石灰中钙、镁离子置换土中钠、钾离子,或吸收作用,导致离子单位重量增加。或者可以加入石灰桩,是石灰中Ca(OH)2吸收CO2形成质地坚固、水稳性好的CaCO3晶体,从而使得土的胶结得到加强,从而提高了石灰土的后期强度,以便于公路建设施工工程的效率。
3、碾压成型
在路基施工中,通过对已经拌和均匀的灰土静压一遍后,在确保路基湿度适宜的情况下用平地机细平,细平标高按层厚的1.2~1.25倍进行作出纵横坡、路拱,从而使整个路基表面平整,符合施工要求。同时,还要控制好膨胀土路基中的含水量,以便于更好促进先前加进的石灰与膨胀土化合消除其膨胀性,但是,含水量不是越高越好,因为太高的含水量只会使路基的干密度不到要求,或引起较大的收缩变形。在碾压施工中,首先要通过大吨位振动压路机从两边向中间轻振一遍,整理成一个最初的路基,重振一遍,再用三轮压路机从两边向中间重叠半轮碾压三到五遍,达到无明显轮跡为至,才能进行下一步的施工程序,碾压过程中,如有“弹簧”、松散、起皮等现象,应及时翻开处理,决不允许出现违规施工,或者偷工减料的现象。
4、有机大分子溶液改良法
有机大分子溶液改良法,是一种近年来才兴起的膨胀土改良技术,一般在斜面地基(堑坡)的施工中应用比较广泛,当然,在平面地基(路基基底)的施工中也能使用,并呈现出良好的效果,很适合对于路基的浅层稳定性处理。目前,国内比较成熟的有机大分子溶液改良技术有DAH改良液等,通过在膨胀土中加入一定配比的有机大分子溶液,从而达到控制路基中水含量的目的,避免在施工中由于膨胀土的失水收缩、吸水膨胀特性而造成的施工质量不达标,确保膨胀土的公路工程施工建设中,路基建设始终处于一种良好性能的土质中,最终为公路工程施工建设的顺利、有效进行提供可靠保障。
参考文献:
[1]欧秀英. 公路工程路基施工质量控制技术探讨[J]. 中国水运(理论版), 2007, (12) .
[2]李益权. 浅谈公路路基病害的危害及其防治[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2010, (04) .
[3]梁科明. 公路路基常见病害及控制[J]. 科技创新导报, 2010, (20) .