摘要：本文結(jié)合高建公路工程實(shí)際，探討膨脹土路基迎坡綜合治理的工程措施，從而減少膨脹土對(duì)高速公路的危害，談工程采取化學(xué)改良+無(wú)砂大孔混凝土排水骨架+植物防護(hù)方案，治理效果良好。保護(hù)行車(chē)交通安全和自然環(huán)境。
1．前言
膨脹土是顆粒高分散，成分以粘土礦物為主、對(duì)環(huán)境的濕熱變化敏感的高塑性粘土質(zhì)，它是一種吸水膨脹軟化、失水收縮干裂的特殊土。正是由于這種土的顯著脹縮特性，使膨脹土地區(qū)的房屋建筑，鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)，水利工程等經(jīng)常遭受巨大的破壞，因此，對(duì)高速公路膨脹土路基邊坡進(jìn)行綜合防治十分必要。
2．某高速公路路膨脹土路塹邊坡防護(hù)
2．1方案選擇根據(jù)某高速公路膨脹土邊坡的特點(diǎn)，主要采取化學(xué)改良+無(wú)砂大孔混凝士排水骨架+植物防護(hù)方案。具體措施是。先用DAH混合溶液改良膨脹土邊坡的表層土．然后在其上挖槽澆筑無(wú)砂大孔混凝土骨架．骨架邊坡再鋪草皮是- 一種有效的膨脹--七邊坡理方法。用DAH混合溶液噴灑開(kāi)挖膨脹土邊坡的表層土，由于DAH混合溶液能與膨脹土產(chǎn)生離子交換發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 使表層膨脹土體改變性能，成為了IE常土，具有較高的強(qiáng)度。同時(shí)DAH混合溶液的有效滲透深度在60era以上，在1．5m左右范圍內(nèi)的士體都可以得到明顯的改善通過(guò)這樣的處理，相當(dāng)于使開(kāi)挖的嘭脹±邊坡表層有一層上稍薄下較厚的好土封閉層，既可緩解膨脹土的超固結(jié)性對(duì)邊坡開(kāi)挖的影響，又可抵擋膨脹土所產(chǎn)生的水平脹縮變形。同時(shí)還充分利用了膨脹土，節(jié)約工程投資。經(jīng)DAH噴灑改最后的坡面。除了起到上述作用外，還有一個(gè)作用就是有效處理了膨脹土的大氣影響深度 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算，高速公路的大氣影響深度為1．5—3米左右．3米以下受大氣影響的幅度較小。而DAH溶液的改良深度為0．6—1．5米范圍。有效減少了膨脹土的大氣影響深度，提高了膨脹士邊坡的穩(wěn)定性。在改良后的邊坡表面挖槽澆筑無(wú)砂大 L混凝土骨架，并在相應(yīng)的骨架部位上砌磚形成格子式的排水溝槽，整體上就形成了膨脹土邊坡的里外排水系統(tǒng)。首先無(wú)砂大孔混凝土骨架的 L隙較大，可達(dá)到2O％以上，水和空氣可以迅速透過(guò)，具有良好的排水性能，滲人到膨脹土邊坡里的水及土體內(nèi)的裂隙水可通過(guò)無(wú)砂大孔混凝土骨架得以排出坡體外。其次骨架上還砌有格子式的溝槽排水。使得表面水流對(duì)坡面沖刷被分成了一小格一小格。形成“格室”敢應(yīng)。每一骨架內(nèi)的水流在該范圍內(nèi)通過(guò)相應(yīng)的排水溝槽排走消散。減少了坡面的的整體沖刷，削弱了坡面的整體膨脹性。進(jìn)一步提高了邊坡的穩(wěn)定性。
2．2DAH化學(xué)改良穩(wěn)定機(jī)理化學(xué)改良溶液由DAH和具有交換性陽(yáng)離子的可溶無(wú)機(jī)鹽按一定比例配制成水溶液。DAH是強(qiáng)滲透劑和分散劑。確保滲透改良達(dá)到規(guī)定深度：溶液中的交換性陽(yáng)離予進(jìn)入膨脹土晶格，提高晶層問(wèn)結(jié)合力，防止水分子再次進(jìn)入導(dǎo)致晶格膨脹。DAH有親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)，進(jìn)入膨脹土晶格后。親水基團(tuán)指向極性水分子，憎水基團(tuán)指向晶片，形成單分子吸附層，將膨脹土晶格中吸附的水釋放出來(lái)。在溶液中加入交換性陽(yáng)離子時(shí)．陽(yáng)離子可進(jìn)入晶層間，提高層間的聯(lián)結(jié)作用。從而使膨脹土性質(zhì)根本改變。通過(guò)蒸發(fā)作用和壓力作用，將水排出，使土粒的表面聯(lián)結(jié)作用增強(qiáng)，從面提高土的強(qiáng)度和抵抗變形能力。
2．3膨脹土路塹邊坡防護(hù)施工工藝
(1)施工前的準(zhǔn)備工作在所施工的路塹處按要求取土進(jìn)行土工試驗(yàn)，在路塹開(kāi)挖前按設(shè)計(jì)做好截、排水設(shè)施，引走一切可能影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水在路塹的線路方向保持一定的縱向坡度(單向或雙向)以利排水。
(2)坡面準(zhǔn)備按設(shè)計(jì)坡比修整好邊坡，在邊坡上由上至下用鐵釬打出中25ram，深0．8—1．0cln，間距l(xiāng)m的梅花狀布置的小孔當(dāng)邊坡高度大于10m時(shí)，邊坡要分級(jí)開(kāi)挖并設(shè)置臺(tái)階。對(duì)于弱膨脹土路段可在路塹全部開(kāi)挖后再進(jìn)行防護(hù)工程施工，而時(shí)于中等或強(qiáng)膨脹土路段宜采取邊開(kāi)挖邊處治的方法，每一級(jí)邊坡開(kāi)挖后就馬 可以進(jìn)行以上施工，之后緊接著進(jìn)行下一工序。
(3)噴灑DAH溶液選擇天氣睛好時(shí)，將DAH混合液按設(shè)計(jì)比例摻配好后，攪拌均勻，用綠化噴播車(chē)結(jié)合水泵將混合溶液噴灑到修整好的邊坡上，直到邊坡不能吸收為止，這樣為滲透噴灑一次，夭氣晴好時(shí)待一天后，再滲透噴一次，噴灑時(shí)應(yīng)由上至。F進(jìn)行，坡頂以上6m范圍內(nèi)也應(yīng)噴灑，噴灑次數(shù)按試驗(yàn)確定。
(4)無(wú)砂大孔骨架澆筑9AH溶液噴灑結(jié)束后。經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后這時(shí)可以進(jìn)行骨架澆筑。挖好挖溝槽后，應(yīng)及時(shí)對(duì)溝底膨脹土用DAH溶液固化改量。捶面夯實(shí)以防水分沿溝底滲入邊坡。溝底處理好后就可以澆筑無(wú)砂大孔混凝上骨架，澆筑由下至 進(jìn)行，將按照設(shè)計(jì)配合比拌制好的混凝土均勻倒人開(kāi)挖好的溝槽，不用砌筑，不用振搗，只須將其表面修整，大致與原坡面齊平即可。無(wú)砂大孔骨架7天強(qiáng)度⋯般大于3MP且能達(dá)到28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％。
(5)完成表面排水系統(tǒng)骨架澆筑完2—3天后，在主骨架及支骨架內(nèi)按設(shè)計(jì)砌筑紅磚。
(6)鋪草皮為了防止沖刷，同時(shí)美化環(huán)境，骨架之間框格內(nèi)應(yīng)種植草皮。
由于坡面噴灑過(guò)DAH改良溶液，改良后的表層土在初期呈堿性(PH≥12)不能種草 因此只能在1個(gè)月以后進(jìn)行。種植之前應(yīng)測(cè)試土壤的PH值，當(dāng)PH在6—9左右時(shí)種植草皮比較容易成活。高速公路五標(biāo)K240+220～K240+360右側(cè)膨脹土路塹段邊坡，在按原邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案施工過(guò)程中。在雨季期間，坡頂出現(xiàn)間斷性的縱向裂縫，隨后發(fā)生多次滑坡。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步勘探、調(diào)查和分折，其膨脹土邊坡變形破壞主要原因?yàn)椋?nbsp;
(1)膨脹土路塹邊坡開(kāi)挖后。上=覆土層重量卸除，引起土體結(jié)構(gòu)松弛和應(yīng)力狀態(tài)改變，軟弱結(jié)構(gòu)面剪應(yīng)力增大；
(2)該邊坡位于山腳處，地勢(shì)平緩，容易造成大量雨水沖刷和積水；
(3)雨水下滲，導(dǎo)致土體吸水膨脹，塹坡內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的膨脹力和變形，同時(shí)雨水下滲促使膨脹土結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度軟化并產(chǎn)生動(dòng)水壓力，致使坡腳部位剪應(yīng)力超過(guò)土體抗剪強(qiáng)度。土體局部破壞，并進(jìn)而使坡腰受拉而開(kāi)裂。隨后雨水直接滲入裂縫中，兩端剪損處浸水軟化，開(kāi)裂和滑動(dòng)繼續(xù)向坡頂發(fā)展而形成滑坡。
3.結(jié)論與建議
膨脹土路基邊坡失穩(wěn)的內(nèi)在因素，而氣候作用，雨水滲透與蒸發(fā)則是促使膨脹土路基邊坡失穩(wěn)的外在因素。路塹開(kāi)挖或路堤填筑后，土體在風(fēng)化營(yíng)力作用下，很快就會(huì)產(chǎn)生破裂、剝落和泥化等．使土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低，從而引起路基邊坡失穩(wěn)，因此在進(jìn)行膨脹土路基邊坡穩(wěn)定分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)膨脹土特性，對(duì)膨脹土路基邊坡分層計(jì)算，且計(jì)算中對(duì)不同層位應(yīng)選取不同計(jì)算參數(shù)，這樣更切合實(shí)際情況。
(1)路基排水對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性有顯著的影確。對(duì)膨脹土路基邊坡影響更為重要。必須做好全面和系統(tǒng)的排水工作。
(2)即使是穩(wěn)定的坡率。還必須酴適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)，方能預(yù)期的效果。從環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的角度，坡面防護(hù)宜采用圬工防護(hù)與生物防護(hù)相結(jié)的方案綜合治理。
1．前言
膨脹土是顆粒高分散，成分以粘土礦物為主、對(duì)環(huán)境的濕熱變化敏感的高塑性粘土質(zhì)，它是一種吸水膨脹軟化、失水收縮干裂的特殊土。正是由于這種土的顯著脹縮特性，使膨脹土地區(qū)的房屋建筑，鐵路、公路、機(jī)場(chǎng)，水利工程等經(jīng)常遭受巨大的破壞，因此，對(duì)高速公路膨脹土路基邊坡進(jìn)行綜合防治十分必要。
2．某高速公路路膨脹土路塹邊坡防護(hù)
2．1方案選擇根據(jù)某高速公路膨脹土邊坡的特點(diǎn)，主要采取化學(xué)改良+無(wú)砂大孔混凝士排水骨架+植物防護(hù)方案。具體措施是。先用DAH混合溶液改良膨脹土邊坡的表層土．然后在其上挖槽澆筑無(wú)砂大孔混凝土骨架．骨架邊坡再鋪草皮是- 一種有效的膨脹--七邊坡理方法。用DAH混合溶液噴灑開(kāi)挖膨脹土邊坡的表層土，由于DAH混合溶液能與膨脹土產(chǎn)生離子交換發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 使表層膨脹土體改變性能，成為了IE常土，具有較高的強(qiáng)度。同時(shí)DAH混合溶液的有效滲透深度在60era以上，在1．5m左右范圍內(nèi)的士體都可以得到明顯的改善通過(guò)這樣的處理，相當(dāng)于使開(kāi)挖的嘭脹±邊坡表層有一層上稍薄下較厚的好土封閉層，既可緩解膨脹土的超固結(jié)性對(duì)邊坡開(kāi)挖的影響，又可抵擋膨脹土所產(chǎn)生的水平脹縮變形。同時(shí)還充分利用了膨脹土，節(jié)約工程投資。經(jīng)DAH噴灑改最后的坡面。除了起到上述作用外，還有一個(gè)作用就是有效處理了膨脹土的大氣影響深度 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范計(jì)算，高速公路的大氣影響深度為1．5—3米左右．3米以下受大氣影響的幅度較小。而DAH溶液的改良深度為0．6—1．5米范圍。有效減少了膨脹土的大氣影響深度，提高了膨脹士邊坡的穩(wěn)定性。在改良后的邊坡表面挖槽澆筑無(wú)砂大 L混凝土骨架，并在相應(yīng)的骨架部位上砌磚形成格子式的排水溝槽，整體上就形成了膨脹土邊坡的里外排水系統(tǒng)。首先無(wú)砂大孔混凝土骨架的 L隙較大，可達(dá)到2O％以上，水和空氣可以迅速透過(guò)，具有良好的排水性能，滲人到膨脹土邊坡里的水及土體內(nèi)的裂隙水可通過(guò)無(wú)砂大孔混凝土骨架得以排出坡體外。其次骨架上還砌有格子式的溝槽排水。使得表面水流對(duì)坡面沖刷被分成了一小格一小格。形成“格室”敢應(yīng)。每一骨架內(nèi)的水流在該范圍內(nèi)通過(guò)相應(yīng)的排水溝槽排走消散。減少了坡面的的整體沖刷，削弱了坡面的整體膨脹性。進(jìn)一步提高了邊坡的穩(wěn)定性。
2．2DAH化學(xué)改良穩(wěn)定機(jī)理化學(xué)改良溶液由DAH和具有交換性陽(yáng)離子的可溶無(wú)機(jī)鹽按一定比例配制成水溶液。DAH是強(qiáng)滲透劑和分散劑。確保滲透改良達(dá)到規(guī)定深度：溶液中的交換性陽(yáng)離予進(jìn)入膨脹土晶格，提高晶層問(wèn)結(jié)合力，防止水分子再次進(jìn)入導(dǎo)致晶格膨脹。DAH有親水基團(tuán)和憎水基團(tuán)，進(jìn)入膨脹土晶格后。親水基團(tuán)指向極性水分子，憎水基團(tuán)指向晶片，形成單分子吸附層，將膨脹土晶格中吸附的水釋放出來(lái)。在溶液中加入交換性陽(yáng)離子時(shí)．陽(yáng)離子可進(jìn)入晶層間，提高層間的聯(lián)結(jié)作用。從而使膨脹土性質(zhì)根本改變。通過(guò)蒸發(fā)作用和壓力作用，將水排出，使土粒的表面聯(lián)結(jié)作用增強(qiáng)，從面提高土的強(qiáng)度和抵抗變形能力。
2．3膨脹土路塹邊坡防護(hù)施工工藝
(1)施工前的準(zhǔn)備工作在所施工的路塹處按要求取土進(jìn)行土工試驗(yàn)，在路塹開(kāi)挖前按設(shè)計(jì)做好截、排水設(shè)施，引走一切可能影響邊坡穩(wěn)定的地面水和地下水在路塹的線路方向保持一定的縱向坡度(單向或雙向)以利排水。
(2)坡面準(zhǔn)備按設(shè)計(jì)坡比修整好邊坡，在邊坡上由上至下用鐵釬打出中25ram，深0．8—1．0cln，間距l(xiāng)m的梅花狀布置的小孔當(dāng)邊坡高度大于10m時(shí)，邊坡要分級(jí)開(kāi)挖并設(shè)置臺(tái)階。對(duì)于弱膨脹土路段可在路塹全部開(kāi)挖后再進(jìn)行防護(hù)工程施工，而時(shí)于中等或強(qiáng)膨脹土路段宜采取邊開(kāi)挖邊處治的方法，每一級(jí)邊坡開(kāi)挖后就馬 可以進(jìn)行以上施工，之后緊接著進(jìn)行下一工序。
(3)噴灑DAH溶液選擇天氣睛好時(shí)，將DAH混合液按設(shè)計(jì)比例摻配好后，攪拌均勻，用綠化噴播車(chē)結(jié)合水泵將混合溶液噴灑到修整好的邊坡上，直到邊坡不能吸收為止，這樣為滲透噴灑一次，夭氣晴好時(shí)待一天后，再滲透噴一次，噴灑時(shí)應(yīng)由上至。F進(jìn)行，坡頂以上6m范圍內(nèi)也應(yīng)噴灑，噴灑次數(shù)按試驗(yàn)確定。
(4)無(wú)砂大孔骨架澆筑9AH溶液噴灑結(jié)束后。經(jīng)檢驗(yàn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后這時(shí)可以進(jìn)行骨架澆筑。挖好挖溝槽后，應(yīng)及時(shí)對(duì)溝底膨脹土用DAH溶液固化改量。捶面夯實(shí)以防水分沿溝底滲入邊坡。溝底處理好后就可以澆筑無(wú)砂大孔混凝上骨架，澆筑由下至 進(jìn)行，將按照設(shè)計(jì)配合比拌制好的混凝土均勻倒人開(kāi)挖好的溝槽，不用砌筑，不用振搗，只須將其表面修整，大致與原坡面齊平即可。無(wú)砂大孔骨架7天強(qiáng)度⋯般大于3MP且能達(dá)到28天設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75％。
(5)完成表面排水系統(tǒng)骨架澆筑完2—3天后，在主骨架及支骨架內(nèi)按設(shè)計(jì)砌筑紅磚。
(6)鋪草皮為了防止沖刷，同時(shí)美化環(huán)境，骨架之間框格內(nèi)應(yīng)種植草皮。
由于坡面噴灑過(guò)DAH改良溶液，改良后的表層土在初期呈堿性(PH≥12)不能種草 因此只能在1個(gè)月以后進(jìn)行。種植之前應(yīng)測(cè)試土壤的PH值，當(dāng)PH在6—9左右時(shí)種植草皮比較容易成活。高速公路五標(biāo)K240+220～K240+360右側(cè)膨脹土路塹段邊坡，在按原邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)方案施工過(guò)程中。在雨季期間，坡頂出現(xiàn)間斷性的縱向裂縫，隨后發(fā)生多次滑坡。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步勘探、調(diào)查和分折，其膨脹土邊坡變形破壞主要原因?yàn)椋?nbsp;
(1)膨脹土路塹邊坡開(kāi)挖后。上=覆土層重量卸除，引起土體結(jié)構(gòu)松弛和應(yīng)力狀態(tài)改變，軟弱結(jié)構(gòu)面剪應(yīng)力增大；
(2)該邊坡位于山腳處，地勢(shì)平緩，容易造成大量雨水沖刷和積水；
(3)雨水下滲，導(dǎo)致土體吸水膨脹，塹坡內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的膨脹力和變形，同時(shí)雨水下滲促使膨脹土結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度軟化并產(chǎn)生動(dòng)水壓力，致使坡腳部位剪應(yīng)力超過(guò)土體抗剪強(qiáng)度。土體局部破壞，并進(jìn)而使坡腰受拉而開(kāi)裂。隨后雨水直接滲入裂縫中，兩端剪損處浸水軟化，開(kāi)裂和滑動(dòng)繼續(xù)向坡頂發(fā)展而形成滑坡。
3.結(jié)論與建議
膨脹土路基邊坡失穩(wěn)的內(nèi)在因素，而氣候作用，雨水滲透與蒸發(fā)則是促使膨脹土路基邊坡失穩(wěn)的外在因素。路塹開(kāi)挖或路堤填筑后，土體在風(fēng)化營(yíng)力作用下，很快就會(huì)產(chǎn)生破裂、剝落和泥化等．使土體結(jié)構(gòu)破壞，強(qiáng)度降低，從而引起路基邊坡失穩(wěn)，因此在進(jìn)行膨脹土路基邊坡穩(wěn)定分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)膨脹土特性，對(duì)膨脹土路基邊坡分層計(jì)算，且計(jì)算中對(duì)不同層位應(yīng)選取不同計(jì)算參數(shù)，這樣更切合實(shí)際情況。
(1)路基排水對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性有顯著的影確。對(duì)膨脹土路基邊坡影響更為重要。必須做好全面和系統(tǒng)的排水工作。
(2)即使是穩(wěn)定的坡率。還必須酴適當(dāng)?shù)钠旅娣雷o(hù)，方能預(yù)期的效果。從環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的角度，坡面防護(hù)宜采用圬工防護(hù)與生物防護(hù)相結(jié)的方案綜合治理。
