天津市政工程设计研究总院有限公司300392
摘要:膨胀土问题是公路建设中的一个难点,由于膨胀土本身的性质,使其在公路建设中遇到了许多技术上的困难。膨胀土的自由膨胀率、工程地质条件、等众多因素是影响膨胀土主要性能指标的关键因素,膨胀土具有多裂隙、超固结性、湿胀性和干缩性等众多特点。如果处置不当,将会给项目施工带去重大的损失。一旦出现问题,想要挽回,就很困难了。在大量的土体分析中,国内外已有不少学者对膨胀土进行了不同的分析,本文对如何治理膨胀土提出几点意见。通过对膨胀土的类型、判别方法的分析,介绍了在路基工程设计中采用膨胀土作为地基基础的改进措施。
关键词:路面设计;膨胀土性能;处理方法分析
引言
膨胀土是一种由黏土中的亲水成分构成的普通土体,研究膨胀土壤的自然膨胀系数及工程地质条件,对路面施工建设具有重要的意思。近年来,膨胀土的工程性质引起了大量的工程事故,造成了大量的经济损失。目前,膨胀土的工程性能不佳,造成了大量的工程问题,造成了严重的经济损失,因此,在施工过程中,对膨胀土做好施工处理,极大程度上可以避免众多工程事故的发生。
一、膨胀土性质分析
膨胀土的部分性能会随条件的变化而变化,当膨胀土失稳时,其抗剪性能迅速下降,从而使其强度降低。膨胀土是一种吸水、膨胀的矿物,它的强度很低,在脱水和收缩时会增大。由于膨胀土的吸水性、失水收缩等原因,会对路基的结构造成严重的破坏,所以对膨胀土的性质进行研究,可以有效地解决因膨胀土而造成的路基变形与破坏。
1.膨胀土刚强度特性
膨胀土具有很好的强度特性,一般情况下具有很强的抗剪切能力,但一旦发生失稳,其抗剪性能就会下降。这个特点引起了许多专家和学者的讨论。最后,有两种比较成熟的理论。其中一种是饱和土的强度理论,另一种是非饱和土的强度理论。两种学说都有各自的拥护者,从某种意义上解释了膨胀土的性质。
2.膨胀土的吸水膨胀失水收缩的特性
首先,膨胀土中含有一定的吸水矿物,所以膨胀土具有吸水的性质,而在吸收水分的过程中,膨胀土的强度会降低。膨胀土在失去水分的情况下,其强度也随之增大。从而使膨胀土在吸水失水时出现变形,从而造成道路的破坏。必须对膨胀土的膨胀性能进行深入的研究,才能解决膨胀土的膨胀问题。目前我国对膨胀土的研究是重中之重。通过持续的实验和模型的建立,可以从根本上解决因膨胀土引起的路基破坏问题。
二、膨胀土判断方法
在膨胀土区公路建设中,应根据不同的土体结构特点,正确判断其膨胀倾向及工程特性,并在具体的工程设计与施工中选用适当的处理措施。膨胀土的判定应根据表面的观察和膨胀情况,或对各项指标进行综合分析之后得出结论。
1、直接判断法
通过对膨胀土不同指标进行测定,并通过采样,可以对膨胀量及矿物成分进行分析。由分析结果可知膨胀土的特点性能比较显著,其主要成分是亲水矿物,吸水膨胀,失水收缩。从外表可以看出。膨胀土的外表面要平滑,有一定的间隙。
2、间接判断法
使用直接测试判断法不能测定膨胀土的膨胀系数时、可以通过膨胀土样的膨胀力、标准稀释、自由膨胀系数和比表面积的测定,可以准确地判定膨胀土的质量。
三、膨胀土在道路工程中的危害
膨胀土地区因其本身存在着水胀水缩的变形特征,其浸润强度出现衰减,这种情况就会对路基道路的施工带去一些不良的影响,在岩土工程中,应加强对膨胀土的显微组织及工程特性的研究。
由于膨胀土体的吸水性、失重等特点,导致路基变形、开裂等问题的发生。由于膨胀土的堵塞,不但会严重影响项目施工的正常进行,而且会导致很多施工过程中的资源浪费,导致路面裂缝等质量问题,对公路的安全产生了很大的影响。膨胀土主要是平原,主要是盆地。在这样的地区进行公路基础建设,会对工程质量造成一定的影响,膨胀土在外部环境温度的改变下,会出现开裂,对现有的地基造成严重的损坏,从而导致道路的损坏。
四、公路路基路面设计中对膨胀土的处理
1.用其他材料对膨胀土进行改良
膨胀土的性能提高有利于路基工程的建设,在路基工程的建设中,对膨胀土的性能进行改良,进行这些操作之后,虽然膨胀土的性能得到改善,但由于其施工工艺、设备费用较高,影响了其在国内的应用。水泥等固体物质能与膨胀土发生物理、化学反应,从而使其力学性能得到改善,从而使其膨胀性减小,提高膨胀土的稳定性,等到水泥凝固之后,膨胀土通过与氢氧化铝及微粒的粘附作用,形成一些新的矿物质结晶体,从而改善膨胀土的性能。
2.土工格栅加固方法
土工布的抗拉强度较高。由于土工格栅是一种互相咬合的组合,它能有效地吸收由于水分而产生的收缩变形,从而避免了道路路基的损坏,减少了路面开裂的可能性,并能有效地阻止水分渗入裂缝,从而影响整个结构的稳定。通过对一些膨胀土进行加固处理,可以有效地解决由于膨胀土的硬度降低、易松动等问题,从而改善道路的抗剪强度,从而防止由于强度的改变而造成的路基及道路的质量问题。
3.优化路面排水系统
这条公路在很长一段时间里都在很坏的条件下行驶。膨胀土在太阳和雨水的双重作用下,膨胀后,会对道路和地基产生损害。工人们要把道路的排水工作做好。可在道路路面上安装排水系统。比如,为了避免雨水渗透到路堤的地基,可以在路堤的边坡上修建排水沟,以保证道路路基的完整性。及时排水能够有效地改善汽车的安全性,降低车祸的发生。在膨胀土基础上,除了排水渠等排水设备外,还可以使用土工织物进行封闭,以避免膨胀土与外界空气的接触,增加湿度,减少土壤湿度,维持膨胀土的湿度,避免因水分变化而产生的膨胀、收缩变形。
4.换填土
采用换填法对膨胀土进行了简单的处理。采用透水率较高的土壤取代膨胀土,能有效地解决膨胀土的吸水率、失水收缩等问题,从而确保地基安全。在工程实践中,不能完全的去掉膨胀土,可以使用一些性能更好的土质来替代膨胀土,从而减轻道路的变形。更换充填时,应严格按有关规范进行更换,并按技术规范进行更换。在地基上加入其他土壤可以改善地基的承载力。在工程实践中,建筑工人要结合不同地区和不同工程的具体条件。他们可以利用本地的原料把砂砾和淤泥掺入替代的填充剂。该工艺具有较高的经济性和实用性。
5.保湿方法
从水的稳定性角度来说,这是一种处理膨胀土问题的有效途径。在保证膨胀土水分含量的前提下,膨胀土的水稳定性得到了有效地控制。沟渠保湿、预湿、窗帘保湿是当前普遍采用的保湿方式。它还可以对路基的边坡路肩进行封闭,对挡墙进行防护,采用土钉、锚索等方法进行防护,并在路堤的两边增加隔离墙。
总结
膨胀土是一种对公路、桥梁等工程产生重大影响的特殊土壤。在膨胀土区域,主要表现为沉降变形、滑坡、崩塌、纵向裂缝等。膨胀土若不能得到及时的检测和处置,将会对工程和财产造成严重的损害。结果表明,只要采取正确的措施,就能降低或消除膨胀土的危险。比如,在膨胀土地基的填筑中,必须重视压实度和某些施工技术。膨胀土的稳定性取决于水分的多少,所以要注意防水。同时,还可以采取植物保护和边坡保护措施。路基的设计要防止风化和水蚀,保证水分的稳定性,从护坡角度出发,适当地减小斜坡的高度,采取分段、连续的措施,并适时地封闭场地。
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