简论公路建设中膨胀土处理策略

【摘 要】在随着我国经济的不断发展和公路建设的不断扩展过程中，经常会发生一些必须通过膨胀土区域的建设。膨胀土作为公路建设中一种不良的特殊土质，是阻碍公路建设发展的重要影响因素和工程问题，若膨胀土处理不好会极大的影响和破坏路基和公路的使用效果。本文主要分析公路建设中的膨胀土的处理方法。
【关键词】公路建设；膨胀土；处理方法
我国地大物博，有着不同地质和不同气候，所以在进行基础设施建设，尤其是在进行公路建设时，因为建设工程量大，覆盖面广，在处理公路的地基时会出现膨胀土或黄土等影响公路建设速度。

1.膨胀土在公路建设中的影响简述

膨胀土指具备了较高的吸水性，在吸水后明显膨胀但水分失去后又明显收缩的高液限粘土。膨胀土主要矿物成分是蒙脱石，它是高塑性粘土，本身的承载力较大，但因具备吸水后膨胀、失水后收缩、反复

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胀缩导致变形、浸水后承载力明显减少等特殊性质，导致其性质特别不稳定。
膨胀土通常会使建筑物发生不均匀的竖直方向或者是水平方向的膨胀、收缩或变形，导致建筑物位置移动、发生开裂和倾斜等不良影响，而且这些现象出现频率高。膨胀土多位于我国的河北、河南、广东、山东、山西、云南、湖北、安徽、江苏等地。膨胀土作为特殊的土质，在进行公路建设时，常用换土、改善土性、预先浸水及控制含水量等对策应对。

2.膨胀土的鉴别指标和方法

要鉴别一种土是不是膨胀土，通常要按照土质自身的固定属性鉴别区分，固定属性是控制膨胀土特性的主要因素。

2.1鉴别指标

鉴别膨胀土的指标主要界限含水量、自由胀缩率、标准吸湿含水率及矿物成分等多个指标。界限含水量用以说明土粒和水之间的彼此相互作用的灵敏度，反映土的亲水性；自由胀缩率用以说明土里面的细粒含量或是土本身的分散程度；标准吸湿含水率则主要说明土质样品中的细粒含量和粘土矿物的相应种类及在土质表面积与阳离子形成的交换量；矿物成分则说明当膨胀土里面含有的蒙脱石达至5%的时候，则土的胀缩性及抗剪强度会受到显著影响，如果含有蒙脱石高于20～30%时，则蒙脱石完全控制土的胀缩性用抗剪强度。另外还有一些如膨胀力、线缩率、涨缩率及粒度成分等也可以作为鉴别指标。

2.2鉴别方法

通常可以按照如下的膨胀土工程呈现出的地质特征进行鉴别：土色呈灰白色、灰绿色、棕色、红色、灰色或是黄褐色等；土质的网状裂隙已经发育成鳞片状隙、并有蜡面，极易风化成为粒状、有光滑面、有擦痕，裂隙中全是灰白和灰绿色粘土；粘土细腻，滑感强、粘土有粉砂和钙质或铁锰结核，旱季呈坚硬状态而雨季粘滑；出露在阶地、山前及盆地、丘陵地带；坡面发和浅层溜坍、滑坡，形成凹形坡至新开挖壁易坍塌；位于浅层基础的建筑物发生裂缝且裂缝随气候呈现收缩变化。

3.膨胀土在公路建设中的处理方法

公路建设中的膨胀土处理方法如下：

3.1换土

换土作为公路建设中的膨胀土处理的基本方法，最简单且最有效。换土就是将膨胀土挖掉后换成以非膨胀土和沙砾土进行填充，换土的深度通常按照膨胀土的膨胀程度和公路工程所在地的气候特点综合确定。外界气候影响不处于相当深度下膨胀土的含水量，这深度被称作临界深度，含水量则是临界含水量。因为各地气候的差别，所以对应的膨胀土临界深度及临界含水量也不一样。换土深度必须充分考虑地面降水影响的土体含水量的变化幅度，约在在1～2米，意思是强膨胀土通常是2米，中、弱膨胀土是1～

1.5米。

3.2控制湿度

湿度控制法分为预湿及保持含水量稳定两个方面，人为控制因为膨胀土对应的含水量变化而导致的膨胀、收缩及变形，采取对策尽可能降低公路工程的土质含水量受气候的影响程度，如使用土工布或者是粘土把膨胀土路基开展包封，预防因膨胀土接触外界而发生内部湿度迁移。

3.3改性处理

膨胀土的改性处理就是利用化学手段，如使用石灰、水泥及其他材料经由和膨胀土发生物理反应或是化学作用改善膨胀土的性质，以减少膨胀土的膨胀度、提升强度及水稳性。石灰固化是通过内部化学物质相互作用产生新的矿物；水泥固化作是经由钙酸盐和水化物的胶结作用，逐渐脱水而提高了膨胀土的抗剪强度；NCS固化材料则消除土的胀缩性、增强吸水性，提升压实性和强度。

3.4综合处理

在公路工程设计中，通过改善膨胀土的物理和力学对应的性质，按照公路工程建设所在地的地质勘测报告和相关膨胀土的处理经验，综合设计并使用如下手段：
一是把低于1米的公路路堤填高，一定要用非膨胀土换填并压实。
二是使用膨胀土当填料时一定要选用石灰处理，以增加稳定性，降低土质的胀缩总率。
三是公路工程的路堤两侧边坡和路堤顶面必须选取非膨胀土来封层，一定要铺一层土工布，产生包心填方。
四是避免路堑边坡一次性挖到设计线。
五是填挖路堤与路堑分界处时，应该挖成台阶状并翻松，检查土质和填土的含水量是否相近并选取压实机具，压实。
六是避开雨季作业，提高公路建设施工现场的排水能力。通常公路工程的路基在开始挖开后，就正式进入到了施工阶段，不同的工序互相之间要紧密连接，要保持连续性施工，各工序间不要间隔时间过久，以免影响工程进度和质量。
七是路工程的路堤和路堑边坡一定要根据相关设计规定仔细修整，修整完成后必须马上利用浆砌成护墙和护坡，以避免雨水将其浸泡而受到侵蚀。
八是膨胀土地区的公路工程的路床强度和相应的压实标准必须严格按照国家有关规定进行，要予以规范。
4.结语
膨胀土作为影响公路和其他构造物的建设质量的特殊土质，在实际的工程施工中无疑会产生巨大的破坏力。解决膨胀土产生的危害问题，必须着手从影响膨胀土的物理性质、力学性质等相应因素上充分考虑，经由改善膨胀土的力学和物理性质以达到使其符合施工要求的目的。
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