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摘 要:膨胀土是一种广泛分布于我国南方各地的土壤,北方的陕西、河北也有少量分布。膨胀土是一种高塑性粘土,具有吸水膨胀、失水收缩以及反复胀缩变形的特点,膨胀土遇水承载力减弱,干缩裂隙发育,性质极不稳定。在我国高速公路建设中,膨胀土是困扰高速公路的难点问题。
关键词:膨胀土;高速公路;方法
膨胀土不稳定的特性,加深了建设高速公路的难度,如何解决高速公路膨胀土路基问题,是很多建设单位关注的焦点。笔者通过查询相关资料和走访探查,总结出几条建议,希望能为解决高速公路膨胀土问题提供几点建议。
1 膨胀土对高速公路的危害
膨胀土不稳定的特性,增加了高速公路施工中的不确定性。一旦在修建高速公路过程中出现雨水天气,膨胀土就会遇水膨胀,在雨水风干过程中,膨胀土会慢慢缩小,而在此基础上修建的高速公路,就会经历“胀”和“缩”的过程,这个过程影响会严重降低高速公路的质量。
膨胀土受到生成条件下地质条件、水文和气候环境等自然因素的影响,使得膨胀土具有很明显的崩裂性和多裂隙性特征,笔者在实际走访中,也确实发现了这一点。膨胀土的崩裂性和多裂隙性特征,会造成高速公路路面损坏的情况,降低高速公路行车舒适度。
综上所述,膨胀土会严重影响高速公路的质量,加快实施高速公路膨胀土路基改善工作已势在必行。
2 解决高速公路膨胀土路基几点建议
笔者通过对膨胀土的实际调查,为解决高速公路膨胀土路基提出以下几点建议:
2.1 石灰处理法
在目前我国应对高速公路膨胀土路基问题,最常见的方法就是利用石灰处理膨胀土不稳定现象。
在高速公路工程中用石灰处理膨胀土不稳定现象的依据是:膨胀土的组要构成部分是蒙脱石,本质是Na和K离子,当这两个离子在与石灰相反应之后,会被石灰中的Ca2和Mg2所起替代,最终取代膨胀土的不稳定性。在我国,石灰价格相对较低,各个施工单位都能承担,降低整个工程费用。
2.2 现场换土法
针对膨胀土不稳定现象,最根本的办法就是现场换土法。所谓现场换土法,就是在施工过程中,从其他地区运送过来大量正常土壤,用正常土壤逐渐替换掉原本的膨胀土。
现场换土法的具体施工工艺如下,先用机械将地基下的膨胀土层挖掘干净,并根据现有的路基材料进行预算,判断地基各段应该投入多少新土壤。在得到准确结果后,开始进行分层铺设和碾压工作,保证土壤铺设工作的科学性。施工过程的具体原则是换土工作不影响外界环境、所挖掘的膨胀土深度应该是临界深度。在我国膨胀土土壤中,强膨胀土的深度是2m左右,弱中度膨胀土临界深度在1~1.5m左右,在换土过程中,换土的厚度不能高于30cm。
现场换土法能有效的降低膨脹土对高速公路的负面影响,但相比较而言,成本较高,不利于大规模推广。
2.3 路基排水法
路基排水法是指依靠高速公路“中间偏高、两侧偏低”的特点、以柏油马路为遮蔽物、依靠排水设施将高速公路上的雨水排到其他地方,降低雨水对膨胀土的影响。
在路基排水法方案设计之初,要把排水设施作为重点。排水设施中出现堆积物会影响排水设施正常发挥其排水功能。在建设地面排水设施过程中,尤其是修筑在路面附近的排水通道,同样要进行加固与防渗措施建设,避免出现坡体浸泡在水中现象。截水通道要辅助排水通道完成排水工作,高速公路是坡体结构,要在各个角度点上建立截水通道,保证雨水能顺利流出。
在利用路基排水法进行排水的过程中还要注意到膨胀土不稳定性质,如果长时间不接触水,有可能造成膨胀土土层破裂,因此在适当时间要进行土壤加湿工作。
路基排水法的效果没有现场换土法彻底,但在花费费用上看,路基排水法的经济效益和社会效益是远远高于现场换土法的。
2.4 暗沟保湿法
暗沟保湿法具体的实施地区,是地下水资源丰富的地区,像我国广西、四川这种地下水资源丰富、膨胀土分布广泛的区域。
在实施暗沟保湿法,就是利用膨胀土亲水的特性,依靠丰富的地下水资源时刻保持膨胀土的饱和性,最终保证整个土壤层的稳定。
实施暗沟保湿法,主要包括三个环节:①要在设置施工图纸过程中设置出相关工程样式,保证施工过程能建设具体的底下水渠;②在施工前预先将膨胀土浸水,并时刻注意用水浇灌土层,保证今后土壤不变形;③在建设过程中,建设相关暗沟,并注意暗沟的引水、注水工作,保证膨胀土路基时刻保持饱和状态,维护膨胀土形态不变。
3 施工过程中的注意事项
3.1 保持土壤层水分的稳定性
膨胀土具有亲水的特性,一旦在施工过程中出现膨胀土土层水分不稳定现象,会影响施工进程。例如,在相关高速公路建设过程中,膨胀土一直处于干爽状态,一旦建设过程遇到下雨情况,膨胀土遇水膨胀,会造成土壤的变动,影响高速公路的质量。
所以在施工过程中,要时刻保持土壤层水分的稳定性。如果相关膨胀土水分不够,相关单位在施工时要注意土壤加湿工作,在施工之前可以洒水,保证膨胀土湿润;如果膨胀土湿润度过高,要相应削减工程量,在膨胀土土层经历过太阳暴晒之后再开始建设工作。整个高速公路施工过程要时刻重视土壤湿度的检测工作,时刻监控膨胀土中的水分含量,保证高速公路的质量。
3.2 施工过程的连续性
在高速公路建设过程中,要保证施工的连续性。膨胀土在常温形势下,土层中水分流动变化小,这对于施工单位来说,是绝好的施工机会。水分流动变化小,能保证施工过程土壤的稳定性,减少膨胀土土质对高速公路的影响。
在高速公路建设过程中必不可少的会遇见雨水天气,膨胀土的特性决定了相关施工单位的效率。因此在施工过程中,要注意膨胀土含水量的变化,把握最佳的施工机会,尽早完成施工建设。
所谓的施工过程的连续性,就是要求施工单位加紧工作,在最短时间内完成工作。高速的建设工作,会对施工质量产生影响。施工单位在保证速度的同时,也要将质量放在同等地位。高速的开展建设工作中,要加强对施工质量的检测,只有在前一次的工程合格之后,才能开始下一次工程。只有这样,才能在保证高速公路建设速度的同时保证高速公路的质量。
4 结束语
膨胀土是影响高速公路质量的重要因素,在相关膨胀土防止过程中,相关施工单位要结合当地的具体情况制定不同的策略。虽然我国高速公路膨胀土路基相关治理工作尚处于摸索阶段,但相信我国膨胀土的治理技术会不断提高,在这期间,需要政府和相关单位的共同努力,群众也要注意保持当地膨胀土土质,减少未来施工单位的施工难度,保证建设高速公路的工程能顺利进行。
参考文献
[1]蔡振国.高速公路膨胀土路基的施工处理管理探究[J].科技创业家(工程管理版),2014(2):115~117.
[2]赵本炎,吕大邦.浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺[J].工程科技,2013(30):150~152.
[3]柏勇.高速公路膨胀土路基施工的现状与对策[J].建筑工程,2011(10):114~117.
[4]刘彩虹.浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺[J]民营科技,2013(6):119.
[5]徐德宝,王洋.高速公路膨胀土路基病害防治及施工控制[J].科技致富向导,2012,(36):252.
[6]陈茂军,刘兴柱,赵霞.膨胀土路基处理的实践与探索[J].科技信息,科学教研,2012(25):190~193.
关键词:膨胀土;高速公路;方法
膨胀土不稳定的特性,加深了建设高速公路的难度,如何解决高速公路膨胀土路基问题,是很多建设单位关注的焦点。笔者通过查询相关资料和走访探查,总结出几条建议,希望能为解决高速公路膨胀土问题提供几点建议。
1 膨胀土对高速公路的危害
膨胀土不稳定的特性,增加了高速公路施工中的不确定性。一旦在修建高速公路过程中出现雨水天气,膨胀土就会遇水膨胀,在雨水风干过程中,膨胀土会慢慢缩小,而在此基础上修建的高速公路,就会经历“胀”和“缩”的过程,这个过程影响会严重降低高速公路的质量。
膨胀土受到生成条件下地质条件、水文和气候环境等自然因素的影响,使得膨胀土具有很明显的崩裂性和多裂隙性特征,笔者在实际走访中,也确实发现了这一点。膨胀土的崩裂性和多裂隙性特征,会造成高速公路路面损坏的情况,降低高速公路行车舒适度。
综上所述,膨胀土会严重影响高速公路的质量,加快实施高速公路膨胀土路基改善工作已势在必行。
2 解决高速公路膨胀土路基几点建议
笔者通过对膨胀土的实际调查,为解决高速公路膨胀土路基提出以下几点建议:
2.1 石灰处理法
在目前我国应对高速公路膨胀土路基问题,最常见的方法就是利用石灰处理膨胀土不稳定现象。
在高速公路工程中用石灰处理膨胀土不稳定现象的依据是:膨胀土的组要构成部分是蒙脱石,本质是Na和K离子,当这两个离子在与石灰相反应之后,会被石灰中的Ca2和Mg2所起替代,最终取代膨胀土的不稳定性。在我国,石灰价格相对较低,各个施工单位都能承担,降低整个工程费用。
2.2 现场换土法
针对膨胀土不稳定现象,最根本的办法就是现场换土法。所谓现场换土法,就是在施工过程中,从其他地区运送过来大量正常土壤,用正常土壤逐渐替换掉原本的膨胀土。
现场换土法的具体施工工艺如下,先用机械将地基下的膨胀土层挖掘干净,并根据现有的路基材料进行预算,判断地基各段应该投入多少新土壤。在得到准确结果后,开始进行分层铺设和碾压工作,保证土壤铺设工作的科学性。施工过程的具体原则是换土工作不影响外界环境、所挖掘的膨胀土深度应该是临界深度。在我国膨胀土土壤中,强膨胀土的深度是2m左右,弱中度膨胀土临界深度在1~1.5m左右,在换土过程中,换土的厚度不能高于30cm。
现场换土法能有效的降低膨脹土对高速公路的负面影响,但相比较而言,成本较高,不利于大规模推广。
2.3 路基排水法
路基排水法是指依靠高速公路“中间偏高、两侧偏低”的特点、以柏油马路为遮蔽物、依靠排水设施将高速公路上的雨水排到其他地方,降低雨水对膨胀土的影响。
在路基排水法方案设计之初,要把排水设施作为重点。排水设施中出现堆积物会影响排水设施正常发挥其排水功能。在建设地面排水设施过程中,尤其是修筑在路面附近的排水通道,同样要进行加固与防渗措施建设,避免出现坡体浸泡在水中现象。截水通道要辅助排水通道完成排水工作,高速公路是坡体结构,要在各个角度点上建立截水通道,保证雨水能顺利流出。
在利用路基排水法进行排水的过程中还要注意到膨胀土不稳定性质,如果长时间不接触水,有可能造成膨胀土土层破裂,因此在适当时间要进行土壤加湿工作。
路基排水法的效果没有现场换土法彻底,但在花费费用上看,路基排水法的经济效益和社会效益是远远高于现场换土法的。
2.4 暗沟保湿法
暗沟保湿法具体的实施地区,是地下水资源丰富的地区,像我国广西、四川这种地下水资源丰富、膨胀土分布广泛的区域。
在实施暗沟保湿法,就是利用膨胀土亲水的特性,依靠丰富的地下水资源时刻保持膨胀土的饱和性,最终保证整个土壤层的稳定。
实施暗沟保湿法,主要包括三个环节:①要在设置施工图纸过程中设置出相关工程样式,保证施工过程能建设具体的底下水渠;②在施工前预先将膨胀土浸水,并时刻注意用水浇灌土层,保证今后土壤不变形;③在建设过程中,建设相关暗沟,并注意暗沟的引水、注水工作,保证膨胀土路基时刻保持饱和状态,维护膨胀土形态不变。
3 施工过程中的注意事项
3.1 保持土壤层水分的稳定性
膨胀土具有亲水的特性,一旦在施工过程中出现膨胀土土层水分不稳定现象,会影响施工进程。例如,在相关高速公路建设过程中,膨胀土一直处于干爽状态,一旦建设过程遇到下雨情况,膨胀土遇水膨胀,会造成土壤的变动,影响高速公路的质量。
所以在施工过程中,要时刻保持土壤层水分的稳定性。如果相关膨胀土水分不够,相关单位在施工时要注意土壤加湿工作,在施工之前可以洒水,保证膨胀土湿润;如果膨胀土湿润度过高,要相应削减工程量,在膨胀土土层经历过太阳暴晒之后再开始建设工作。整个高速公路施工过程要时刻重视土壤湿度的检测工作,时刻监控膨胀土中的水分含量,保证高速公路的质量。
3.2 施工过程的连续性
在高速公路建设过程中,要保证施工的连续性。膨胀土在常温形势下,土层中水分流动变化小,这对于施工单位来说,是绝好的施工机会。水分流动变化小,能保证施工过程土壤的稳定性,减少膨胀土土质对高速公路的影响。
在高速公路建设过程中必不可少的会遇见雨水天气,膨胀土的特性决定了相关施工单位的效率。因此在施工过程中,要注意膨胀土含水量的变化,把握最佳的施工机会,尽早完成施工建设。
所谓的施工过程的连续性,就是要求施工单位加紧工作,在最短时间内完成工作。高速的建设工作,会对施工质量产生影响。施工单位在保证速度的同时,也要将质量放在同等地位。高速的开展建设工作中,要加强对施工质量的检测,只有在前一次的工程合格之后,才能开始下一次工程。只有这样,才能在保证高速公路建设速度的同时保证高速公路的质量。
4 结束语
膨胀土是影响高速公路质量的重要因素,在相关膨胀土防止过程中,相关施工单位要结合当地的具体情况制定不同的策略。虽然我国高速公路膨胀土路基相关治理工作尚处于摸索阶段,但相信我国膨胀土的治理技术会不断提高,在这期间,需要政府和相关单位的共同努力,群众也要注意保持当地膨胀土土质,减少未来施工单位的施工难度,保证建设高速公路的工程能顺利进行。
参考文献
[1]蔡振国.高速公路膨胀土路基的施工处理管理探究[J].科技创业家(工程管理版),2014(2):115~117.
[2]赵本炎,吕大邦.浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺[J].工程科技,2013(30):150~152.
[3]柏勇.高速公路膨胀土路基施工的现状与对策[J].建筑工程,2011(10):114~117.
[4]刘彩虹.浅谈高速公路工程中膨胀土路基的施工工艺[J]民营科技,2013(6):119.
[5]徐德宝,王洋.高速公路膨胀土路基病害防治及施工控制[J].科技致富向导,2012,(36):252.
[6]陈茂军,刘兴柱,赵霞.膨胀土路基处理的实践与探索[J].科技信息,科学教研,2012(25):190~193.