某高速公路膨脹土挖方邊坡防護措施研究

　　摘要：本文結合高建公路工程實際，探討膨脹土路基迎坡綜合治理的工程措施，從而減少膨脹土對高速公路的危害，談工程采取化學改良+無砂大孔混凝土排水骨架+植物防護方案，治理效果良好。保護行車交通安全和自然環(huán)境。

　　1．前言

　　膨脹土是顆粒高分散，成分以粘土礦物為主、對環(huán)境的濕熱變化敏感的高塑性粘土質，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、機場，水利工程等經常遭受巨大的破壞，因此，對高速公路膨脹土路基邊坡進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

　　2．1方案選擇根據某高速公路膨脹土邊坡的特點，主要采取化學改良+無砂大孔混凝士排水骨架+植物防護方案。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混合溶液噴灑開挖膨脹土邊坡的表層土，由于DAH混合溶液能與膨脹土產生離子交換發(fā)生化學反應 使表層膨脹土體改變性能，成為了IE常土，具有較高的強度。同時DAH混合溶液的有效滲透深度在60era以上，在1．5m左右范圍內的士體都可以得到明顯的改善通過這樣的處理，相當于使開挖的嘭脹±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性對邊坡開挖的影響，又可抵擋膨脹土所產生的水平脹縮變形。同時還充分利用了膨脹土，節(jié)約工程投資。經DAH噴灑改最后的坡面。除了起到上述作用外，還有一個作用就是有效處理了膨脹土的大氣影響深度 根據設計規(guī)范計算，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砂大 L混凝土骨架，并在相應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)。首先無砂大孔混凝土骨架的 L隙較大，可達到2O％以上，水和空氣可以迅速透過，具有良好的排水性能，滲人到膨脹土邊坡里的水及土體內的裂隙水可通過無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。使得表面水流對坡面沖刷被分成了一小格一小格。形成“格室”敢應。每一骨架內的水流在該范圍內通過相應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。進一步提高了邊坡的穩(wěn)定性。

　　2．2DAH化學改良穩(wěn)定機理化學改良溶液由DAH和具有交換性陽離子的可溶無機鹽按一定比例配制成水溶液。DAH是強滲透劑和分散劑。確保滲透改良達到規(guī)定深度：溶液中的交換性陽離予進入膨脹土晶格，提高晶層問結合力，防止水分子再次進入導致晶格膨脹。DAH有親水基團和憎水基團，進入膨脹土晶格后。親水基團指向極性水分子，憎水基團指向晶片，形成單分子吸附層，將膨脹土晶格中吸附的水釋放出來。在溶液中加入交換性陽離子時．陽離子可進入晶層間，提高層間的聯結作用。從而使膨脹土性質根本改變。通過蒸發(fā)作用和壓力作用，將水排出，使土粒的表面聯結作用增強，從面提高土的強度和抵抗變形能力。

　　2．3膨脹土路塹邊坡防護施工工藝

　　(1)施工前的準備工作在所施工的路塹處按要求取土進行土工試驗，在路塹開挖前按設計做好截、排水設施，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)坡面準備按設計坡比修整好邊坡，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邊坡高度大于10m時，邊坡要分級開挖并設置臺階。對于弱膨脹土路段可在路塹全部開挖后再進行防護工程施工，而時于中等或強膨脹土路段宜采取邊開挖邊處治的方法，每一級邊坡開挖后就馬 可以進行以上施工，之后緊接著進行下一工序。

　　(3)噴灑DAH溶液選擇天氣睛好時，將DAH混合液按設計比例摻配好后，攪拌均勻，用綠化噴播車結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，夭氣晴好時待一天后，再滲透噴一次，噴灑時應由上至。F進行，坡頂以上6m范圍內也應噴灑，噴灑次數按試驗確定。[Page]

　　(4)無砂大孔骨架澆筑9AH溶液噴灑結束后。經檢驗達到設計要求后這時可以進行骨架澆筑。挖好挖溝槽后，應及時對溝底膨脹土用DAH溶液固化改量。捶面夯實以防水分沿溝底滲入邊坡。溝底處理好后就可以澆筑無砂大孔混凝上骨架，澆筑由下至 進行，將按照設計配合比拌制好的混凝土均勻倒人開挖好的溝槽，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。無砂大孔骨架7天強度?般大于3MP且能達到28天設計強度的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按設計砌筑紅磚。

　　(6)鋪草皮為了防止沖刷，同時美化環(huán)境，骨架之間框格內應種植草皮。

　　由于坡面噴灑過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個月以后進行。種植之前應測試土壤的PH值，當PH在6—9左右時種植草皮比較容易成活。高速公路五標K240+220～K240+360右側膨脹土路塹段邊坡，在按原邊坡防護設計方案施工過程中。在雨季期間，坡頂出現間斷性的縱向裂縫，隨后發(fā)生多次滑坡。經現場初步勘探、調查和分折，其膨脹土邊坡變形破壞主要原因為：

　　(1)膨脹土路塹邊坡開挖后。上=覆土層重量卸除，引起土體結構松弛和應力狀態(tài)改變，軟弱結構面剪應力增大；

　　(2)該邊坡位于山腳處，地勢平緩，容易造成大量雨水沖刷和積水；

　　(3)雨水下滲，導致土體吸水膨脹，塹坡內產生相應的膨脹力和變形，同時雨水下滲促使膨脹土結構面強度軟化并產生動水壓力，致使坡腳部位剪應力超過土體抗剪強度。土體局部破壞，并進而使坡腰受拉而開裂。隨后雨水直接滲入裂縫中，兩端剪損處浸水軟化，開裂和滑動繼續(xù)向坡頂發(fā)展而形成滑坡。

　　3.結論與建議

　　膨脹土路基邊坡失穩(wěn)的內在因素，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。路塹開挖或路堤填筑后，土體在風化營力作用下，很快就會產生破裂、剝落和泥化等．使土體結構破壞，強度降低，從而引起路基邊坡失穩(wěn)，因此在進行膨脹土路基邊坡穩(wěn)定分析時，應根據膨脹土特性，對膨脹土路基邊坡分層計算，且計算中對不同層位應選取不同計算參數，這樣更切合實際情況。

　　(1)路基排水對路基邊坡穩(wěn)定性有顯著的影確。對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。還必須酴適當的坡面防護，方能預期的效果。從環(huán)境和經濟的角度，坡面防護宜采用圬工防護與生物防護相結的方案綜合治理。

作者：楊創(chuàng)貴