膨潤土路基病害分析及處理方法

摘 要：膨潤土以其特有的性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。但是膨潤土路基易發(fā)生滑塌、不均勻沉降，引起路面破壞等病害。本文進行膨潤土路基病害機理分析，并結(jié)合濰九路昌樂段膨潤土路基工程，對產(chǎn)生路面裂縫的原因進行了分析，提出了切實可行的解決方案，并對方案實施后的效果進行實時監(jiān)測，證明了病害處理方法滿足了日后通車的需要。

關(guān)鍵詞：膨潤土 路基 路面裂縫 病害處理

中圖分類號：U4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（b）-0050-01

膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦，由蒙脫石、伊利石和高嶺石等組成[1]，是一種非常微細的晶體結(jié)構(gòu)，這一特殊結(jié)構(gòu)決定了其具有陽離子交換性、粘結(jié)性、高分散性、膨潤性、懸浮性和吸附性等眾多優(yōu)良性能。因此，膨潤土被廣泛用于鉆井泥漿、鐵礦球團和鑄造等各個工業(yè)領(lǐng)域[2]。

基于膨潤土的上述性質(zhì)，合理利用膨潤土資源會給國家?guī)砗艽蟮慕?jīng)濟效益[3]，但是，當(dāng)其作為路基時，會引起路基滑塌、不均勻沉降等病害[4]。因此，本文結(jié)合工程實例分析了膨潤土路基病害形成機理，并提出了合理的處理措施。

1 膨潤土路基病害分析

膨潤土的粘滯性、觸變性和潤滑性導(dǎo)致路基承載力不易確定，從而引起膨潤土路基滑塌或不均勻沉降引起路面破壞等病害。為解決這一問題，需對膨潤土路基承載力作出較為準確的計算。

對荷載較大或沒有經(jīng)驗的地區(qū)，宜采用浸水載荷試驗方法確定。在進行浸水載荷試驗時，應(yīng)考慮膨潤土的含水量，含水量增加時，其強度會衰減。因此，試驗時，應(yīng)先分級加載至設(shè)計荷載，然后將試樣浸水，再分級加載直至試樣破壞，取破壞荷載的1/2作為地基承載力的基本值；特殊情況下，也可按地基設(shè)計要求的變形值在曲線上取對應(yīng)的荷載作為地基承載力基本值。對于一般建筑物的地基承載力，先通過飽和三軸不固結(jié)不排水剪切試驗測得膨潤土抗剪強度，再根據(jù)地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定計算地基承載力。對已有建筑經(jīng)驗的地區(qū)，可根據(jù)該地區(qū)建筑經(jīng)驗或承載力經(jīng)驗值確定地基承載力。

此外，對于由膨潤土路基被私自挖掘而引起的路基病害，有以下解決辦法：一是加強監(jiān)管，適當(dāng)立法；二是進行道路安全知識普及，提高人們對道路安全重要性的意識；三是在道路規(guī)劃設(shè)計時，路線設(shè)計盡量避開膨潤土土質(zhì)區(qū)域。

2 濰九路昌樂段工程實例分析

下面結(jié)合濰九路昌樂段改建工程對膨潤土路基病害進行分析處理。通過調(diào)查論證將濰九路昌樂段按一級公路設(shè)計標準進行改建，擴寬為雙向6車道，路面寬23 m。

濰九路昌樂段路基填料為灰土塊、風(fēng)化砂、石灰土。在路面基層二灰土施工過程中，發(fā)現(xiàn)12%石灰土底基層有裂縫，長度約22 m，縫寬最大處10 mm，施工時進行了處理，將該處路基挖除（寬4 m，長30 m，深1 m），用二灰碎石分4層回填壓實處理后，進行二灰碎石基層、瀝青面層正常施工。施工完畢后，道路經(jīng)歷了4次降雨，發(fā)現(xiàn)瀝青路面出現(xiàn)明顯裂縫。

2.1 裂縫原因分析

經(jīng)勘查分析發(fā)現(xiàn)該路段南側(cè)膨潤土被大量挖掘，挖土坑距路槽開挖范圍僅約3 m，坑深約8～10 m，未預(yù)留足夠的邊坡范圍，開挖后僅用松土自然回填，因此，分析引起石灰土底基層裂縫的原因為取土坑底部膨潤土遇水滑動，導(dǎo)致取土坑路基一側(cè)滑坡。在瀝青下面層施工完成后，取土坑又被繼續(xù)向西開挖，造成后期道路西側(cè)又出現(xiàn)裂縫，分別長22 m、42 m、34 m，間隔距離為50 m和18 m。

2.2 采取的措施以及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析

基于勘查分析結(jié)果，該路段地基深處是膨潤土，如果采取開挖回填處理取土坑回填土，不僅會對地基膨潤土產(chǎn)生擾動，造成新的不穩(wěn)定，而且開挖深度過大，工作面狹窄，壓實機械碾壓困難，不易達到整體密實的效果而產(chǎn)生應(yīng)力不均，出現(xiàn)新裂縫，因此對裂縫采取灌縫處理。對于路基局部變形嚴重的位置應(yīng)進行重新施工處理后，再施工瀝青面層，瀝青面層盡可能晚些施工，使得有較長時間監(jiān)測裂縫，同時能夠經(jīng)過車輛荷載和雨水的檢測考驗。處理后對裂縫寬度進行連續(xù)觀測，裂縫分析走勢圖如圖1所示。在10月13～15日連續(xù)3天對裂縫處進行了灌水處理后，裂縫寬度無明顯變動。11月18～19日對南側(cè)路肩外6 m范圍進行了6遍強夯，下沉約0.5 m，路面裂縫寬度變化明顯，之后逐漸趨于穩(wěn)定。裂縫發(fā)展穩(wěn)定后，12月26～27日進行了灌砂、灌乳化瀝青處理，裂縫寬度無明顯變化。在3月12日觀測到寬度略有變窄，是因為氣溫回升致使路面材料受熱膨脹。

3 結(jié)論

膨潤土作為路基材料時，會呈現(xiàn)出承載力差、膨脹性大等諸多不良現(xiàn)象。本文結(jié)合維九路工程實例對膨潤土路基病害機理進行分析，提出了相應(yīng)的解決方案，并對方案實施效果進行監(jiān)測，處理效果較理想，為以后類似工程提供理論實踐依據(jù)，具有一定的工程實際意義。

參考文獻

[1]張法寶.高速公路膨潤土摻灰試驗研究[J].治淮，2011（5）.

[2]譚社會，季洪亮.京九線膨脹土路基不均勻沉降探討[J].路基工程，2002，2：22-23.

[3]王學(xué)智.道路拓寬工程的路基處理方法[J].現(xiàn)代公路，2007（10S）：84-85.

[4]李林革，齊清華.高速公路膨脹土路基施工中常見幾種處理措施[J].今日科苑，2009（8）.