論裂隙對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定的影響

趙寅濤

(貴州省交通工程有限公司)

論裂隙對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定的影響

趙寅濤

(貴州省交通工程有限公司)

首先分析了膨脹土的物理特性，然后重點(diǎn)分析了裂隙對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定的影響，介紹了膨脹土邊坡穩(wěn)定加固措施。

膨脹土;物理特性;裂隙;穩(wěn)定影響;加固措施

1 膨脹土

在分析裂隙對(duì)膨脹土邊坡穩(wěn)定的影響之前，勢必要對(duì)膨脹土的物理特性進(jìn)行分析。

1.1 膨脹干縮性

膨脹土中含有較多例如伊利石、蒙脫石等強(qiáng)親水性粘土礦物質(zhì)，膨脹土的土顆粒表面的結(jié)合水膜當(dāng)土體浸水時(shí)容易增厚，從而引起土體膨脹，顆粒間距拉大。結(jié)合水膜當(dāng)土體失水時(shí)容易減薄，從而引起土體縮小，顆粒間距縮小。膨脹土的膨脹力隨著土體含水量的增減也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。

1.2 多裂隙性

膨脹土中的裂隙因?yàn)榉磸?fù)的干縮濕脹而發(fā)育較快。裂隙為地表水的浸入形成了通道，破壞土體的完整性和連續(xù)性，土體的軟化及裂隙生成又因?yàn)樗慕爰铀佟?/p>

1.3 超固結(jié)性

膨脹土地層在地質(zhì)歷史上，與現(xiàn)在相比，曾受過更大的前期固結(jié)壓力，使得膨脹土土體處于超固結(jié)狀態(tài)。

1.4 膨脹潛勢

按AASHO標(biāo)準(zhǔn)壓密實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)得到膨脹潛勢，把試樣在最佳含水量時(shí)壓密到最大容重后，使有側(cè)限的試樣浸水后，在一定的附加荷載下，再測定的膨脹百分率。膨脹量的大小主要取決于潤濕程度等環(huán)境條件，此外還有水分的轉(zhuǎn)移方式和潤濕的持續(xù)時(shí)間等因素。預(yù)測結(jié)構(gòu)物最大潛在膨脹量的系數(shù)稱之為膨脹率。因此，在工程施工中，解決膨脹土問題的一個(gè)出發(fā)點(diǎn)，就是改造膨脹土周圍的環(huán)境條件。

1.5 膨脹力

膨脹壓力簡稱為膨脹力，一般而言，膨脹土試樣到達(dá)最大限度后，為了恢復(fù)到到其初始體積而再加荷載稱之為膨脹力。膨脹壓力僅隨干容重而變化，對(duì)某種給定的粘土來說是常數(shù)。

2 膨脹土邊坡防護(hù)加固措施

2.1 人工換土或摻石灰粘土護(hù)面

人工換土或摻石灰粘土護(hù)面能保持膨脹土邊坡較好的原狀態(tài)，這是一種以封閉為主的防護(hù)措施。邊坡土體中存在軟弱夾層、強(qiáng)膨脹土層或節(jié)理較發(fā)育的裂隙時(shí)易被忽略，影響穩(wěn)定效果。一般而言，自上而下開挖邊坡，對(duì)邊坡適當(dāng)超挖(30 cm)，同時(shí)每2 m設(shè)作業(yè)平臺(tái)，在邊坡上砌石防護(hù)，并用非膨脹性粘土回填或摻石灰粘土回填拍實(shí)。該法適用于H＜10 m的中等或弱膨脹土邊坡，必要時(shí)在邊溝外側(cè)設(shè)護(hù)腳矮擋土墻。

2.2 挖孔樁加固

可用挖孔樁加固強(qiáng)膨脹土、高邊坡、界面清楚的裂隙面或者軟弱夾層等，但是在施工過程中，還需再輔以其他防護(hù)措施，挖孔樁的設(shè)計(jì)(直徑、間距)通過計(jì)算確定，考慮實(shí)際邊坡情況后決定采取哪種方法。

2.3 土工格柵支護(hù)

將膨脹土邊坡超挖到能夠容納壓路機(jī)行走的寬度，分層鋪設(shè)水平方向的土工格柵，并回填土層到坡頂面分層壓實(shí)做柔性當(dāng)墻。邊坡表面采用鋪草皮等其他坡面防護(hù)形式，也可用預(yù)制塊防護(hù)，但是預(yù)制塊最好預(yù)留栓孔，通過纖維與格柵相連。格柵層間間距可參照已有經(jīng)驗(yàn)確定。一般當(dāng)邊坡高度小于8 m坡體土為中等或強(qiáng)膨脹時(shí)可考慮此方法。

2.4 人工草坡

人工草坡僅用于邊坡高度小于6 m的弱膨脹土邊坡防護(hù)，能實(shí)現(xiàn)及時(shí)對(duì)邊坡面封閉。一般通過在網(wǎng)狀格柵撒上粘土、種子，待長草后移到要防護(hù)的開挖邊坡實(shí)現(xiàn)防護(hù)。

2.5 坡體排水綜合防護(hù)

膨脹土邊坡存在著較發(fā)育的裂隙面，坡面可采用砌石封閉達(dá)到防護(hù)目的。可在邊坡上埋入一定數(shù)量的上方開小的塑料排水管，降低土體C、φ值，排出除裂隙逢里的水。

2.6 化學(xué)加固

膨脹土通過化學(xué)加固，可以改變膨脹土的性質(zhì)，從而達(dá)到防護(hù)目的。

2.7 石灰改良或石灰土包圍法

利用膨脹土與石灰的離子交換，改變膨脹土性質(zhì)。打一定數(shù)量的孔，在膨脹土邊坡孔內(nèi)裝入石灰，或者用一定厚度石灰土包圍邊坡，再用石灰土拍實(shí)坡頂面一定寬度，然后用預(yù)制塊或植草皮防護(hù)。

2.8 高溫改性處治

邊坡頂面深3 m、寬6 m范圍內(nèi)，受大氣影響較大，該處的失穩(wěn)常引起整個(gè)邊坡破壞，是邊坡最初破壞的地方。針對(duì)此情況，在此范圍打入一定數(shù)量連通的水平孔與垂直孔，使之達(dá)到一定程度溫度(利用點(diǎn)火燃燒加熱)時(shí)，膨脹土將失去膨脹性質(zhì)，土體C、φ值得以提高，在坡頂面用石灰土拍實(shí)植草皮，從而起到防護(hù)與加固的目的。

［1］姚海林，鄭少河.裂隙膨脹土邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2002，(2).

［2］姚海林，鄭少河，陳守義.考慮裂隙及雨水入滲影響的膨脹土邊坡穩(wěn)定性分析［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2001，(5).

［3］孟黔靈.膨脹土的裂隙性對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響［J］.公路，2001，(1).

［4］潘宗俊，謝永利，楊曉華，李志峰 .基于吸力量測確定膨脹土活動(dòng)帶和裂隙深度［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2006，(2).

U418.9

C

1008-3383(2014)03-0013-01

2013-10-16

趙寅濤(1986-)，男，貴州貴陽人，助理工程師，研究方向:公路施工。