某高速公路膨胀土挖方边坡防护措施研究

　　摘要：本文结合高建公路工程实际，探讨膨胀土路基迎坡综合治理的工程措施，从而减少膨胀土对高速公路的危害，谈工程采取化学改良+无砂大孔混凝土排水骨架+植物防护方案，治理效果良好。保护行车交通安全和自然环境。

　　1．前言

　　膨胀土是颗粒高分散，成分以粘土矿物为主、对环境的湿热变化敏感的高塑性粘土质，它是一种吸水膨胀软化、失水收缩干裂的特殊土。正是由于这种土的显著胀缩特性，使膨胀土地区的房屋建筑，铁路、公路、机场，水利工程等经常遭受巨大的破坏，因此，对高速公路膨胀土路基边坡进行综合防治十分必要。

　　2．某高速公路路膨胀土路堑边坡防护

　　2．1方案选择根据某高速公路膨胀土边坡的特点，主要采取化学改良+无砂大孔混凝士排水骨架+植物防护方案。具体措施是。先用DAH混合溶液改良膨胀土边坡的表层土．然后在其上挖槽浇筑无砂大孔混凝土骨架．骨架边坡再铺草皮是- 一种有效的膨胀--七边坡理方法。用DAH混合溶液喷洒开挖膨胀土边坡的表层土，由于DAH混合溶液能与膨胀土产生离子交换发生化学反应 使表层膨胀土体改变性能，成为了IE常土，具有较高的强度。同时DAH混合溶液的有效渗透深度在60era以上，在1．5m左右范围内的士体都可以得到明显的改善通过这样的处理，相当于使开挖的嘭胀±边坡表层有一层上稍薄下较厚的好土封闭层，既可缓解膨胀土的超固结性对边坡开挖的影响，又可抵挡膨胀土所产生的水平胀缩变形。同时还充分利用了膨胀土，节约工程投资。经DAH喷洒改最后的坡面。除了起到上述作用外，还有一个作用就是有效处理了膨胀土的大气影响深度 根据设计规范计算，高速公路的大气影响深度为1．5—3米左右．3米以下受大气影响的幅度较小。而DAH溶液的改良深度为0．6—1．5米范围。有效减少了膨胀土的大气影响深度，提高了膨胀士边坡的稳定性。在改良后的边坡表面挖槽浇筑无砂大 L混凝土骨架，并在相应的骨架部位上砌砖形成格子式的排水沟槽，整体上就形成了膨胀土边坡的里外排水系统。首先无砂大孔混凝土骨架的 L隙较大，可达到2O％以上，水和空气可以迅速透过，具有良好的排水性能，渗人到膨胀土边坡里的水及土体内的裂隙水可通过无砂大孔混凝土骨架得以排出坡体外。其次骨架上还砌有格子式的沟槽排水。使得表面水流对坡面冲刷被分成了一小格一小格。形成“格室”敢应。每一骨架内的水流在该范围内通过相应的排水沟槽排走消散。减少了坡面的的整体冲刷，削弱了坡面的整体膨胀性。进一步提高了边坡的稳定性。

　　2．2DAH化学改良稳定机理化学改良溶液由DAH和具有交换性阳离子的可溶无机盐按一定比例配制成水溶液。DAH是强渗透剂和分散剂。确保渗透改良达到规定深度：溶液中的交换性阳离予进入膨胀土晶格，提高晶层问结合力，防止水分子再次进入导致晶格膨胀。DAH有亲水基团和憎水基团，进入膨胀土晶格后。亲水基团指向极性水分子，憎水基团指向晶片，形成单分子吸附层，将膨胀土晶格中吸附的水释放出来。在溶液中加入交换性阳离子时．阳离子可进入晶层间，提高层间的联结作用。从而使膨胀土性质根本改变。通过蒸发作用和压力作用，将水排出，使土粒的表面联结作用增强，从面提高土的强度和抵抗变形能力。

　　2．3膨胀土路堑边坡防护施工工艺

　　(1)施工前的准备工作在所施工的路堑处按要求取土进行土工试验，在路堑开挖前按设计做好截、排水设施，引走一切可能影响边坡稳定的地面水和地下水在路堑的线路方向保持一定的纵向坡度(单向或双向)以利排水。

　　(2)坡面准备按设计坡比修整好边坡，在边坡上由上至下用铁钎打出中25ram，深0．8—1．0cln，间距lm的梅花状布置的小孔当边坡高度大于10m时，边坡要分级开挖并设置台阶。对于弱膨胀土路段可在路堑全部开挖后再进行防护工程施工，而时于中等或强膨胀土路段宜采取边开挖边处治的方法，每一级边坡开挖后就马 可以进行以上施工，之后紧接着进行下一工序。

　　(3)喷洒DAH溶液选择天气睛好时，将DAH混合液按设计比例掺配好后，搅拌均匀，用绿化喷播车结合水泵将混合溶液喷洒到修整好的边坡上，直到边坡不能吸收为止，这样为渗透喷洒一次，夭气晴好时待一天后，再渗透喷一次，喷洒时应由上至。F进行，坡顶以上6m范围内也应喷洒，喷洒次数按试验确定。[Page]

　　(4)无砂大孔骨架浇筑9AH溶液喷洒结束后。经检验达到设计要求后这时可以进行骨架浇筑。挖好挖沟槽后，应及时对沟底膨胀土用DAH溶液固化改量。捶面夯实以防水分沿沟底渗入边坡。沟底处理好后就可以浇筑无砂大孔混凝上骨架，浇筑由下至 进行，将按照设计配合比拌制好的混凝土均匀倒人开挖好的沟槽，不用砌筑，不用振捣，只须将其表面修整，大致与原坡面齐平即可。无砂大孔骨架7天强度?般大于3MP且能达到28天设计强度的75％。

　　(5)完成表面排水系统骨架浇筑完2—3天后，在主骨架及支骨架内按设计砌筑红砖。

　　(6)铺草皮为了防止冲刷，同时美化环境，骨架之间框格内应种植草皮。

　　由于坡面喷洒过DAH改良溶液，改良后的表层土在初期呈碱性(PH≥12)不能种草 因此只能在1个月以后进行。种植之前应测试土壤的PH值，当PH在6—9左右时种植草皮比较容易成活。高速公路五标K240+220～K240+360右侧膨胀土路堑段边坡，在按原边坡防护设计方案施工过程中。在雨季期间，坡顶出现间断性的纵向裂缝，随后发生多次滑坡。经现场初步勘探、调查和分折，其膨胀土边坡变形破坏主要原因为：

　　(1)膨胀土路堑边坡开挖后。上=覆土层重量卸除，引起土体结构松弛和应力状态改变，软弱结构面剪应力增大；

　　(2)该边坡位于山脚处，地势平缓，容易造成大量雨水冲刷和积水；

　　(3)雨水下渗，导致土体吸水膨胀，堑坡内产生相应的膨胀力和变形，同时雨水下渗促使膨胀土结构面强度软化并产生动水压力，致使坡脚部位剪应力超过土体抗剪强度。土体局部破坏，并进而使坡腰受拉而开裂。随后雨水直接渗入裂缝中，两端剪损处浸水软化，开裂和滑动继续向坡顶发展而形成滑坡。

　　3.结论与建议

　　膨胀土路基边坡失稳的内在因素，而气候作用，雨水渗透与蒸发则是促使膨胀土路基边坡失稳的外在因素。路堑开挖或路堤填筑后，土体在风化营力作用下，很快就会产生破裂、剥落和泥化等．使土体结构破坏，强度降低，从而引起路基边坡失稳，因此在进行膨胀土路基边坡稳定分析时，应根据膨胀土特性，对膨胀土路基边坡分层计算，且计算中对不同层位应选取不同计算参数，这样更切合实际情况。

　　(1)路基排水对路基边坡稳定性有显著的影确。对膨胀土路基边坡影响更为重要。必须做好全面和系统的排水工作。

　　(2)即使是稳定的坡率。还必须酴适当的坡面防护，方能预期的效果。从环境和经济的角度，坡面防护宜采用圬工防护与生物防护相结的方案综合治理。

作者：杨创贵