摘要：膨胀土在世界上分布广泛，现在发现有膨胀土的国家有40多个。膨胀土和一般勃性土工程性质有明显的区别，膨胀土是一种富含膨胀性勃土矿物且在干湿循环作用下发生体积明显胀缩和强度强烈衰减而往往导致工程变形破坏的非饱和钻性土。由于其特殊的工程性质，常给修建在该地区的建筑物造成严重破坏和经济损失。鉴于此，笔者结合具体的工程实践分析了高速公路路堑边坡弱膨胀土防护和治理措施。
关键词：高速公路；路堑边坡；弱膨胀土；防护治理措施
1膨胀力对边坡稳定性的影响
建筑物对道路或者轻型建筑物的主要破坏是吸水和潮气的膨胀力。根据物理概念，膨胀力是土壤含水量增加的力，但体积不改变。影响膨胀力的因素有细颗粒含量、内部结构、含水量、干密度和应力历史。膨胀土吸水膨胀，在膨胀土的胀势，当坡面土壤和无约束允许自由膨胀，膨胀力和释放完全消失;当受到限制土体变形、膨胀力部分释放，留下一部分限制竞争和压力；当土壤被完全约束没有任何膨胀变形，土壤内部的力通常是膨胀力。膨胀土的膨胀力对建筑物的土建工程有很大的影响，但学者们的观点并不一致。有学者认为:在法律上，而不是由外部施加的引力一般膨胀力，当边坡含水量的增加而增加，在滑体土对膨胀势的上部产生，但膨胀力是地基土反应的一部分，作用在滑动身体的反应力是不是国外的量，不会影响滑体的受力平衡。
2高速公路路堑边坡弱膨胀土防护和治理措施
由于膨胀土复杂的工程性质，其路堑边坡的防治与一般茹性土路堑边坡大不相同。在防治技术的选择上，要对膨胀土的工程特性充分了解，同时还要结合外界环境对路堑边坡的影响才能得出满意的防护治理方案。本文以某客运专线膨胀土深路堑工程GDK276+077断面左侧路堑边坡为研究背景，在膨胀土基本物性试验、冻融和裂隙性等试验研究基础上结合膨胀土路堑边坡破坏机理对该深路堑边坡破坏进行研究，并对不同设计变更及边坡加固方案的方法进行研究，得出高寒地区膨胀土深路堑边坡的支护方案。
2.1路堑边坡稳定性分析方法
边坡稳定性研究，经过几十年的发展，已经取得了丰硕的成果，其发展过程大致经过以下三个阶段：1.20世纪50年代，边坡稳定性研究完全属于土力学的范畴，把边坡土体当成刚体，以刚体极限平衡法进行计算，不考虑边坡体的变形。主要采用工程地质类比法。2.20世纪70年代，开始意识到边坡的破坏是渐进累积变形破坏，有着明显的时间效应，需要考虑变形和破坏的祸合。3.20世纪80年代以来，随着计算机的发展，利用计算机定量或者半定量的模拟边坡开挖、施工完成以后加固措施对边坡稳定性的影响及边坡破坏的全过程进行分析研究。目前边坡稳定性分析方法主要有：工程地质法(比拟法)、力学分析法(极限一平衡法)、图解法(表解法)、有限元法。
2.2边坡滑坡破坏机理分析
2.2.1地质条件
该标段内滑坡体的白至系泥岩胶结性差，抗风化能力弱，遇水易崩解软化，泥岩及风化物具有中一强膨胀性，覆盖土层为具有中一强膨胀性的薪性土夹碎块石，土体结构松散，均匀性差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆膨胀土具有多裂隙性、膨胀性、超固结性以及遇水崩解四大特殊性质。因为其内含有较多的蒙脱石、高岭石以及伊利石等亲水性极强的钻土矿物，在失水时比较干燥，强度较高，而遇水后体积膨胀，强度急剧降低，工程性质极其差，属于典型的不良地质、易滑地层。
2.2.2施工开挖
该段路堑位于架梁通道，考虑工期安排要求，现场边坡自上而下先行开挖，其后边坡加固防护工程陆续实施。在后续施工过程中，受降雨等自然因素影响，左侧边坡不断变形、开裂，形成目前的多级中型工程滑坡。
2.2.3环境影响条件
由于该段膨胀土深路堑边坡开挖后经历冻融作用，土体性质发生变化，边坡在春季发生破坏，在夏季经历干湿循环作用，土体产生裂隙加剧了地表雨水的下渗，在降雨工况下边坡土体强度急剧降低；这与现场膨胀土路堑边坡滑坡破坏时间相符合。
2.3膨胀土深路堑边坡防治技术
边坡防治的目的在于消除和减轻边坡破坏可能造成的伤害，保障人民生命财产和重要设施的安全。通过总结以往边坡滑坡案列，现在己经有了丰富的防治边坡破坏经验和一些边坡防治原则，但是由于引起边坡破坏的因素太多、太复杂，往往需要我们考虑多种边坡防治技术，全面综合治理才能起到稳定边坡的作用。由于膨胀土具有反复胀缩性，破坏土体性质和影响边坡应力分布，具有裂隙性，随着干湿循环，土体产生裂隙，会为雨水的入渗提供通道，改变边坡土体渗流和土体力学性质，使土体抗剪性能指标衰减，从而使边坡土体的稳定性处于一个动态变化过程中，由于膨胀土边坡具有比其它土体边坡的特殊性和极端严重性，经过我国几十年的工程经验，防治膨胀土滑坡必须贯彻“先发治坡、以防为主”的总原则。根据已有的膨胀土边坡工程事故，相对稳定的坡率还必须与其它工程项目相结合才能维持好一个稳定的边坡，必须针对边坡的特性，环境的影响，结合边坡各部位可能产生的应力种类和大小，采取相应的处理和预防措施，进行综合治理。结合前文破坏机理研究、工点变更方案设计和现场边坡动态监测数据分析，膨胀土深路堑边坡防护需要排水防护、坡面防护和支挡结构防护相结合。
2.3.1排水防护
现场路堑边坡多次破坏均在降雨过程中及降雨结束时破坏，同时根据膨胀土工程性质研究及降雨对膨胀土路堑边坡破坏机理研究，雨水主要引起土体抗剪强度发生变化，因此需要对路堑边坡地上及地下水进行防护。由于现场地下水位较深，结合前文地下水深度不同对边坡稳定性分析研究，采用集水井降低地下水位，同时结合边沟、截水沟、排水沟等常见排水措施。
2.3.2坡面防护
由于膨胀土受外界环境变化其性质变化极大，因此坡面防护对膨胀土路堑边坡的影响至关重要。该膨胀土深路堑边坡主要采用钢筋混凝土框架植草护坡，钢筋混凝土框架(格构)植草护坡是指在边坡开挖出主体框架沟槽现场浇筑混凝土框架，在框架内回填客土并采取相应措施(框架内填空心六角砖、设置土工格室等)使客土固定于框架内。
2.3.3支挡结构防护
边坡加固防护工程主要有：挡土墙和加筋挡土墙、岩石喷锚防护、抗滑桩、锚杆框架梁、SNS柔性防护、预应力锚固等措施。由于本次路堑边坡开挖深度较大，路堑边坡性质较复杂，主要采用在坡脚设置桩板墙和在一级边坡设置抗滑桩对边坡进行加固。
参考文献
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论文作者:张凯
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/29
标签：防护论文; 土路论文; 工程论文; 稳定性论文; 裂隙论文; 性质论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;