[發明專利]一種處理膨脹土邊坡的EPS改良土及施工方法

有效

• 申請號: 201610009833.3
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105645849B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 高洪梅;沈艷青;王志華;胡穎;王超
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;E02D17/20;E02D3/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 王月霞

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，特別涉及一種處理膨脹土邊坡的EPS改良土及施工方法。

背景技術

膨脹土含有蒙脫石、伊利石等強親水性礦物，遇水會膨脹軟化，失水會收縮開裂，而且其裂隙發育，性質及其不穩定，素有“隱藏的災害”、“難對付的土”之稱。膨脹土在我國分布廣泛，遍及西南、西北、東南沿海等地區，其周期性脹縮變形特性給工程建設帶來嚴重的影響，特別是膨脹土邊坡極其不穩定，一旦發生失穩破壞，將造成巨大的經濟損失。

由于膨脹土邊坡的破壞機理與一般土坡不盡相同，一般土坡的處治措施用來處治膨脹土坡效果不理想。目前處理膨脹土邊坡的方法有換土、改良土質和預浸水等。換土即挖除膨脹土，換填非膨脹土或砂礫，這直接改變了土體的物質成分，降低有效蒙脫石含量，減弱或消除膨脹性，但該方法工程量較大，必須停車斷道，而且挖除的膨脹土需另外處置。改良土質就是利用石灰、水泥或其他固化材料通過與膨脹土的物理化學作用進行膨脹土的改良處理，以達到降低膨脹土潛勢，增加強度和提高水穩定性的目的，但是此方法的缺點是在施工過程中容易產生收縮裂縫。預浸水就是施工前使土加水變濕而膨脹，并在土中維持高含水率，則土將基本上保持不變，因而不會導致結構破壞，但施工結束后，土體仍有可能繼續膨脹，導致膨脹量難以控制，且此方法需要的浸泡時間通常為1-2個月，應用起來耽誤工期。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種處理膨脹土邊坡的EPS改良土及施工方法，本發明的EPS改良膨脹土具有密度小、強度高、脹縮變形小、施工工期短、可就地取材和可利用廢棄物等優點。一方面可有效地提高膨脹土強度，解決膨脹土的脹縮變形問題；另一方面，回填邊坡的EPS改良膨脹土重量輕且自立性好，可減小邊坡的下滑力，從而保證膨脹土邊坡的穩定性。

本發明所采取的技術方案是：

一種處理膨脹土邊坡的EPS改良土，將聚苯乙烯泡沫顆粒、挖除的膨脹土、水泥和水按一定比例攪拌均勻形成混合土，聚苯乙烯泡沫顆粒、水泥和水與膨脹土的質量百分比分別為2%-4%，8%-16%，60%-80%。

所使用的EPS泡沫顆粒可以為預發泡的聚苯乙烯泡沫顆粒或粉碎的廢棄聚苯乙烯包裝泡沫顆粒。

所使用的EPS泡沫顆粒粒徑為1-5mm，顆粒堆積密度為0.01-0.02g/cm³，純顆粒密度為0.02-0.03g/cm³。

本發明術語“顆粒堆積密度”是指顆粒在自然堆積狀態下，單位體積所具有的質量；本發明術語“純顆粒密度”是指顆粒質量與顆粒所占的體積之比。

所述處理膨脹土邊坡的EPS改良土中聚苯乙烯泡沫顆粒、水泥和水與膨脹土的質量百分比分別優選為4%，16%，80%。

所述處理膨脹土邊坡的EPS改良土中聚苯乙烯泡沫顆粒、水泥和水與膨脹土的質量百分比分別優選為4%，12%，70%。

利用所述EPS改良土處理膨脹土邊坡的施工方法，現場施工時要避開雨季和大風天氣，包括以下施工步驟：

1）挖除膨脹土；

2）按配比將挖除的膨脹土、水和水泥放入攪拌機中混合攪拌，直至形成均勻流動的漿體；

3）在漿體中加入配比所需的EPS泡沫顆粒，繼續攪拌均勻形成EPS改良膨脹土；

4）將挖除的部分膨脹土邊坡用EPS改良膨脹土進行回填澆筑施工；

5）用挖機鏟斗拍實，不要過度壓實，壓緊便好，以免出現大量EPS泡沫顆粒被壓至變形的現象；

6）施工結束后進行灑水保濕養護7天。

步驟1）中采用分階梯式挖除膨脹土。

膨脹土由于含有親水性強的蒙脫石等粘土礦物，遇水會膨脹，失水會收縮。膨脹土中加入水泥，會產生固化作用并形成膠結結構和牢固的空間網狀結構，從而減少膨脹土的裂隙；加入水泥，改變了雙電層結構，減小結合水膜的厚度，降低粘土礦物的表面活性，減弱膨脹土吸濕持水能力，從而降低膨脹土的親水能力而緩和膨脹土的脹縮性；EPS泡沫顆粒彈性模量小，彈性變形范圍大，膨脹土吸水膨脹時EPS泡沫顆粒可以彈性壓縮吸收能量，失水收縮時EPS泡沫顆粒又回彈釋放能量，從而宏觀上減弱甚至消除膨脹土的脹縮性；由于加入輕質的EPS泡沫顆粒，置換了部分土顆粒，形成的EPS改良膨脹土用于邊坡回填土，可減輕荷重，減小下滑力，從而降低滑坡的風險。所述的EPS改良膨脹土具有密度小、強度高、脹縮變形小、施工工期短、可就地取材、可利用廢棄物等優點，可以有效解決膨脹土邊坡的失穩問題，可廣泛應用于土木、水利和交通等工程領域。