摘要：膨脹土在我國(guó)大部分地區(qū)均有分布。膨脹土的脹縮性直接影響著建筑物的安全性，它不僅造成房屋成群開(kāi)裂，公路、鐵路塌方，而且可導(dǎo)致膨脹土邊坡產(chǎn)生表層淺滑現(xiàn)象，造成農(nóng)田水利設(shè)施的破壞，影響人們的生活環(huán)境。本文是對(duì)膨脹土路基施工質(zhì)量控制方法的分析討論。
　　關(guān)鍵詞：膨脹土；路基施工；質(zhì)量控制
　　在工程地質(zhì)勘察中，必須正確地識(shí)別膨脹土與非膨脹土，準(zhǔn)確地判定膨脹土的脹縮性等級(jí)，這有助于合理進(jìn)行擬建建筑物的設(shè)計(jì)與地基處理，對(duì)保障建筑物安全與人們的生活環(huán)境具有非常重要的意義。
　　1．膨脹土的含義與判別指標(biāo)
　　膨脹土是由含有活性的粘土礦物組成，礦物成份主要是伊利石、蒙脫石，具有吸水膨脹軟化、失水收縮開(kāi)裂及反復(fù)變化的特點(diǎn)。在自然條件下，多呈硬塑或干硬狀態(tài)，結(jié)構(gòu)致密，表面裂隙發(fā)育，裂隙面有光澤，常見(jiàn)光滑面和擦痕，裂隙中有充填物。1996年《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ013-95)的膨脹土定義是:“膨脹土系指土中含有較多的粘粒及其親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石等粘土礦物成分，它具有遇水膨脹，失水收縮，是一種特殊膨脹結(jié)構(gòu)的粘性土。”。
　　《膨脹土地區(qū)建筑技術(shù)規(guī)范》(GBJ112-87)給出的膨脹土的定義更為恰當(dāng)“:膨脹土應(yīng)是土中粘粒成分主要由親水礦物組成，同時(shí)具有顯著的吸水膨脹和失水收縮兩種變形特性的粘性土”。要鑒別某種土是否屬于膨脹土，應(yīng)根據(jù)本身的固有屬性來(lái)進(jìn)行區(qū)分，只有內(nèi)在的主要固有屬性才是控制膨脹土工程特性的決定性因素；至于在膨脹土地區(qū)各種建筑物的穩(wěn)定程度，只能用作輔助的判別。所以對(duì)膨脹土的判別原則，首先應(yīng)從工程地質(zhì)觀點(diǎn)出發(fā)，分析土體的裂隙特征，概括出能反映膨脹土工程性質(zhì)的實(shí)際情況，能代表膨脹土規(guī)律的主要指標(biāo)。能否充當(dāng)膨脹土的判別指標(biāo)，主要看它能否滿(mǎn)足以下三個(gè)條件:能反映膨脹土的本質(zhì)；指標(biāo)的測(cè)定簡(jiǎn)單便捷；指標(biāo)數(shù)據(jù)可靠，重現(xiàn)性好。可用來(lái)判別膨脹土的指標(biāo)具體包括:界限含水量(通常有液限、塑限、縮限三個(gè)定量指標(biāo))；脹縮總率；粒度成分；自由脹縮率；標(biāo)準(zhǔn)吸濕含水率；比表面積和陽(yáng)離子交換量；礦物成分；膨脹力和最大線(xiàn)縮(體縮、膨脹)率；抗剪強(qiáng)度。
　　2．膨脹土地基處理的一般原則
　　膨脹土地基的處理應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件、地基的脹縮等級(jí)、場(chǎng)地的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況和建筑物結(jié)構(gòu)類(lèi)型等。結(jié)合建筑經(jīng)驗(yàn)和施工條件，因地制宜采取治理措施。如果能夠采用換填非膨脹土或采取化學(xué)等方法，從根本上改變地基土的性質(zhì)，則是根治的最好方法。如果用樁基或深埋的辦法，使基礎(chǔ)落到含水量較穩(wěn)定的土層，就能大大減少建筑物的危害；對(duì)于上部荷重較輕的小型建(構(gòu))筑物，亦可淺埋基礎(chǔ)但必須避免擾動(dòng)下部膨脹土。
　　所以，軟弱膨脹土地基的處理應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地土脹縮性能、水文地質(zhì)條件，考慮具體建筑物適應(yīng)變形的能力，采取相應(yīng)的處理措施。同時(shí)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體變形能力，切斷基底下外界滲水條件，以保證地基的穩(wěn)定性。
　　3．膨脹土路基施工質(zhì)量控制方法
　　根據(jù)工程框架內(nèi)力分析的結(jié)果情況，方案選擇如下:
　　3．1膨脹土路基施工下的砂石墊層法
　　能夠充分利用天然地基強(qiáng)度，減少基底附加應(yīng)力和調(diào)整基礎(chǔ)變形沉降，較深層處理經(jīng)濟(jì)，且施工機(jī)具簡(jiǎn)單，材料來(lái)源廣，通常是一種優(yōu)先考慮的地基處理方案。由于本場(chǎng)地地下水位高，且與電解區(qū)域內(nèi)凈化系統(tǒng)除塵煙道較近，煙道開(kāi)挖較深，如采用本處理方法使得基槽開(kāi)挖較寬較深，不利于機(jī)械碾壓，如果采用人工分層夯實(shí)，質(zhì)量不易保證，往往壓實(shí)系數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，施工工期較長(zhǎng)，由于該地區(qū)雨量豐富，工期拖延會(huì)給工程地基處理及基礎(chǔ)的施工質(zhì)量造成不利影響，且砂石用量較大。
　　3．2膨脹土路基施工下的沉管灌注樁
　　該樁單價(jià)低，施工快。但根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，沉管灌注樁端阻力小，所需樁數(shù)多，因而對(duì)上部土層的破壞較為嚴(yán)重，且該樁的成樁質(zhì)量人為因素很大，容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷樁。
　　3．3膨脹土路基施工下的人工挖孔護(hù)壁灌注樁
　　該處理方案施工簡(jiǎn)單，機(jī)具設(shè)備少，進(jìn)度快，成本低，也能有效地克服膨脹土對(duì)建筑物的危害。根據(jù)地質(zhì)勘探報(bào)告，人工挖孔護(hù)壁灌注樁樁端阻力大，通過(guò)擴(kuò)底等技術(shù)處理，可節(jié)約樁數(shù)量，根據(jù)當(dāng)?shù)厝肆η闆r，可大面積開(kāi)挖施工，以加快施工進(jìn)度。
　　3．4膨脹土路面基層(底基層)施工中常見(jiàn)質(zhì)量控制
　　基層施工采用設(shè)備組合、基層(底基層)所用結(jié)合料劑量(石灰等)、基層(底基層)材料的含水量、拌合均勻性、配合比、底基層的壓實(shí)度、彎沉值、平整度及橫坡等、如采用級(jí)配碎石(礫石)還需要注意集料的級(jí)配和石料的壓碎值。
　　3．5膨脹土土方路基工程施工中常見(jiàn)質(zhì)量控制
　　施工放樣和橫斷測(cè)量；路基原地面處理，認(rèn)真壓實(shí)；使用適宜材料，保證原材料合格、正確確定土的最大干密度和最佳含水量；每層的松鋪厚度和橫坡；分層壓實(shí)，控制填土的含水量，確保壓實(shí)度。
　　3．6膨脹土瀝青混凝土路面施工中常見(jiàn)質(zhì)量控制
　　基層強(qiáng)度、平整度、高程的檢查與控制；瀝青材料的檢查與試驗(yàn)；集料的級(jí)配、瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)和試驗(yàn)；路面施工機(jī)械設(shè)備配置與組合；瀝青混凝土的余數(shù)及攤鋪溫度控制；瀝青砼攤鋪厚度的控制；瀝青砼的碾壓與接縫施工。
　　另外，膨脹土按公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范的工程地質(zhì)分類(lèi)為中等膨脹土和弱膨脹土，其中弱膨脹土的自由膨脹率已接近中等膨脹土，都應(yīng)改性處理后方可填筑路堤。
　　膨脹土以不同摻石灰率按最佳含水率和94%最大干密度壓實(shí)，摻灰率4%以上，齡期7d以上其脹縮總率和無(wú)側(cè)限抗拉壓強(qiáng)度都能達(dá)到規(guī)范要求，膨脹力和無(wú)壓膨脹率都達(dá)到或接近0，壓縮模量增大到3倍以上，浸水飽和后摻石灰的效果更顯著。但如果施工土塊粉碎、石灰存放、拌和以及壓實(shí)后養(yǎng)護(hù)仍達(dá)不到工程質(zhì)量的要求，采用路拌法施工石灰劑量多1%，摻灰率按干土重計(jì)算取5%即可。
　　4．實(shí)例分析
　　西安南京鐵路西峽車(chē)站土石方工程已于2001年11月基本完工，現(xiàn)已經(jīng)歷了2002年雨季考驗(yàn)，還未發(fā)現(xiàn)較大面積塹坡的沖蝕、滑坡現(xiàn)象，路堤也未出現(xiàn)明顯下沉、路肩開(kāi)裂現(xiàn)象，由此看來(lái)我們?cè)谑┕ぶ嗅槍?duì)膨脹土特性采取的一些方法是行之有效的。
　　4．1施工安排要點(diǎn)
　　由于膨脹土遇水膨脹軟化，失水收縮開(kāi)裂，在膨脹土路基施工時(shí)，特別要注意施工季節(jié)施工工序和施工防排水。
　　4．2施工季節(jié)
　　優(yōu)先安排在非雨季中施工，或根據(jù)氣象預(yù)報(bào)資料選在連續(xù)降雨量較小時(shí)間(例如:十天或十天中連續(xù)降雨量不大于50mm)施工。
　　4．3現(xiàn)場(chǎng)施工工序安排
　　盡可能采用機(jī)械化快速施工。開(kāi)挖、填筑、防護(hù)加固、支擋、防排水等各項(xiàng)設(shè)施和工作依序一氣呵成，盡量縮短開(kāi)挖面暴露時(shí)間。在較長(zhǎng)、較高(深)的、沒(méi)有邊坡坡面防護(hù)或基底、基床換填的地段，可采取分段施工，以控制土體開(kāi)挖面的暴露時(shí)間。分段施工長(zhǎng)度L根據(jù)生產(chǎn)率和工作面的長(zhǎng)度，合理?yè)駜?yōu)確定。膨脹土具有失水收縮開(kāi)裂、吸水膨脹軟化強(qiáng)度降低的特性，是造成路基病害的主要原因。膨脹土受水侵蝕后，基床易產(chǎn)生翻漿冒泥病害：邊坡易產(chǎn)生溜壩、崩塌，為確保路基穩(wěn)定、路塹邊坡穩(wěn)定，故對(duì)膨脹土路基基床、膨脹土邊坡進(jìn)行防護(hù)。同時(shí)防止或減小其含水量變化，可減少路基病害的發(fā)生。本著這些原理，我們先期安排試驗(yàn)室做膨脹土路堤填筑土石方試驗(yàn)段，待取得各種施工參數(shù)并提出膨脹土路基施工要點(diǎn)后，再大面積推廣施工，同時(shí)在實(shí)際施工過(guò)程中注意收集各類(lèi)資料、數(shù)據(jù)，經(jīng)充分論證后及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，采取了一些保水、防滲的措施來(lái)減少施工期間膨脹土路基病害的產(chǎn)生，確保路基施工質(zhì)量。其主要措施如下：
　　（1）膨脹土路堤施工應(yīng)該嚴(yán)格按“三階段、四區(qū)段、八流程”施工工藝組織實(shí)施；
　　（2）必須集中力量、連續(xù)快速施工，分段完成。盡量避免雨季施工，當(dāng)確有困難時(shí)，應(yīng)保證在施工中排水暢通，不出積水浸泡工作面場(chǎng)地現(xiàn)象；
　　（3）側(cè)溝、天溝、吊溝、排水溝鋪砌應(yīng)隨挖隨砌，嚴(yán)防滲漏，并與涵渠盡早連通；對(duì)施工、生活用水嚴(yán)格管理，防止地表水滲入和沖刷邊坡；
　　（4）嚴(yán)格控制膨脹土填料的含水量，填料含水量必須控制在最優(yōu)含水量；
　　（5）全部采用重型壓實(shí)機(jī)械，土塊應(yīng)擊碎，并加強(qiáng)壓實(shí)；
　　（6）分層填土?xí)r必須做成向兩側(cè)或單側(cè)傾斜的橫向排水坡，壓實(shí)層面應(yīng)碾壓平整，并及時(shí)疏通排水溝，嚴(yán)防積水。路基當(dāng)天填筑部分必須當(dāng)天壓實(shí)；
　　（7）為保證路堤邊坡穩(wěn)定，路堤邊緣處必須加強(qiáng)壓實(shí)、加強(qiáng)檢測(cè)，確保路肩部位的填筑質(zhì)量；
　　（8）開(kāi)挖膨脹土路塹必須從上到下進(jìn)行，擋土墻（或邊坡防護(hù)）緊跟工序施工，如防護(hù)不能緊隨開(kāi)挖完成時(shí)，應(yīng)暫留保護(hù)層。路塹基床換填也應(yīng)緊隨開(kāi)挖完成，并及時(shí)按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)一層二布一膜防滲復(fù)合土工布，防止底土暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，路塹開(kāi)挖中要及時(shí)挖排水溝，設(shè)排水坡，嚴(yán)防積水；
　　（9）雨后施工，原填土層必須待晾干后重新碾壓，隨機(jī)抽檢部分點(diǎn)位密實(shí)度，合格后才能進(jìn)行填土施工，嚴(yán)禁未經(jīng)處理或檢測(cè)即行施工；
　　（10）橋涵缺口回填嚴(yán)格按施工規(guī)范要求分層對(duì)稱(chēng)填筑，確保其密實(shí)度，并做好防水封閉處理；
　　（11）設(shè)計(jì)中考慮鋪土工網(wǎng)或土工格柵加強(qiáng)邊坡的地段，土工網(wǎng)、土工格柵的品種、規(guī)格及性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；
　　（12）鋪土載網(wǎng)或土工格柵的地段，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和施工規(guī)范的要求進(jìn)行施工。
　　結(jié)論
　　地基處理的方法很多，但不管采用何種方法，處理后的建筑場(chǎng)地必須滿(mǎn)足強(qiáng)度、變形、動(dòng)力穩(wěn)定、透水性及特殊土地基穩(wěn)定性的要求。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]李連臣.高等級(jí)公路膨脹土地段路基施工技術(shù)[J].散裝水泥，2005，(01)
　　[2]姜曉宏，姜尚忠，李俊峰.高等級(jí)公路膨脹土地段路基施工技術(shù)[J].交通科技與經(jīng)濟(jì)，2002，(03)
　　[3]史軍強(qiáng).膨脹土路基施工改性處治方案探討[J].山西交通科技，2005，(02)
　　[4]吳官勝.膨脹土路基、路堤施工要點(diǎn)[J].西部探礦工程，2009，(04)