摘要：脹土是指粘粒成份主要由強條水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。膨脹土為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。本文結(jié)合城市道路膨脹土路基施工實際，提出一些處理方法及施工控制要點。
　　關(guān)鍵詞：膨脹土,路基,施工技術(shù),控制
　　
　　脹土是指粘粒成份主要由強條水性礦物質(zhì)組成，并且具有顯著脹縮性的粘性土。膨脹土為一種高塑性粘土，一般承載力較高，具有吸水膨脹、失水收縮和反復(fù)脹縮變形、浸水承載力衰減、干縮裂隙發(fā)育等特性，性質(zhì)極不穩(wěn)定。本文結(jié)合城市道路膨脹土路基施工實際，提出一些處理方法及施工控制要點。
　　一、膨脹土的判別與分類
　　在膨脹土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，首先必須正確識別膨脹土與非膨脹土，并準(zhǔn)確判斷膨脹土膨脹勢的強弱和工程性質(zhì)的特點，然后才能在工程設(shè)計和施工中做到有的放矢，采取切實有效的方法進(jìn)行處理。以往的工程建設(shè)經(jīng)驗（包括水利、公路、鐵路等）已經(jīng)證明：膨脹土并不可怕，可怕的是對膨脹土判斷失誤，沒有進(jìn)行正確的處理而導(dǎo)致工程病害的發(fā)生。
　　對于膨脹土的判別與分類，近些年來國內(nèi)外做了大量的研究工作，基于不同目的采用不同的判別和分類方法。如：通過膨脹性礦物（蒙脫石及蒙脫石和伊利石、高嶺石的混層礦物）的含量、膨脹土的液限和塑性指數(shù)、自由膨脹率等等。雖然膨脹土的判別方法國內(nèi)外尚未有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但比較廣泛采用的是現(xiàn)場定性和室內(nèi)簡易定量指標(biāo)相結(jié)合的方法，即根據(jù)工程地質(zhì)特征及土的自由膨脹率指標(biāo)綜合判定：
　　1、裂隙發(fā)育，常有光滑面與擦痕，有的裂隙中充填灰白色、灰綠色粘土，在自然條件下呈硬塑狀態(tài)；
　　2、多出露于二級或二級以上階地、山前丘陵和盆地邊緣，地形平緩，無明顯自然陡坎；
　　3、常見淺層滑坡、地裂、新開挖坑槽壁易發(fā)生坍塌等；
　　4、建筑物裂隙隨氣候變化而張開或閉合；
　　5、自由膨脹率大于或等于40%。具備這些條件的土可判定為膨脹土，然后再對其進(jìn)行粘土礦物、基本指標(biāo)、力學(xué)強度等全面研究。
　　二、膨脹土路基的處理方法
　　一般來說，膨脹土路基處理方法有如下三種：換土、濕度控制、改性處理。
　　1、換土
　　換土是膨脹土路基處理方法中最簡單而且有效的方法。顧名思義換土就是挖除膨脹土，換填非膨脹土或沙礫土，換土深度根據(jù)膨脹土的強弱和當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c確定。在一定深度以下的膨脹土含水量基本不受外界氣候的影響，該深度稱之為臨界深度，該含水量稱之為該膨脹土在該地區(qū)的臨界含水量。由于各地的氣候不同，各地膨脹土的臨界深度和臨界含水量也有所不同。換土深度要考慮受地面降水影響而使土體含水量急劇變化的深度，基本上在1～2m，即強膨脹土為2m，中、弱膨脹土為1～1.5m，具體換土深度要根據(jù)調(diào)查后的臨界深度來確定。
　　2、濕度控制
　　濕度控制法包括預(yù)濕和保持含水量穩(wěn)定。為控制由于膨脹土含水量變化而引起的脹縮變形，盡量減少路基含水量受外界大氣的影響，需在施工中采取一定的措施。如利用土工布或粘土將膨脹土路基進(jìn)行包封，避免膨脹土與外界大氣直接接觸，盡量減少膨脹土內(nèi)部的濕度遷移。水利工程建設(shè)中經(jīng)常采用膨脹土預(yù)濕法，用水浸泡地基土或覆蓋非膨脹土以達(dá)到膨脹土的濕度平衡。
　　3、改性處理
　　化學(xué)固化就是利用石灰、水泥或其他固化材料通過與膨脹土的物理化學(xué)作用進(jìn)行膨脹土的改性處理，以達(dá)到降低膨脹土膨脹潛勢、增強強度和水穩(wěn)性的目的。具體來說：石灰的固化作用是由于鹽基交換、次生碳酸鈣膠結(jié)性、粘土顆粒與石灰相互作用形成新的含水硅酸鈣、鋁酸鈣等新礦物而顯現(xiàn)出來；水泥的固化作用是由于鈣酸鹽與鋁的水化物和顆粒間的膠結(jié)作用，膠結(jié)物逐漸脫水和新生礦物的結(jié)晶作用，從而降低膨脹土的液限，增大了膨脹土的塑限和抗剪強度；NCS固化材料除具有石灰、水泥的優(yōu)點消除土的脹縮性外，還有吸水增強作用，改善土的壓實性并生成微型加筋結(jié)構(gòu)，提高土的強度。在以往的膨脹土地基處理中已有過許多成功的先例，利用這種處理方法的成敗主要取決于固化材料的技術(shù)指標(biāo)和施工工藝。
　　三、施工控制的要點
　　在膨脹土路基的施工過程中，應(yīng)集中力量，連續(xù)快速施工，分段完成，而且要盡量避免雨季施工；若有施工困難不能避免時，應(yīng)保證在施工中排水通暢，不出現(xiàn)積水浸泡工作面場地的現(xiàn)象。下面結(jié)合工程實際，談一些施工控制要點：
　　1、施工準(zhǔn)備
　　在施工前，要對路基進(jìn)行正確的測量放線，同時要定出位置先施工排水設(shè)施，以便在雨后能堵截地表水及迅速排除積水；排水溝的設(shè)置要遵循永臨結(jié)合的原則，既要滿足現(xiàn)場施工要求，又要為下道防護(hù)工程施工創(chuàng)造條件。同時在對路堤填筑前，要對填料進(jìn)行土樣分析，測定填料的類別、等級、液塑性、最大干容重、最佳含水量、天然密度及含水量等詳細(xì)數(shù)據(jù)，為填料選擇、棄方利用以及壓實工藝提供依據(jù)。
　　2、路基填筑
　　在路堤填筑前，按每5000m3以及在土質(zhì)變化時取樣，同時按規(guī)范要求進(jìn)行一次顆粒分析、液限和塑限、有機質(zhì)含量和擊實試驗，進(jìn)行試驗時用重型擊實法確定土的最大密度和最佳含水量，以選取合適的填料，基底土密實且地面橫坡緩于1∶10時路堤可直接填筑，但填筑高度小于1.2m地段應(yīng)挖除草皮；在穩(wěn)定山坡上，橫坡為1∶10～1∶5時應(yīng)清除草皮；橫坡為1∶5～1∶2.5時原地面應(yīng)挖臺階。水田及水洼地，當(dāng)淤泥不厚時應(yīng)排水疏干挖淤；當(dāng)淤泥厚時采用拋填片石或砂軟石處理，基底為耕地或松土，當(dāng)松土厚大于0.3m時應(yīng)將松土翻挖，分層回填壓實。
　　在填筑過程中，為確保填筑質(zhì)量，在施工中土、石填筑應(yīng)采用“四區(qū)段、八流程”進(jìn)行，循環(huán)作業(yè)。（“四區(qū)段”即：填筑區(qū)→平整區(qū)→碾壓區(qū)→檢驗區(qū)；“八流程”即：施工準(zhǔn)備→基底處理→分層填筑→攤鋪→整平→灑水或晾曬→檢測簽證→整修成型。）各區(qū)段、各流程內(nèi)只允許做該項流程的作業(yè)，不許幾種作業(yè)交叉施工，確保施工質(zhì)量。路基填土應(yīng)分層平行進(jìn)行，每層松鋪厚度根據(jù)現(xiàn)場壓實試驗確定，一般為30cm；每層填筑都把填料均勻地攤鋪在路堤的整個寬度上，大致平整，并采用機械平整，以保證對路堤的均勻壓實。
　　山坡填筑施工時應(yīng)由最低一層臺階填起并分層壓實，將所有臺階填完后，即可按照一般填土進(jìn)行。每層填土的寬度要比設(shè)計寬度（含預(yù)留沉落加寬值）多填寬約50cm作為保護(hù)層，可以防止因雨水沖刷造成的沖溝，而保證整修后邊坡處的壓實度及有效尺寸。
　　壓實機械使用20T自行振動式壓路機，平整機械采用120推土機或平地機；路基密實度檢測主要使用核子密度儀，路基基床部分采用K30承載板試驗，壓實標(biāo)準(zhǔn)采用現(xiàn)行施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。為提高壓實效果，保證壓實質(zhì)量，碾壓前填土含水量控制在最佳含水量的±2%以內(nèi)。土壤含水量太大時必須進(jìn)行晾曬，土壤太干時則需灑水濕潤。碾壓前對填筑層的分層厚度和平整程度進(jìn)行檢查，確認(rèn)符合要求后進(jìn)行碾壓。為保證填土壓實的均勻性及密實度，每層填土先用推土機攤平，低速駛壓4～5遍，再用壓路機進(jìn)行碾壓，路基填筑做到隨填隨壓，并將表面作成4～5%的橫坡，以利排水。前后兩次輪跡重疊15～20cm。當(dāng)取土場取土過濕時，要對進(jìn)行濕土晾曬，每次用推土機刮起8～10cm晾曬，并待晾曬合格后進(jìn)行路基填筑。
　　在路基填筑的過程中，要同時安排施工護(hù)腳墻和排水溝，防止因地表水和雨水浸濕或沖刷，保證路基穩(wěn)定。
　　3、路塹施工
　　路基挖方過程中及時根據(jù)測設(shè)的邊樁及坡度控制邊坡，并在雨季前做好天溝、截水溝等配套工程，保證邊坡的穩(wěn)定。開挖至接近路基標(biāo)高時，通過試驗確定單位厚度土壤壓縮變形量，確定合適的預(yù)留壓縮厚度，用壓路機碾壓，推土機或平地機配合修整路面。在施工期間，重點是在該路塹路段按側(cè)溝位置先挖通，同時要安排側(cè)溝漿砌片石施工，保證排水暢通，以免雨水浸泡路基基床部分，致使基床部分土質(zhì)軟化，且而影響路塹邊坡穩(wěn)定；同時可以防止泥漿侵蝕良田河道。開挖地段有含水層時，在開挖該段土方前，采用排水措施后再進(jìn)行開挖，路塹穿越水田時，須在坡頂用地界處修筑攔水壩。
　　膨脹土路塹基床換填應(yīng)緊隨開挖完成，防止底土暴露時間過長；當(dāng)有困難時，基床應(yīng)留有厚度不小于0.5m的保護(hù)層，防止因雨水浸泡基床部分變?yōu)閺椈赏粱蚍瓭{冒泥。設(shè)有防護(hù)的膨脹土邊坡不能緊跟開挖完成時，應(yīng)暫留厚度不小于0.5m的保護(hù)層，防止雨水沖刷后，造成修坡時而超挖。在開挖天溝等截水溝離塹頂不得少于2～3m，以免影響路塹邊坡穩(wěn)定。
　　4、路基加固及防護(hù)
　　在膨脹土填筑施工過程中，為防止膨脹土路基邊坡變形及對已經(jīng)產(chǎn)生變形的膨脹土路基邊坡進(jìn)行整治，及時做好路基加固與防護(hù)工程將有著十分重要的意義。在膨脹土路堤填筑過程中，有效防護(hù)加固措施有植物防護(hù)、支撐滲溝及支擋加固；而在植物防護(hù)中，當(dāng)路基填土高度6.0m>H>3.0m時，采用土工網(wǎng)墊內(nèi)種草籽護(hù)坡，當(dāng)H>6.0m采用分層鋪設(shè)土工格柵加筋（每側(cè)寬3.5m），每層間距0.6m，坡面噴播植草防護(hù)。在膨脹土路塹邊坡防護(hù)加固中有植物防護(hù)、骨架護(hù)坡、片石護(hù)坡、全封閉式護(hù)坡及擋土墻等，邊坡防護(hù)施工在邊坡修坡到位后抓緊施工，以免邊坡受雨水沖刷而變形。
　　四、結(jié)語
　　膨脹土是影響道路及其他構(gòu)造物建設(shè)的一種特殊土質(zhì)，在實際工程中，其破壞力是巨大的。解決膨脹土的問題，應(yīng)著重從影響其物理、力學(xué)性質(zhì)變化的內(nèi)在因素和外在因素上考慮，從而通過特殊的施工工藝到處理的目的。
　　
　　【參考文獻(xiàn)】
　　[1]張等.《干旱半干旱地區(qū)膨脹土路基處理技術(shù)研究》研究報告[R].
　　[2]劉特洪.工程建設(shè)中的膨脹土問題[Z].