摘要：膨脹土在我國大部分地區均有分布。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裂，公路、鐵路塌方，而且可導致膨脹土邊坡產生表層淺滑現象，造成農田水利設施的破壞，影響人們的生活環境。本文是對膨脹土路基施工質量控制方法的分析討論。
　　關鍵詞：膨脹土；路基施工；質量控制
　　在工程地質勘察中，必須正確地識別膨脹土與非膨脹土，準確地判定膨脹土的脹縮性等級，這有助于合理進行擬建建筑物的設計與地基處理，對保障建筑物安全與人們的生活環境具有非常重要的意義。
　　1．膨脹土的含義與判別指標
　　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、失水收縮開裂及反復變化的特點。在自然條件下，多呈硬塑或干硬狀態，結構致密，表面裂隙發育，裂隙面有光澤，常見光滑面和擦痕，裂隙中有充填物。1996年《公路路基設計規范》(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，是一種特殊膨脹結構的粘性土。”。
　　《膨脹土地區建筑技術規范》(GBJ112-87)給出的膨脹土的定義更為恰當“:膨脹土應是土中粘粒成分主要由親水礦物組成，同時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，應根據本身的固有屬性來進行區分，只有內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；至于在膨脹土地區各種建筑物的穩定程度，只能用作輔助的判別。所以對膨脹土的判別原則，首先應從工程地質觀點出發，分析土體的裂隙特征，概括出能反映膨脹土工程性質的實際情況，能代表膨脹土規律的主要指標。能否充當膨脹土的判別指標，主要看它能否滿足以下三個條件:能反映膨脹土的本質；指標的測定簡單便捷；指標數據可靠，重現性好。可用來判別膨脹土的指標具體包括:界限含水量(通常有液限、塑限、縮限三個定量指標)；脹縮總率；粒度成分；自由脹縮率；標準吸濕含水率；比表面積和陽離子交換量；礦物成分；膨脹力和最大線縮(體縮、膨脹)率；抗剪強度。
　　2．膨脹土地基處理的一般原則
　　膨脹土地基的處理應根據當地的氣候條件、地基的脹縮等級、場地的工程地質及水文地質情況和建筑物結構類型等。結合建筑經驗和施工條件，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等方法，從根本上改變地基土的性質，則是根治的最好方法。如果用樁基或深埋的辦法，使基礎落到含水量較穩定的土層，就能大大減少建筑物的危害；對于上部荷重較輕的小型建(構)筑物，亦可淺埋基礎但必須避免擾動下部膨脹土。
　　所以，軟弱膨脹土地基的處理應根據場地土脹縮性能、水文地質條件，考慮具體建筑物適應變形的能力，采取相應的處理措施。同時加強結構的整體變形能力，切斷基底下外界滲水條件，以保證地基的穩定性。
　　3．膨脹土路基施工質量控制方法
　　根據工程框架內力分析的結果情況，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度，減少基底附加應力和調整基礎變形沉降，較深層處理經濟，且施工機具簡單，材料來源廣，通常是一種優先考慮的地基處理方案。由于本場地地下水位高，且與電解區域內凈化系統除塵煙道較近，煙道開挖較深，如采用本處理方法使得基槽開挖較寬較深，不利于機械碾壓，如果采用人工分層夯實，質量不易保證，往往壓實系數達不到設計要求，施工工期較長，由于該地區雨量豐富，工期拖延會給工程地基處理及基礎的施工質量造成不利影響，且砂石用量較大。
　　3．2膨脹土路基施工下的沉管灌注樁
　　該樁單價低，施工快。但根據地質勘探報告，沉管灌注樁端阻力小，所需樁數多，因而對上部土層的破壞較為嚴重，且該樁的成樁質量人為因素很大，容易產生質量缺陷樁。
　　3．3膨脹土路基施工下的人工挖孔護壁灌注樁
　　該處理方案施工簡單，機具設備少，進度快，成本低，也能有效地克服膨脹土對建筑物的危害。根據地質勘探報告，人工挖孔護壁灌注樁樁端阻力大，通過擴底等技術處理，可節約樁數量，根據當地人力情況，可大面積開挖施工，以加快施工進度。
　　3．4膨脹土路面基層(底基層)施工中常見質量控制
　　基層施工采用設備組合、基層(底基層)所用結合料劑量(石灰等)、基層(底基層)材料的含水量、拌合均勻性、配合比、底基層的壓實度、彎沉值、平整度及橫坡等、如采用級配碎石(礫石)還需要注意集料的級配和石料的壓碎值。
　　3．5膨脹土土方路基工程施工中常見質量控制
　　施工放樣和橫斷測量；路基原地面處理，認真壓實；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，控制填土的含水量，確保壓實度。
　　3．6膨脹土瀝青混凝土路面施工中常見質量控制
　　基層強度、平整度、高程的檢查與控制；瀝青材料的檢查與試驗；集料的級配、瀝青混凝土配合比設計和試驗；路面施工機械設備配置與組合；瀝青混凝土的余數及攤鋪溫度控制；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計規范的工程地質分類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，摻灰率4%以上，齡期7d以上其脹縮總率和無側限抗拉壓強度都能達到規范要求，膨脹力和無壓膨脹率都達到或接近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、拌和以及壓實后養護仍達不到工程質量的要求，采用路拌法施工石灰劑量多1%，摻灰率按干土重計算取5%即可。
　　4．實例分析
　　西安南京鐵路西峽車站土石方工程已于2001年11月基本完工，現已經歷了2002年雨季考驗，還未發現較大面積塹坡的沖蝕、滑坡現象，路堤也未出現明顯下沉、路肩開裂現象，由此看來我們在施工中針對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
　　由于膨脹土遇水膨脹軟化，失水收縮開裂，在膨脹土路基施工時，特別要注意施工季節施工工序和施工防排水。
　　4．2施工季節
　　優先安排在非雨季中施工，或根據氣象預報資料選在連續降雨量較小時間(例如:十天或十天中連續降雨量不大于50mm)施工。
　　4．3現場施工工序安排
　　盡可能采用機械化快速施工。開挖、填筑、防護加固、支擋、防排水等各項設施和工作依序一氣呵成，盡量縮短開挖面暴露時間。在較長、較高(深)的、沒有邊坡坡面防護或基底、基床換填的地段，可采取分段施工，以控制土體開挖面的暴露時間。分段施工長度L根據生產率和工作面的長度，合理擇優確定。膨脹土具有失水收縮開裂、吸水膨脹軟化強度降低的特性，是造成路基病害的主要原因。膨脹土受水侵蝕后，基床易產生翻漿冒泥病害：邊坡易產生溜壩、崩塌，為確保路基穩定、路塹邊坡穩定，故對膨脹土路基基床、膨脹土邊坡進行防護。同時防止或減小其含水量變化，可減少路基病害的發生。本著這些原理，我們先期安排試驗室做膨脹土路堤填筑土石方試驗段，待取得各種施工參數并提出膨脹土路基施工要點后，再大面積推廣施工，同時在實際施工過程中注意收集各類資料、數據，經充分論證后及時調整施工參數，采取了一些保水、防滲的措施來減少施工期間膨脹土路基病害的產生，確保路基施工質量。其主要措施如下：
　　（1）膨脹土路堤施工應該嚴格按“三階段、四區段、八流程”施工工藝組織實施；
　　（2）必須集中力量、連續快速施工，分段完成。盡量避免雨季施工，當確有困難時，應保證在施工中排水暢通，不出積水浸泡工作面場地現象；
　　（3）側溝、天溝、吊溝、排水溝鋪砌應隨挖隨砌，嚴防滲漏，并與涵渠盡早連通；對施工、生活用水嚴格管理，防止地表水滲入和沖刷邊坡；
　　（4）嚴格控制膨脹土填料的含水量，填料含水量必須控制在最優含水量；
　　（5）全部采用重型壓實機械，土塊應擊碎，并加強壓實；
　　（6）分層填土時必須做成向兩側或單側傾斜的橫向排水坡，壓實層面應碾壓平整，并及時疏通排水溝，嚴防積水。路基當天填筑部分必須當天壓實；
　　（7）為保證路堤邊坡穩定，路堤邊緣處必須加強壓實、加強檢測，確保路肩部位的填筑質量；
　　（8）開挖膨脹土路塹必須從上到下進行，擋土墻（或邊坡防護）緊跟工序施工，如防護不能緊隨開挖完成時，應暫留保護層。路塹基床換填也應緊隨開挖完成，并及時按設計要求鋪設一層二布一膜防滲復合土工布，防止底土暴露時間過長，路塹開挖中要及時挖排水溝，設排水坡，嚴防積水；
　　（9）雨后施工，原填土層必須待晾干后重新碾壓，隨機抽檢部分點位密實度，合格后才能進行填土施工，嚴禁未經處理或檢測即行施工；
　　（10）橋涵缺口回填嚴格按施工規范要求分層對稱填筑，確保其密實度，并做好防水封閉處理；
　　（11）設計中考慮鋪土工網或土工格柵加強邊坡的地段，土工網、土工格柵的品種、規格及性能應符合設計要求；
　　（12）鋪土載網或土工格柵的地段，嚴格按照設計和施工規范的要求進行施工。
　　結論
　　地基處理的方法很多，但不管采用何種方法，處理后的建筑場地必須滿足強度、變形、動力穩定、透水性及特殊土地基穩定性的要求。
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