简述膨胀土的危害及处理方法

ｉｉ翻　３　－：　：；　。。　。。　．　。　。　．。　。　。　．建筑科学　简述膨胀土的危害及处理方法　林青芝　（广州市城市规划勘测设计研究院　广东广州　５　１　００６０）　摘要：膨胀土是一种吸水膨胀失水收缩的高塑性粘土，若不经处理，膨胀土边坡很容易发生破坏，建于膨胀土基础上的道路及建筑极易　受其影响。目前膨胀土的改良主要包括换填、稳定含水率．加筋　化学改良等方法。　关键词：膨胀土　危害　处理方法　中图分类号：ＴＵ　５　文献标识码：Ａ　文章编号：１　６７４—０９８Ｘ（２０１　Ｏ）０４（ａ）一００４４—０１　膨胀土的黏粒成分主要由强亲水性的　蒙脱石和伊利石组成，由于着这两种矿物　的强亲水性，膨胀土具有显著的遇水膨胀、　失水收缩特性。对于建于其上的建筑来讲，　有着长期的隐藏破坏作用。我国是世界上　膨胀士分布最广、面积最大的国家之一，约　有３亿人口生活在膨胀土分布地区川。我国　在总结膨胀土地区修建铁路的经验中就有　“逢堑必滑，无堤不塌”之说ｆ２】。　基床膨胀土浸水后，土体含水率明显　升高，土体软化，在车辆的循环荷载作用下　容易形成液化泥浆，并沿路面裂隙向上翻　冒。由于基床的不均匀沉陷造成的基面不　平，很容易使基面积水。并因膨胀土的弱透　水性，积水不易排出而形成水囊，使基床膨　胀土土充分吸水膨胀、软化与崩解。在车辆　的振动荷载作用下，膨胀土颗粒加剧分散　与水形成泥浆。同时车轮通过时的加压与　车轮过后的减压，不断把液化泥浆吸入道　床，便路基土泥浆化，并形成恶性循环，最　终导致公路路基的破坏。　１膨胀土工程的破坏形式　由于膨胀土的膨胀性、裂隙性和超固　结性，膨胀土工程的破坏形式具有多发性、　反复性和长期性潜在性，膨胀十工程的破　坏主要有如下几个方面。　１．１膨胀土边坡工程　膨胀土边坡的破坏主要与大气影响深　度有关，一般都发生在大气影响深度范围　以内，主要包括如下几种方式：　滑坡。膨胀土边坡的滑裂面主要受裂　隙控制，滑坡多呈牵引式出现，呈叠瓦状，　成群发生，滑体呈纵长形，有的滑坡从坡脚　可一直牵引到边坡顶部，有很大的破坏性。　与大气风化作用层深度、土的类型、土体结　２膨胀土的处理方法　上述由膨胀土工程的问题大部分是由　水引起的问题，要减弱或消除膨胀土的膨　胀性，关键是要处理好膨胀土与水之间的　关系。目前，我国在处理膨胀土方面也有了　各种各样不同的方法。主要有如下几种方　法。　２．１换填法　换填法是指将原有膨胀土挖除，采用　非膨胀性土或其他建筑材料替换原有土　体，根据当地的气候环境及工程需要，合理　构密切相关。　控制换填深度及换土范围。换土法主要用　溜塌。膨胀土边坡表层土体吸水过饱　于当地有非膨胀土源或其它廉价换填材料　和，在重力与渗透压力的共同作用下，沿坡　地区，换填效果与换填材料及施工工艺密　面向下产生流塑性溜塌现象。这是膨胀土　切相关。　边坡表层最普遍的一种病害，常发生在雨　２．２预膨胀法　季。　预膨胀法主要是指预先让膨胀土饱　坍滑。膨胀土边坡浅层土体在湿胀干　水，认为增大膨胀土的初始含水率，使其膨　缩与风化作用的共同影响下，土体强度衰　胀性充分发挥，有效地减小由于后期含水　减，丧失稳定，沿一定滑面整体滑移并有坍　率的增加而引起的膨胀。这种方法可以减　落现象。多发生在经历多次干湿循环的边　小土体的后期膨胀性，但是前提是必须一　坡，一般发生在在坡脚或软弱的夹层滑出，　直保持高含水率状态，否则其失水收缩特　若继续发展，则容易形成牵引式滑坡。　性对工程产生的危害更加严重。　膨胀：膨胀土边坡开挖后，由于水平向　２．３含水率稳定法　应力的减小，以及干缩湿胀效应，使坡面局　岩土工程方面的问题归根结底都是水　部土体产生水平向的膨胀变形。这神变形　的问题，含水率稳定法就是从这个角度出　多为局部变形。在未进行防护的坡面，膨胀　发，使膨胀土的含水率保持稳定，不随外界　容易形成松散层，为边坡溜塌积聚条件。在　气候及地下水位的变化而变化，从而控制　已防护的边坡，膨胀则会使边坡防护层发　其膨胀性能。这种方法不仅需要考虑地下　生严重变形，导致边坡防护的失效。　水位的季节变化，还要考虑大气影响深度　１．２对建于其上的建筑物的破坏　范围内的含水率变化。　地基膨胀土在含水率的变化、自重和　２．４加筋法　不均匀的上覆荷载作用下而产生的不均匀　加筋法是指通过向膨胀土中加入土工　膨胀或收缩变形，常使地基出现不均匀沉　布或土工格栅等土工合成材料，使土工合　降，使建于其上的建筑物室内地板拱起开　成材料和土体形成一个整体，相互约束，抑　裂，甚至使建于其上的建筑物产生倾斜等。　制膨胀力的发挥，从而有效降低土体的膨　严重影响建筑物的使用功能，甚至发生工　胀变形。或者向膨胀土中加入一定量的纤　程事故。　维，基体吸水膨胀时，纤维和基体的界面产　１．３对路基的破坏　生切应力，限制基体的进一步膨胀。即纤维　和基体界面的摩擦力抵消了一部分膨胀内　力，使土体不会完全通过膨胀量的增大来　释放膨胀内力　】。这种方法主要用于桥头　段或路基边坡，可以有效地减小土体的膨　胀性。　２．５化学固化法　化学固化法是指通过向膨胀土中掺入　定量的外加剂的方法来减小膨胀土的吸　水膨胀特性。改良膨胀土的化学固化剂主　要包括：无机类固化剂（石灰、水泥，水玻璃　类等）、有机类固化剂（丙烯酸盐系列、聚乙　二烯等）和两者复合使用的方法。外加剂掺　入膨胀土后，主要通过外加剂与与膨胀土　中的亲水性矿物发生化学反应，减小亲水　性粘土矿物的含量，生成水稳定性较强的　产物，同时产生一些胶凝物质，增强土颗粒　之间的连接强度，从而有效抑制膨胀土的　膨胀率。　２．６桩基法　桩基法则是避开了膨胀土，通过使建　筑物的桩基础穿过膨胀土层，建筑物的荷　载主要由非膨胀土层来承担，从而减小膨　胀土膨胀变形和膨胀力对建筑物的直接影　响。这种方法必须使膨胀土与建筑物之间　留有一定宅问，确保膨胀土吸水膨胀时的　膨胀力不会作用到建筑物主体上。　一３结论　膨胀土对建筑物的影响随着周围环境　的　同，影响路径也不同，对边坡主要为影　响边坡大气影响深度内士体的稳定；对建　于其上的建筑主要为导致其不均匀沉降、　建筑物室内地面的拱起或是建筑物倾斜；　对于道路主要为使路面发生不均匀沉降，　并翻浆冒泥，严重影响道路的正常使用。如　何解决膨胀土的膨胀性问题仍然是膨胀土　工程中的主要问题之一，且随着工程的不　同，处理方法也会随之变化，选取一个最为　经济合理的处理方法至关重要。膨胀土处　理“任重道远”。　参考文献　［１】李生林，秦素娟，薄遵昭．中国膨胀士工　程地质研究［Ｍ】．江苏科学技术出版社，　１９９２．　［２】雷胜友，ｒ万涛．加筋纤维抑制膨胀土　膨胀性的试验【Ｊ】．岩土工程学报，２００５　（４）：４８２～４８５．　［３】潘军，王桢．纤维士的发展及其在膨胀　土中的应用［Ｊ］．路基工程．１９９６（５）：１２～　】５．　４４　科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ