浅谈膨胀土的危害与防治

[摘要]简单介绍膨胀土的工程特性及判定标准，分析膨胀土对工程的危害，提出几种常用的防治措施。

[关键词]路基 膨胀土 胀缩性

中图分类号：TU5文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0120098－01

一、前言

膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有显著胀缩性的地质体，粘粒成分主要由强亲水性矿物蒙脱石与伊利石组成。其吸水膨胀、失水收缩并且反复变形的性质，以及土体中杂乱分布的裂隙，对建筑物所产生的变形破坏作用往往具有长期潜在的危险[1]。因此，为了防止膨胀土的胀缩变形，我们应采取有效的工程措施，以防止其对结构物的危害。

二、膨胀土的工程特性

（一）湿胀干缩性

当土体浸水时，土颗粒表面的结合水膜增厚，使颗粒间距拉大，从而引起土体膨胀。当土体失水时，结合水膜减薄，颗粒间距缩小，从而引起土体收缩。反复的膨缩变形导致膨胀土上的建筑物开裂破坏。

（二）多裂隙性

由于往复的干缩湿胀，致使土中的裂隙十分发育。裂隙不仅破坏了土体的连续性和完整性，使土体强度降低，为渐近破坏提供条件，而且也为地表水的浸入形成了通道，使土体胀缩效应显著，风化加剧。

（三）超固结性

在地层历史上，膨胀土地层曾受过比现在更大的前期固结压力，使土体处于超固结状态。

（四）崩解性

崩解性是膨胀土浸水所发生的一种吸水湿化现象。由于土块表面颗粒首先吸附水分子形成水化膜，使颗粒间连结削弱。同时一部分胶结构物被水溶解，破坏了土的结构连结。于是在水膜楔入效应的作用下，使土块周围首先出现各种形状不一的土粒或小块掉落与崩解等解体现象。

三、膨胀土对工程的危害

（一）膨胀土用作路基填料

由于膨胀土具有很高的粘聚性，当含水量较大时，一经施工机械扰动，将粘结成塑性很高的巨大团块，很难晾干。随着水分的逐渐散失，土块的可塑性降低，由于粘聚性继续作用，土块的力学强度逐步增大，从而使土块坚硬，难于击碎、压实。[2]

膨胀土路基遇雨水浸泡后，土体膨胀，轻者表面出现厚10cm左右的蓬松层，重则在50～80cm深度范围内形成“橡皮泥”，丧失承载能力。在干燥季节，随着水分的散失，土体将严重干缩龟裂，其裂缝宽度约1～2cm，缝深可达30～50cm。

（二）膨胀土用作各种稳定土材料

膨胀土用作稳定土基层材料时，随着时间的推移，稳定土将会严重干缩、龟裂成20～25cm左右的碎块。经过车辆荷载的反复作用，这些龟裂碎块逐渐松动，并进一步将基层裂缝反射到面层，使面层产生相应的龟裂。若遇阴雨或积雪，路面积水通过这些裂缝灌入土基，土基表面将迅速膨胀、崩解，形成松软层，丧失承载能力。再经过行车碾压，路面就会出现翻浆沉陷，最终导致路面崩溃。

四、膨胀土的防治措施

强膨胀土不能用作路基和基层填料，中等、弱膨胀土可用作路基填料，但须采取相应处治措施。膨胀土地基处理方法分为膨胀土性质改良法、保湿法及换土法三类。

1．换土法。换土法即大面积用非膨胀土替代换掉膨胀土，以保证路基及其他结构物基础的稳定。对于强性膨胀土必须进行换土。南阳至内乡段土建工程（NO五合同段）基本上采用的这种办法。但是，这种方法对于处治中弱性膨胀土有个十分明显的缺点：运输成本高。

2．保湿法。保湿法即通过限制膨胀土与外界接触，使膨胀土含水量保持稳定，从而限定其胀缩的程度。在具体施工中，对已成型路基进行基顶土工布封闭处理；在底基层顶面喷洒沥青膜封层；在路基防护方面，采取增设隔水层等。该法效果有限，只能辅助采用。

3．改良法。改良法是改变膨胀土的亲水性、热敏性和胀缩性的方法。其原理是通过掺加改性剂（如：石灰、水泥、粉煤灰、氯化钠、氯化钙或磷酸等）来稳定膨胀土，提高其工程力学性质。

五、结束语

目前膨胀土问题已成为我国工程地质学、土质学、土力学及基础工程等学界所关注的一个重大岩土工程问题。该问题虽然有很大进展，但是仍然有一些难题未解决，需要做大量的工作，以确保工程质量，降低工程成本。这就需要根据实际情况进行更加深入的研究。

参考文献：

[1]谢强等，土木工程地质，成都：西南交通大学，2001.

[2]袁野、李晓红、张天蔚、杨光辉，膨胀土路基病害防治，吉林交通科技，2004.2.

作者简介：

张志伟，吉林省长春市人，西南交通大学在读硕士研究生。