湿陷性黄土地区灰土垫层与防渗膜复合地基

李家栋

摘要：湿陷性黄土在我国有着广泛的分布，具有地层全、地层厚、发育良好、湿陷性明显等特点。灰土垫层与防渗膜复合地基既能提高地基承载力、也有很好的阻水效果。文章主要从灰土垫层以及防渗土工膜特性入手，重点对湿陷性黄土地区灰土垫层与防渗膜复合地基的施工流程及步骤进行了分析和阐述，希望给行业相关人士提供一定的参考和借鉴。

关键词：湿陷性黄土；灰土垫层；防渗膜

湿陷性黄土在我国晋西、西北等地区广泛分布。通过大量的实践，工程行业对湿陷性黄土已有了较为深刻的认识，在湿陷性黄土地区开展工程施工的经验也越来越丰富。随着经济及社会的不断发展，湿陷性黄土地区的工程建设也取得了丰硕成果，地基处理方案如垫层法、挤密法、强夯法等已非常成熟，近年来做为垫层法中的一个发展方向，灰土垫层与防渗膜复合地基法正在逐步推广。文章就灰土垫层及防渗膜复合地基的施工流程及施工步骤进行了分析和论述。

1.灰土垫层及防渗土工膜特性

1.1灰土垫层应用及特性

在实际使用过程中，灰土垫层因其具有施工方便，造价低廉和坚固耐用的特点，在湿陷性黄土地区工程建设中被广泛采用。运用灰土垫层法，不仅能够完全消除部分湿陷量、显著提高地基承载力，同时也能提高地基刚度、改善地基均匀性。但当垫层处理厚度较大时施工难度、后期对于防水措施的要求均会提高。

1.2防渗复合膜应用及特性

防渗复合膜主要是由土工膜和土织物复合在一起的一种具有较高抗渗能力的不透水卷材，目前已经广泛应用于堤防、渠道、人工景观湖、兵线库防渗加固等水利工程中。当前，国内外使用较多的防渗塑料薄膜采取的是聚乙烯（PE）和氯乙烯（PVC），因其具有比重小、延伸性强、适应能力高、耐腐蚀、耐低温以及抗冻性好等特点，尤其是具备防水特性，被广泛应用于湿陷性黄土地区的工程作业中。

1.3湿陷性黄土地区灰土垫层与防渗膜复合地基优点

从湿陷性黄土定义即可看出，受水浸湿，是土结构迅速破坏，并且显著附加下沉的重要诱因，灰土垫层与防渗膜复合地基方法，既能改善浅埋湿陷性黄土的工程特性，提高承载力，又能起到良好的阻水效果，从源头上消除黄土的湿陷，为湿陷性黄土地区工程建设及后期投入使用的安全性和稳定性打下坚实的基础。

2.施工流程及步骤

采用灰土垫层具有取材容易、经济实用等优势，而土工膜具有透水性低、质地软、延伸率高、抗腐蚀性强等特点，二者结合则具有施工便利、造价低廉等优势，在处理湿陷性黄土地基过程中表现出明显的优势。该种方法的工艺流程详见图1。

2.1具体的施工步骤

第一，测量定点。依据相关设计要求，做好修通道路、平整场地等一系列施工准备工作。通过对经纬仪和水准仪等设备的使用，实现对预处理场地的初步测量，对其处理范围及关键点予以明确，为后续施工流程打下基础。

第二，挖除土体。运用挖土机等设备挖除基底下拟处理的湿陷性黄土，直至距离设计标高0.5m时选用铁锹等工具对剩余的地基土进行人工挖除，使其满足设计要求并通过基槽验收。同时做好相应的坑边稳定性工作及防水工作。

第三，土工膜铺设。依据相关设计及施工标准的要求，土工膜铺设顺序为：铺设、剪裁、校正、搭齐、定型压膜、尘土擦拭、连接、检测、修补、复检、工程验收。与此同时，还需要对土工膜是够存在漏接情况以及搭接宽度、燥接强度等进行检查。为避免土工膜被破坏，还应对夯实或者碾压的速度予以施工控制，提升侧向防渗水平，对垫层宽度适当扩大，从而明显提升土工膜的铺设效率和铺设水平。

第四，拌制灰土。在对土料以及石灰的含量进行精准计算之后，依据标准的体积比掺合，同时采用人工方式进行搅拌，直至颜色均匀位置。在具体搅拌过程中，为避免因下部未经过处理的湿陷性黄土因水浸造成湿陷情况的出现，在施工过程中严禁使用砂、石等颗粒较大的透水性材料作为垫层。

第五，铺设灰土。在铺设灰土的过程中，需要依据适宜的厚度（详见表1），从一端向另一端实施分段分层铺设的方式，同时采用合理的夯实措施，直到设计标高为止。在具体施工过程中，可以依据施工现场实际情况以及工程规模选择相应的夯实机，如果面积较小，可以选用蛙式打夯机或者木夯，如果面积较大时可以采用小型手扶式振动压路机。需要注意的是，当天拌合的灰土应在当天使用完毕，并使用草袋或者塑料膜进行覆盖，以免灰土垫层早期受冻，强度降低。依据施工经验每层防渗膜之間的灰土垫层厚度以1.0-1.5m为宜。

第六，接缝设置。在对灰土分段进行施工的过程中，严禁在柱基、拐角以及受荷比较大的位置接缝，且搭接处或者接缝处应采取相应的夯实措施。

在完成一次铺膜铺设灰土流程后，再重复一次，第二次灰土铺设直至基础底面。

下表为灰土最大虚铺厚度：

2.2灰土及土工膜的选取

第一，选取灰土。灰土主要成分为土料和石灰。在对土料进行选择的过程中，应尽可能使用从地基槽中就地挖出的具有较大塑性指数的粉土，且有机质含量不得高于5%，颗粒直径不应超过15mm。石灰应采用新鲜的消石灰，确保其氧化钙含量为70%以上，颗粒直径不应超过5mm、确保不含有为熟化的生石灰、冻土、膨胀土以及其他杂质。灰土及土的体积比例为3：7或2：8，最优含水率为14%-18%，以手握成团、两只轻拍即散最为适宜。

第二，选择土工膜。依据工程实际情况，对土工膜进行合理选择。具体来说，主要表现为以下几个方面：接触土料的物理性、土体材料的渗透性及变形性、水力条件及施工条件等。依据材料特点，土工膜可以分为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（CPP），当前使用最为普遍的则是PE和PVC两种薄膜。其中，PE膜为结晶热塑性材料，单膜厚度为0.3-0.5mm，耐低温、抗老化，施工过程中可以采用热熔法搭接。PVC膜为热塑性材料，通常含有1，3的增塑剂和2/3的PVC材料，具有易老化、稳定性差、抗穿透性强等特点，施工过程中可以采用胶粘法。在处理湿陷性黄土地基的过程中，可以依据土工防渗膜在土体中的具体位置及作用加以选择，以免出现地基下部及侧向水渗入的情况。

2.3施工注意问题

灰土垫层以及防渗膜复合地基易受到气候因素影响。在具体施工过程中应注意以下几个方面：第一，正式施工之前应先验槽，对松土进行清除，平整基底；第二，为防止大颗粒在熟化过程中出现体积膨胀的情况，张裂垫层，应充分熟化；第三，在对灰土实施夯实工作之前，需要对打夯机等设备的行进路线进行检查，确保其与设计的具体要求相符，在具体操作过程中，要求每台打夯机均需要配备两名工作人员，其中一人负责操作设备，另一人则专门负责对胶皮电线进行移动，在整个夯实过程中，工作人员必须严格遵循先静后振、先轻后重和先慢后快的原则，采用由内而外、由两边倒中间的方式进行夯实；第五，对每层灰土进行夯实之后，还需要对其夯实的密度以及压实系数、压实范围予以严格检测，全部作业符合相关设计要求及标准规范之后，方可进入下一道工序进行作业；第六，为避免混凝度表面出现密实度不均、平整度偏差过大以及垫层厚度不符合标准等情况，在实施回填土作业的过程中必须对标高予以重点关注。

3.结语

文章主要对湿陷性黄土地区灰土垫层以及防渗膜复合地基的施工流程及注意问题进行了分析和阐述，此法可具有易于施工、工程造价低、验收及检测手段成熟等优点，且较传统的灰土垫层或灰土素土垫层可靠性更高，可有效提升湿陷性黄土地基处理水平和整个工程的施工质量。