工程中的“问题土”——膨胀土

在上期内容中我们一起了解了黄土的有关内容，本期让我们跟随小编的脚步，一起走进另一类“问题土”——膨胀土的世界。

膨胀土的基本特征

膨胀土是一种粘性土，含有较多的亲水性粘土矿物，多为伊利石、蒙脱石及高岭石，具备吸水膨胀，遇水崩解或软化，失水收缩的特性，抗冲刷性能差。众所周知，一般粘性土也都有膨胀、收缩特性，但其量不大，对工程没有太大的实际意义；而膨胀土的膨胀—收缩—再膨胀的周期性变形特性非常显著，并常给工程带来危害，因而工程上将其从一般粘性土中区别出来，作为特殊土对待。民间将其形象描述为“晴天一把刀，雨天一团糟”，它在环境干湿交替的作用下，土体积会明显胀缩，强度会急剧衰减，性质极不稳定，素有工程“癌症”之称。膨胀土在我国分布范围很广，据现有的资料，广西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省、自治区、市均有膨胀土。目前膨胀土的工程问题，已成为世界性的研究课题。

膨胀土地段常见病害

1、裂缝

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”；若在干燥季节，随着水分的散失，土体将严重干缩龟裂，其裂缝宽度约1-2cm，裂缝深度可达30-50cm，雨水可通过裂缝直接灌入土体深处，使土体膨胀湿软，从而丧失承载能力，且由于膨胀土具有极强的亲水性，土体愈干燥密实，其亲水性愈强，膨胀量愈大，当膨胀受到约束时，土体中会产生膨胀力，当这种膨胀力超过上部荷载或临界荷载时，路基出现严重的崩解，从而造成路基局部坍塌、隆起或裂缝。

道路裂缝

2、路基下沉

雨水或地面径流沿裂缝下渗，使膨胀土路基受水浸膨胀软化后，发生崩解或强度衰减，在车载作用下路床翻浆冒泥，路基下沉，并促使混凝土路面版错台、断裂。在上部路面、路基自重与汽车何在的作用下，路堤易产生不均匀下沉，如伴随有软化挤出则可产生很大的沉陷量，不均匀下沉导致路面的平整度下降，严重时可使路面变形破坏，甚至屡修屡坏。

路基下沉

3、翻浆冒泥

路基顶部受外营力（气候、温度等）作用，多次膨胀变弱，再经水浸泡溶胀，强度骤减，受力后形成水囊，使道床下沉挤入土中泥浆上翻冒出引起轨道、路面变形。雨季路面渗水，土基受水浸并软化，在行车荷载作用下，形成泥浆，挤入粒料基层，并沿路面裂缝、伸缩缝溅浆冒泥。

整治矿区铁路翻浆冒泥

4、剥落、冲蚀、泥流

主要因为公路路堑边坡地段风化，使土块破碎成细粒状、鳞片状剥落，在降雨、风或地表径流作用下冲蚀坡面，特别在雨季，坡面风化松散土与坡脚剥落堆积物易形成泥流，常造成边沟或涵洞堵塞，严重时可冲毁路基、淹没路面。

边坡剥落

膨胀土路基处理方法

1、换填法

最直接的手法就是将膨胀土层整体挖去，并将其换成力学性质好的土层。但这种方法成本较高，对环境影响也很大。

2、物理化学改性

通过在膨胀土中加入改性剂，如石灰、水泥、粉煤灰等来改良膨胀土的性质。这些掺料可以有效的降低膨胀土的胀缩性，但施工拌合困难，对生态环境有一定的破坏。

3、封闭包盖法

引起膨胀土问题的主要原因是干湿循环的气候作用。通过上覆其它土层对膨胀土进行封闭，阻隔大气循环作用，能够有效的解决膨胀土问题，且造价低，施工便利，环境友好。

4、夹层法

采用膨胀土与砂性土夹层填筑的方法，可以使膨胀土与其上下砂层构成双层排水，及时排走膨胀土内部的水，提高土体强度。

支持文献：

[1]田世宽,张海波.某高速公路膨胀土路基病害分析及处治措施[J].施工技术,2014,43(17):119-122.

[2]张季如,付丽萍.膨胀土地区公路病害特征及其防治技术的研究[J].国外建材科技,2003(01):71-72+91.

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供稿：赵凌云、邓华峰、许晓亮、骆祚森