一、膨脹土的典型特征分析
膨脹土是一種結(jié)構(gòu)性不穩(wěn)定的高塑性黏土, 也是典型的非飽和土, 它在世界范圍內(nèi)分布極廣。土的試驗(yàn)指標(biāo)中粘粒含量大于30%, 塑限不大于13%, 液限不小于38%, 脹縮總率不小于5%, 達(dá)到以上臨界值時(shí)的土可判定為膨脹土。隨著我國全面建設(shè)小康社會(huì)步伐的加快, 興起了基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的新高潮, 很多鐵路、公路、航空港、水利工程、城鎮(zhèn)化以及跨流域調(diào)水工程等在膨脹土地區(qū)營運(yùn)和修建, 對(duì)膨脹土地基研究已成為目前巖土工程的重要研究方向之一。
二、膨脹土地基的處理原則
膨脹土地基的處理措施原則，應(yīng)從上部結(jié)構(gòu)與地基基礎(chǔ)兩方面著手，設(shè)計(jì)中除著重抓住控制膨脹土脹縮性這一主要矛盾，選擇合理的地基處理方法外, 還應(yīng)考慮上部結(jié)構(gòu)的措施加強(qiáng)構(gòu)筑物的整體性與抗變形能力。
首先，應(yīng)考慮場地地形對(duì)工程的影響，根據(jù)地形地貌條件可將場地分為平坦與斜坡場地兩類。針對(duì)前者，膨脹土地基按變形控制設(shè)計(jì)，考慮氣候條件，估計(jì)季節(jié)循環(huán)中地基在很長時(shí)間，如１０ 年以上可能發(fā)生的最大變形量及變形特征；后者除按變形控制設(shè)計(jì)外，還需驗(yàn)算地基的穩(wěn)定性，防止外部水分侵入與水平變形給邊坡帶來的嚴(yán)重危害，結(jié)合排水系統(tǒng)、坡面防護(hù)和設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)物綜合防治。
其次，按照建筑物（構(gòu)筑物） 對(duì)地基不均勻脹縮變形的適應(yīng)能力和使用要求進(jìn)行分類并區(qū)別對(duì)待， 同一建筑物盡量不跨越不同的地貌單元、不同土層和不同的工程地質(zhì)分區(qū)之上，力求規(guī)劃簡單，而局部突出或拐彎過多, 必要時(shí)宜設(shè)置沉降縫斷開。對(duì)地基不均勻變形適應(yīng)性較強(qiáng)的建筑物如排架結(jié)構(gòu)、高聳構(gòu)筑物等， 排架結(jié)構(gòu)只需注意在基礎(chǔ)梁底與地面間預(yù)留１００ 一１５０ｍｍ的膨脹間隙或回填松軟材料、填充圍護(hù)堵砌于基礎(chǔ)梁之上即可，高聳構(gòu)筑物一般可不作特殊處理。
最后，根據(jù)場地膨脹土的特性與脹縮等級(jí)、當(dāng)?shù)夭牧稀⒐r類型與施工條件，并結(jié)合膨脹土埋深、厚度、大氣影響和上部荷載等因素，從回避或減緩膨脹土的不良特性、保持膨脹土工程特性的相對(duì)穩(wěn)定性、改良膨脹土的本身性質(zhì)以克服其濕熱敏感性，以及改變基礎(chǔ)形式與埋深以提高地基的適應(yīng)性四種可行途徑，選用有針對(duì)性的單一或綜合方法處理膨脹土地基。
三、膨脹土地基處理方法和路徑
（１）濕度控制法
濕度控制法是通過控制膨脹土含水量的變化, 保持地基中的水分少受蒸發(fā)及降雨入滲的影響, 從而抑制地基的脹縮變形。目前比較成功的保濕方法有: 預(yù)浸水法、暗溝保濕法、帳幕保濕法和全封閉法。
（２）墊層法
墊層法與換土法施工過程基本相同, 主要應(yīng)用于較薄的膨脹土層及主要脹縮變形層不厚的情況, 但對(duì)膨脹土層較厚的地基可采用部分挖除, 鋪設(shè)砂墊層、碎石墊層抑制膨脹土的升降變形引起的危害, 其作用主要是減小地基脹縮變形和調(diào)節(jié)膨脹土地基沉降量, 具有補(bǔ)償功能。此外, 砂土層還可防止地下水毛細(xì)作用上升使地基不受膨脹作用的影響。
（３）換土法
換土法是將膨脹土全部或部分挖掉, 換填非膨脹黏性土、砂土、砂礫土或灰土, 消除或減小地基脹縮變形, 其本質(zhì)是回避膨脹土的不良工程特性, 從源頭上改善地基, 是膨脹土地基處理方法中最簡單而且有效的方法。換土法施工工藝簡單, 采用人工或機(jī)械挖除基底下一定深度的膨脹土, 分層鋪設(shè)非膨脹土, 分層碾壓,其換土效果與填料的含水量和干重度、土料土塊尺寸、鋪土厚度與碾壓的質(zhì)量等因素密切相關(guān), 如換土質(zhì)量符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求, 并采取一些如排水輔助措施, 能從根本上消除膨脹土的危害。
（４） 壓實(shí)控制法
壓實(shí)控制法的實(shí)質(zhì)是用機(jī)械方法將膨脹土壓實(shí)到所需要的狀態(tài),充分利用膨脹土的強(qiáng)度與脹縮特性隨含水量、干密度及荷載應(yīng)力水平的變化規(guī)律, 盡量增大擊實(shí)膨脹土的強(qiáng)度指標(biāo)。國內(nèi)外在確定膨脹土的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí), 綜合考慮到膨脹土的初始強(qiáng)度、長期強(qiáng)度以及強(qiáng)度衰減、脹縮變形、施工工藝等因素的變化特征, 認(rèn)為只有選擇控制合理的含水量和干密度指標(biāo), 擊實(shí)膨脹土才可能兼顧到較高的強(qiáng)度和低的脹縮性。最新的研究成果表明, 采用壓實(shí)含水量較最佳含水量稍大而略低于塑限、干密度較最大干密度略低的控制原則, 只要壓實(shí)度控制得好, 弱膨脹土既可獲得較高的壓實(shí)度與初期強(qiáng)度, 又具有較低的脹縮性以及較好的抗?jié)B透性和較低的壓縮性。因此, 壓實(shí)含水量與碾壓或夯實(shí)的科學(xué)控制是壓實(shí)控制法處理弱膨脹土的關(guān)鍵。
（５）土質(zhì)改良法
土地改良法分為物理改良法、化學(xué)改良法以及綜合改良法。其中，物理改良法是在膨脹土中添加其他非膨脹性固體材料, 通過改變膨脹土原有的土顆粒組成級(jí)配, 從而減弱膨脹土的脹縮能力, 達(dá)到改善其工程特性的；化學(xué)改良法包括使用：１.石灰，石灰能有效抑制膨脹土的脹縮趨勢, 又具有經(jīng)濟(jì)與實(shí)施方便的優(yōu)點(diǎn), 在工程界應(yīng)用十分普遍；２.水泥土，是用土料、水泥和水經(jīng)過拌和的混合物, 應(yīng)用于膨脹土地區(qū)的襯砌尤其廣泛。水泥土與石灰土的不同之處在于,前者的早期效應(yīng)比后者明顯, 且水泥可產(chǎn)生更大的凝聚作用, 引起的凝聚反應(yīng)使黏土層之間的膠結(jié)力增大, 從而使土處于更加穩(wěn)定的狀態(tài), 其強(qiáng)度和耐久性比石灰土提高幅度更大, 但就膨脹而言, 石灰是更好的穩(wěn)定摻合劑, 水泥用于加固膨脹土的摻入量一般為4%— 6%；３.ncs 固化劑，施工實(shí)踐表明, ncs 固化劑具有較強(qiáng)的吸水性和顯著提高土體強(qiáng)度的作用, 以及固化土具有較好的水穩(wěn)定性和凍融穩(wěn)定性, 在天然含水量較高的地區(qū), 采用6%— 10%的ncs固化劑處理膨脹土,其收縮性小于石灰土, 與采用石灰土處理土基及用石灰土作底基層相比, 提高了路基、路面的整體強(qiáng)度, 且在工程的管理、運(yùn)輸使用和配制混合料等方面都比常用的消石灰或生石灰方法簡便, 可以明顯提高工程質(zhì)量和加快施工進(jìn)度, 并易于控制密實(shí)度及均勻性, 對(duì)施工操作人員與周圍環(huán)境污染影響甚微, 值得推廣應(yīng)用；４. 壓力噴注灌漿，壓力噴注灌漿加固膨脹土是通過灌漿壓力作用, 充分利用膨脹土中存在的大量裂隙, 將化學(xué)改良劑或膠凝材料配制成一定濃度的漿液注入土體的裂隙和孔隙中, 使?jié){液與土發(fā)生一系列的物理化學(xué)反應(yīng), 達(dá)到土體改性、加固、抑制膨脹性的目的。
總之，在實(shí)際工程應(yīng)用中, 究竟采用何種單一方法或組合方法, 還應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況而定, 總的原則依然是安全、經(jīng)濟(jì)、可行、方便。
