（宁夏回族自治区电力设计院 宁夏银川 750001）
摘要：膨胀性土会因为土中含水量的变化而发生相应的膨胀或收缩变形，特别是在场地膨胀性土层厚度不一，均匀性不一、不同部位处含水量的变化以及建筑物基底压力不等等原因时，就会导致地基土不均匀的隆起或下陷，使得建筑物产生墙体开裂、地面隆起或下陷等破坏。本文讨论了膨胀土地基处理采用的措施，大体上可分为五类：湿度控制法、压实法、土质改良法、换土法和隔水法。
关键字：膨胀性土，湿度控制法、压实法、土质改良法、换土法和隔水法。
1、概述
膨胀土系指粘粒成分主要由强亲水性矿物组成，具有吸水膨胀和失水收缩特性的粘性土。由于膨胀性土会因为土中含水量的变化而发生相应的膨胀或收缩变形，特别是在场地膨胀性土层厚度不一，均匀性不一、不同部位处含水量的变化以及建筑物基底压力不等等原因时，就会导致地基土不均匀的隆起或下陷，使得建筑物产生墙体开裂、地面隆起或下陷等破坏。因此，必须对膨胀性土场地进行处理，以满足自由膨胀率δef均小于0.4的要求。
2、膨胀土危害的机理分析
膨胀土成分中含有较多的亲水性强的蒙脱石（微晶高岭土）、伊利石（水云母）、硫化铁和蛭石等膨胀性物质，土的细颗粒含量较高，具有明显的湿胀干缩效应。遇水时，土体即膨胀隆起（一般自由膨胀率在40％ 以上），产生很大的上举力，使建筑物或构筑物上升（可高达10cm）；失水时，土体即收缩下沉， 由于这种体积膨胀收缩的反复可逆运动和建筑物各部挖方深度、上部荷载以及地基土浸湿、脱水的差异因而使建筑物和构筑物产生不均匀的升降运动而造成出现裂缝、位移、倾斜甚至倒塌。
3膨胀土地基处理的一般原则
膨胀土地基的处理措施原则，应从上部结构与地基基础两方面着手，设计中除着重抓住控制膨胀土胀缩性这一主要矛盾，选择合理的地基处理方法外，还应考虑上部结构的措施加强构筑物的整体性与抗变形能力。 1、应考虑场地地形对工程的影响，根据地形地貌条件可将场地分为平坦与斜坡场地两类。针对前者，膨胀土地基按变形控制设计，考虑气候条件，估计季节循环中地基在很长时间，如10年以上可能发生的最大变形量及变形特征；后者除按变形控制设计外，还需验算地基的稳定性，防止外部水分侵入与水平变形给边坡带来的严重危害，结合排水系统、坡面防护和设置支挡结构物综合防治。 2、按照建筑物（构筑物）对地基不均匀胀缩变形的适应能力和使用要求进行分类并区别对待，同一建筑物尽量不跨越不同的地貌单元、不同土层和不同的工程地质分区之上，力求规划简单，而局部突出或拐弯过多，必要时宜设置沉降缝断开。对地基不均匀变形适应性较强的建筑物如排架结构、高耸构筑物等，排架结构只需注意在基础梁底与地面间预留100—150mm的膨胀间隙或回填松软材料、填充围护堵砌于基础梁之上即可，高耸构筑物一般可不作特殊处理。 3、根据场地膨胀土的特性与胀缩等级、当地材料、工况类型与施工条件，并结合膨胀土埋深、厚度、大气影响和上部荷载等因素，从回避或减缓膨胀土的不良特性、保持膨胀土工程特性的相对稳定性、改良膨胀土的本身性质以克服其湿热敏感性，以及改变基础形式与埋深以提高地基的适应性四种可行途径，选用有针对性的单一或综合方法处理膨胀土地基。
4 膨胀土地基处理方法
国内外膨胀土地基处理采用的措施大体上可分为五类：湿度控制法、压实法、土质改良法、换土法和隔水法。确定处理方法应根据土的胀缩等级、地方材料及施工工艺等。
进行综合技术经济比较。各种处理措施，有时单独采用，有时需综合采用。
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4.1 湿度控制法
湿度控制法是通过控制膨胀土含水量的变化，保持地基中的水分少受蒸发及降雨入渗的影响，从而抑制地基的胀缩变形。目前比较成功的保湿方法有: 预浸水法、暗沟保湿法、帐幕保湿法和全封闭法。
4.2 压实法 压实法的实质是用机械方法将膨胀土压实到所需要的状态，充分利用膨胀土的强度与胀缩特性随含水量、干密度及荷载应力水平的变化规律，尽量增大击实膨胀土的强度指标。国内外在确定膨胀土的压实标准时，综合考虑到膨胀土的初始强度、长期强度以及强度衰减、胀缩变形、施工工艺等因素的变化特征，认为只有选择控制合理的含水量和干密度指标，击实膨胀土才可能兼顾到较高的强度和低的胀缩性。最新的研究成果表明，采用压实含水量较最佳含水量稍大而略低于塑限、干密度较最大干密度略低的控制原则，只要压实度控制得好，弱膨胀土既可获得较高的压实度与初期强度，又具有较低的胀缩性以及较好的抗渗透性和较低的压缩性。因此，压实含水量与碾压或夯实的科学控制是压实控制法处理弱膨胀土的关键。 4.3 土质改良法 土质改良法分为物理改良法、化学改良法以及综合改良法。
◆物理改良法是在膨胀土中添加其他非膨胀性固体材料，通过改变膨胀土原有的土颗粒组成级配，从而减弱膨胀土的胀缩能力，达到改善其工程特性的；
◆化学改良法包括使用：
①石灰，石灰能有效抑制膨胀土的胀缩趋势，又具有经济与实施方便的优点，在工程界应用十分普遍；
②水泥土，是用土料、水泥和水经过拌和的混合物，应用于膨胀土地区的衬砌尤其广泛。水泥土与石灰土的不同之处在于，前者的早期效应比后者明显，且水泥可产生更大的凝聚作用，引起的凝聚反应使黏土层之间的胶结力增大，从而使土处于更加稳定的状态，其强度和耐久性比石灰土提高幅度更大，但就膨胀而言，石灰是更好的稳定掺合剂，水泥用于加固膨胀土的掺入量一般为4%～6%；
③ncs 固化剂，施工实践表明，ncs 固化剂具有较强的吸水性和显著提高土体强度的作用，以及固化土具有较好的水稳定性和冻融稳定性，在天然含水量较高的地区，采用6%～10%的ncs固化剂处理膨胀土，其收缩性小于石灰土，与采用石灰土处理土基及用石灰土作底基层相比，提高了路基、路面的整体强度，且在工程的管理、运输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简便，可以明显提高工程质量和加快施工进度，并易于控制密实度及均匀性，对施工操作人员与周围环境污染影响甚微，值得推广应用；
④压力喷注灌浆，压力喷注灌浆加固膨胀土是通过灌浆压力作用，充分利用膨胀土中存在的大量裂隙，将化学改良剂或胶凝材料配制成一定浓度的浆液注入土体的裂隙和孔隙中，使浆液与土发生一系列的物理化学反应，达到土体改性、加固、抑制膨胀性的目的。
4.4 换土法
换土是最简易的解决方法，也是最好的方法。换土可采用非膨胀性土或灰土，实际工程中，还有采用粗粒土与现场膨胀土掺混的解决方案，从理论上讲，这种方法是合理的，但实际上人工很难将粗粒土与硬而干的膨胀土粘粒混合起来，必须借助于机械设备，在某些情况下使得这种方法与石灰改良法同样昂贵。换土厚度可通过变形计算确定。换土法处理膨胀土的优点：能够得到比其他处理方法更大的地基承载力；换土法不需要特殊的施工设备，并且工期也比较短。
4.5 隔水法
膨胀土具有吸水膨胀、失水收缩特性，因此，如果能够有效地隔绝场地中的水分转移，就能够解决膨胀土地基问题。水分的来源有两类:地面渗水和土体内部的转移水。控制地面渗水的方法很简单，设置足够的地面排水系统和正确的地下排水设施即能完成任务。但要隔绝土体内部各部分之间水分的转移则是很困难的，国外曾采用水平的和垂直的水分截断层来阻止水分的转移，但效果并不好。在房屋周围设置混凝土散水坡已经证明是有效的，但应注意将散水坡与墙之间的缝隙有效封闭。此外，应经常检查和维护散水坡。
论文作者:马冬波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/5
标签：含水量论文; 地基论文; 石灰论文; 建筑物论文; 压实论文; 土法论文; 强度论文; 《电力设备》2016年第15期论文;