浅谈土工布加固膨胀土地基

王培松

1湖北工业大学（432200） 2中铁二十四局集团安徽工程公司（230011）

膨胀土广泛分布于安徽、陕西等地区，由于新土沉降量大且不均匀、沉降稳定历时长、沉降速度快，对建筑物的稳定性造成了一定影响。膨胀土随着季节、气候的变化，反复失水、吸水后会产生可逆性不均匀胀缩变形，导致路基不均匀下沉，重则使路基坍塌、滑坡，危及铁路行车安全。随着国家对铁路行车的一次次提速,路基的稳定性指标也随着提高。换填渗水土可以消除侧向挤出，但不能避免雨水下渗后膨胀土吸水引起的不均匀变形。合肥枢纽工程L10联络线采用换填渗水土结合防水土工布的方法消除了这种铁路路基病害，效果显著。

1 工程概况

西安—南京铁路西安至合肥段引入合肥枢纽Ⅰ类变更Ⅱ标段L10联络线路基位于合肥市北郊，线路全长7.124公里，沿线气候温暖湿润，降水量充沛，施工地段地质:1）alQ3黏土，褐黄色硬塑，厚＞5m，满足塑性指数大于17，自由膨胀率大于或等于40%,液限大于40%的指标，可判定为膨胀土，有遇水膨胀，失水后收缩开裂的特点，且其膨胀率不同，若处理不当极易产生滑动面，受外力震动或打击，轻则基床表面软化、翻浆导致路基下沉，重则路基坍塌、滑坡，危及行车安全。当边坡受雨水冲刷时，土体变形后极易产生滑动面，造成土体大块滑落甚至滑坡。因此，该路段地基处理成了施工的重点。

2 土工布的选择及作用机理

2.1 土工布的选择

根据工程要求,采用复合土工膜厚0.4mm的二布二膜PVC经编土工膜，其纵、横向抗拉强度不小于20 kN;顶破强度不小于2.5 kN;渗透系数不大于10-11cm/s;最大延伸率不大于30%。土工布力学性能经试验确定，以保证其质量。

2.2 土工布的作用机理[1]

近年来，土工布在铁路工程中得到广泛应用，其作用表现为以下4个方面。

2.2.1渗滤作用

土工布利用土工纤维的毛细作用和吸水性,将较低处的水吸上来，经过疏导流出，改善地基排水条件，缩短排水距离，增强地表水的排出。土工布的薄膜具有抗渗作用，防止雨水进入路基中心,避免了对路基的危害，保证路基的质量。

2.2.2隔离作用

隔离两种以上或其他材料避免相互混杂产生不良效果；利用它良好的三维排水能力，可进行表面和深层排水。

2.2.3防水作用

不透水的土工布可以防止侵入土体或土工结构物，避免土中的含水量发生大的变化。

2.2.4加固补强地基作用

土工布较高的抗拉强度和较大的韧性,加筋改善土体,提高土的承载力，减少地基土不均匀沉降。其作用机理如图1。当荷载作用时，地基土产生压缩变形，土层中因压缩挤出水分（孔隙水），由土工布渗出排走，土体发生排水固结，抗压强度和稳定性相应提高，由于土工布的覆盖作用，防止了因加载过大或过快造成土体被挤出现象。

3 施工

以合肥枢纽工程L10联络线膨胀土路基施工为例，介绍换填渗水土结合防水土工布的施工方法。

料源的选择:考虑经济及施工方便因素，料源应尽量确定在施工工点较近的地方,并要经土工试验确定该填料符合设计及施工规范要求。

3.1 路基设计

3.2 施工工艺

土工布的铺设采用人工配合机械完成,先用机械填挖至地基面设计标高以下60 cm处整平,按设计做好路拱及排水坡度（4%）。当最低面修整完毕后，先铺设5 cm厚中粗砂,采用机械上料，人工摊铺，保证厚度均匀一致，用压路机碾压密实平整，压出横向排水坡，然后再沿路基铺展土工布，再铺上5 cm厚中粗砂及0.5m厚A级填料（分两层），进行碾压。

挖方段应注意路基整平时不能超挖,避免土工布出现低洼不平影响排水，并按设计制作4%的线路横坡，以利排水。

3.3 施工中注意事项

1）土工布上下填料必须严格控制在0.25 mm～2 mm，碾压到位，防止穿破土工布。

2）在两块土工布接头处,搭接长度不得小于30 cm，搭接顺序为高位土工布压在低位土工布下方。

3）施工中土工布必须拉平，不能有褶皱或坑洼，机械上料时，应在机械掉头处加厚填筑以保护土工布不被损坏。

4）施工中发现土工布有损坏，应视严重程度修补或更换，修补范围应超过裂口至少30 cm。

5）土工布施工前必须保证路基排水通畅，否则不透水土工布在降雨后将大量积水，影响路基质量。

4 使用效果及效益分析

1）采用机械配合人工进行土工布施工进度快，还可以降低成本，且能达到设计要求。

2）土工布结合渗水料作为路基施工，在排水良好的情况下，在土工布摊铺完毕后,将减少降雨对路基施工的影响，加快施工进度，提高效益。

3）保证了工程质量，保证碾压砂层的平顺，特别对本工程中的路堑段，它快揭快封的特点，避免了因基床暴露时间太长而造成承载力下降的现象。

[1] 薛琪.土工布在膨胀土（岩）路基工程的应用[M]

[2] 刘汉东，路新景，霍瑞科主编.岩土力学（理论与工程实践）[M].郑州:黄河水利出版社，1997.405.407

[3] 刘杰.第三届国际土工织物会议论文译文[C].1998土的渗透稳定与渗流控制[M].第五章，设计反滤层的基本原理与方法